Divagatii cu transformatorul de retea in coloane

[em2006]

...daca le legi in serie corect fazate,...

Asta am omis sa precizez in postul meu (de fapt am considerat ca se subantelege fazarea corecta), in rest am zis acelasi lucru, dar nu atat de dur.Eu am consideratie si respect pt activitatea dlui Olaru, chiar daca nu sunt de acord cu unele afirmatii care nu se potrivesc cu modul cum le-am invatat ori inteles eu. In urma referirilor la blog, am cautat si am gasit pe alt forum subiectele respective (articolele elaborate de colegul nostru) si pot spune ca sunt articole muncite. Imi pare rau ca nu inteleg o parte din texte si formule (de fapt nu formulele in sine, ci modul cum le interpretez eu), probabil din cauza unor lacune pe care le am la capitolul electrotehnica, ori a lipsei de timp si indisponibilitate de a intra in detalii. Sau, poate ca electronist vad putin diferit lucrurile.

[mișa]

Nicidecum nu m-am referit special la blogul lui ola_nicolas. M-am referit la bloguri in general, asa cum am scris mai sus, de care e plin netul si foarte multe contin greseli majore si interpretari personale. Fizica e numai una si nu admite interpretari.

[adigh]

...Pana nu intelegeti ca miezul nu conteaza, nu aveti pur si simplu perceptia corecta. Miezul este doar un mijloc de transfer. Daca regulile impuse de material sunt respectate, nu conteaza ce sectiune are.

... Nu conteaza sectiunea sau forma ferosiliciului, cupru face regula (daca celalalte criterii sunt respectate). Din miez nu se poate decide puterea, numai din cupru se poate. Respectiv din fereastra miezului. Dar exista un model care sa dea cel mai mic consum de cupru si ferosiliciu, sau cel mai bun compromis intre ele si o putere dorita la un anume randament. Este modelul economic si standardizat. Insa si acolo, tot cuprul face regula, doar ca e cel mai bun raport putere/pret. Numai ca doar acolo se pot aplica regulile cu patratul sectiunii, care oricum nu sunt relevante decat pentru un anume randament.…

Ba conteaza enorm sectiunea miezului.

Iar pentru determinarea puterii unui transformator conteaza si sectiunea miezului si fereastra in mod egal.

Sa luam un traf EI oarecare. Daca dublam sectiunea miezului dar pastram acelasi tip de tola, adica aceeasi fereastra, va rezulta jumatate numar de spire. La jumatate numar de spire, in aceeasi fereastra, vom putea pune spire cu sectiune dubla. La aceeasi tensiune dar curent furnizat dublu, va rezulta o putere dubla. Nu creste puterea cu patratul sectiunii.

Am neglijat niste coeficienti pentru usurinta intelegerii, discutam principiul.

Daca vom pastra sectiunea la fel dar vom dubla fereastra, punind o tola cu fereastra dubla, vom avea acelasi numar de spire dar pentru ca avem fereastra dubla vom putea pune sirma cu sectiune dubla si deci putem vehicula curent dublu.

La aceeasi tensiune dar curent dublu vom avea putere dubla.

La dublarea ferestrei se va dubla puterea.

Din nou am neglijat niste coeficienti pentru usurinta intelegerii, discutam principiul.

Senzatia gresita pe care multi o au ca puterea depinde de patratul sectiunii vine da la faptul ca un transformator atunci cind e mai mare decit altul e mai mare si ca fereastra nu numai ca sectiune. Daca-si pastreaza proportiile, cind isi dubleaza sectiunea isi dubleaza si fereastra si aparent puterea creste cu patratul sectiunii. In realitate puterea se dubleaza datorita dublarii sectiunii si se mai dubleaza inca o data datorita dublarii ferestrei.

In Fig. a se prezinta cazul transformatorului in coloane (UI) cu primarul bobinat simetric pe ambele coloane. In Fig. b se prezinta cazul transformatorului cu primarul bobinat pe o singura coloana. Intrebarea care se pune este: Sunt oare echivalente cele doua circuite? Raspunsul este NU. Demonstratia se poate face utilizand definitia inductivitatii L=μ0μr(w^2)S/lm, unde μ0 este permeabilitatea magnetica a vidului; μr - permeabilitatea magnetica relativa a miezului, w - numarul de spire al bobinei primare; S - aria sectiunii miezului; lm - lungimea medie a liniilor de camp magnetic pentru miezul considerat. Toate datele sunt aceleasi in cele doua cazuri, mai putin numarul de spire si deci se poate scrie k=μ0μrS/lm, caz in care relatia inductivitatii se scrie L=k(w^2). Pentru figura a, avem doua inductivitati inseriate, avand inductivitatea totala La=k(1000^2+1000^2)=2000000k. Pentru figura b, avem Lb=k(2000^2)=4000000k. Deci in cazul transformatorului din fig. a inductivitatea bobinei este jumatate din cea a transformatorului din fig. b.

... Deci in cazul a, puterea absorbita de la sursa monofazata este de doua ori mai mare decat cea absorbita in aceleasi conditii de la sursa in cazul b, datorita dependentei invers proportionale a puterii de impedanta determinata de bobina primara. Cine este curios sa efectueze calculul pana la final, pentru cele doua cazuri, va constata ca asa este.

 

Foarte probabil ca nu prea multi vor avea rabdare sa urmareasca efectiv demonstratia mea de mai sus. Iar in cazul cand o vor citi pana la capat, cei mai multi vor fi foarte derutati.

Recunosc ca am urmarit cu greu demonstratia si am fost derutat.

Cum poti sa spui asa ceva ?

Poti distrubui aceleasi numar de spire pe toate cele patru coloane nu doar pe doua ca inductanta va fi aceeasi iar puterea transformatorului nu va fi nici dubla si nici jumatate ci egala.

Bobinele sunt cuplate magnetic si nu conteaza unde le pui.

...La transformatoarele UI bobinate sa zicem "simetric", avand cate o bobina primara pe fiecare coloana si asijderea pentru bobinele secundare, daca exista situatia ilustrata in atasamentul meu, atunci transformatorul poate fi considerat in raport cu punctul neutru notat in figura cu "0" ca fiind bifazat.

...Cu alte cuvinte, daca se modifica un transformator in coloane (UI) cu un singur primar si un singur secundar, dupa schema simetrica ilustrata in atasament si daca inainte transformatorul avea o putere P, putem teoretic dubla puterea folosind aceeasi sectiune.

Cum poti prezenta un transformator monofazic drept un transformator bifazic ?

Dupa parerea ta un transformator cu 2 primare la 115V daca le inseriezi ai obtinut un transformator bifazic. Cita vreme la intrare ai o retea monofazica e doar un traf monofazic cu bobinajul distribuit. Putea fi si pe 4 coloane sau 4 galeti ca tot monofazic era.

Doar cu o retea bifazica (doua faze la 180 grade si nul) puteam vorbi de bifazic.

Chiar si atunci tot nu vorbeam de dublarea puterii.

[UDAR]

smilex2 a mai spus "Daca regulile impuse de material sunt respectate, nu conteaza ce sectiune are. Singura conditie majora este sa nu fie saturat (suficiente spire/volt)." Este corect sa citim tot inainte sa contrazicem .Deci, daca prin supozitie , miezul ar avea o inductie de saturatie de 100T , ar putea foarte bine sa aiba cativa cmp sectiune cu cateva zeci de cmp fereastra pe care sa incapa suficient cupru si sa dea o putere de kW sau zeci de kW.Deasemenea, daca prin supozitie, materialul cu care bobinam ar avea o rezistivitate de zeci de ori mai mica am putea sa punem sarma mai subtire si deci mai multe spire in aceasi fereastra. Im ambele cazuri s-ar respecta conditia majora mentionata de smilex2 . Deci intr-adevar puterea NU depinde de sectiune . Cel putin NU in mod direct. Cine studiaza putin proiectarea transformatoarelor pentru SMPS vede ca acolo se vorbeste despre produsul AeAw si ca toate analizele si deductiile se bazeaza pe incalzirea admisa a transformatorului - randamentul din zisele lui smilex2. Nu o sa gasiti niciunde in proiectarea unui trafo SMPS o relatie de forma P=k*S(la puterea x ) . Formula , din pacate prea raspindita, cu P = S^2 a fost dedusa ( oarecum empiric ) pentru miez de tip E+I, din ferosiliciu, la frecventa retelei, la un randamente de 80-90%, etc. Este deci o formula extrem de particulara si aproximativa iar generalizarea ( si mai ales fetisizarea ei ) este periculoasa.

[Vizitator]

@UDAR: m-ai scutit de o interventie mai lunga si obositoare pt mine, si sigur si pt cititori.Pot spune ca ai repus intro forma poate mai accesibila ceea ce a scris Smilex.Daca unii au inteles ca dintr-un traf, sa zicem de Rostov, majoritatea obtin 200w(am ales la intamplare) iar Smilex prin incantatii sau relatii sus puse scoate 2000w(tot la intamplare, ca oricum nu conteaza sectiunea miezului)-este treaba lor.Sectiunea miezului nu intra direct in calculul puterii, ci indirect prin nr de spire din primar necesar atingerii unei anumite inductii in miez, nr de spire care va impune si o valoare pt cele din secundar .Rezulta in final o anumita cantitate de cupru care prin rezistivitatea lui va impune un randament.Deci o anumita cantitate de caldura disipata ce va afecta materialele folosite(email, izolatie).Si eu foloseam la un moment dat ca traf separator unul de mag rusesc.Stiam ca are una din infasurari cu sarma subtire(aveau bunul obicei de a scrie pe traf tens si diametre), dar reduceam timpul numai la cat reparam sursa.Intro zi m-am abatut de la regula si am lasat alimentat un tv de 110 grd.Nu s-a oprit telev dar un miros puternic mi-a dat alarma.Infasurarea subtire s-a supraincalzit, cartonul a fost la limita de a lua foc si in final emailul a cedat.Traful a ajuns la vanzari pt miez.

[adigh]

@UDAR,NU exista materiale cu 100T. Corect e sa comparam doua transformatoare cu sectiuni diferite dar intotdeauna la aceleasi calitati ale miezului, sa zicem 1,5T , altfel comparatia nu e relevanta. Si intotdeauna se presupune ca sunt exploatate la acelasi nivel adica la aceeasi inductie in miez, de obicei inainte de a se satura.

Cine studiaza putin proiectarea transformatoarelor pentru SMPS vede ca acolo se vorbeste despre produsul AeAw

Si ce crezi ca inseamna produsul AeAw ?Randamentul e alta discutie si nu exista transformator cu randament 1. Obiectia mea era referitor la sectiunea miezului.

Sectiunea miezului nu intra direct in calculul puterii, ci indirect prin nr de spire din primar necesar atingerii unei anumite inductii in miez

Poti da formula de determinare a numarului de spire ? De cine depinde numarul de spire ? Nu si de sectiune ?Astept o formula.

[mișa]

Puterea transferata de un transformator depinde de proprietatile miezului. Formulele generale si empirice (multe din ele) implica sectiunea, datorita faptului ca miezurile uzuale au cam aceiasi parametrii, deci singura diferenta ar fi sectiunea. Evident, daca cresti sectiunea miezului creste si puterea transferata. (proportional cu patratul sectiunii... ...oare? )Teoretic nu sectiunea intra in formula, practic insa, datorita faptului ca nu avem acces la toate caracteristicile de material ale miezului, folosim niste formule aproximative ce se bazeaza pe sectiune. (e cel mai usor de masurat si controlat, implica doar un liniar sau in cel ma bun caz un subler...)Cine nu vrea astfel de calcule sa isi dimensioneze altfel transformatorul, de exemplu sa isi proiecteze un transformator de sudura pe un miez de un centimetru patrat. HINT: intii trebuie gasit materialul pentu miez. Teoretic se poate. Practic, ramine de vazut....

[adigh]

Se poate socoti ca daca punem multe spire nu e nevoie de sectiune mare dar se poate socoti si invers ca punind sectiune mare nu e nevoie de spire multe. E cam acelasi calcul. Se vede usor ca depinde de amindoua si de sectiune dar si de fereastra, nu doar de fereastra cum spunea smilex2 si altii.Faptul ca daca scade sectiunea trebuie sa creasca fereastra si invers, daca creste sectiunea poate scadea fereastra e un indiciu destul de bun. Una compenseaza pe alta pentru ca amindoua conteaza.

[Marian]

...Evident, daca cresti sectiunea miezului creste si puterea transferata...

Asta pentru ca o data cu sectiunea de obicei creste si fereastra si deci spatiu mai mult de bobinat, facilitat si de numarul mai mic de spire/volt necesar, dar daca pastrezi acelasi cupru atunci doar marirea sectiunii nu are cum sa mareasca si puterea, tensiunea se pastreaza datorita raportului de transformare care si el se pastreaza, si curentul pe care il poate suporta acel cupru la aceeasi densitate se pastreaza si el, deci nu are de unde sa creasca nici puterea. Sectiunea influenteaza numarul de spire, nu si puterea care se poate obtine, sau oricum nu direct, cel mult indirect prin considerente de randament, spatiu, si/sau materiale folosite.

[mișa]

Se poate socoti ca daca punem multe spire nu e nevoie de sectiune mare dar se poate socoti si invers ca punind sectiune mare nu e nevoie de spire multe. E cam acelasi calcul. Se vede usor ca depinde de amindoua si de sectiune dar si de fereastra, nu doar de fereastra cum spunea smilex2 si altii.Faptul ca daca scade sectiunea trebuie sa creasca fereastra si invers, daca creste sectiunea poate scadea fereastra e un indiciu destul de bun. Una compenseaza pe alta pentru ca amindoua conteaza.

NU, NU, gresesti! Puterea transferata nu depinde in nici un fel de numarul de spire. Depinde doar de proprietatile miezului.

[adigh]

Misa,Nu am spus ca puterea depinde de numarul de spire pentru ca nu depinde. Spuneam ca daca variaza sectiunea va fi obligatoriu sa varieze si numarul de spire . In consecinta daca va varia sectiunea va varia si fereastra. In sens invers, se compenseaza daca pastram puterea.

[Vizitator]

Nu este vorba de calculul exact, ci de a avea o privire de ansamblu asupra a ceea ce se intampla cand ne lovim de problema proiectarii unui traf.Pt firme, profesionisti exista documentatie solida.Aici este vorba de amatori, mai mult sau mai putin pregatiti.Eu oricum am metode personale, pot studia rapid trafuri din diverse aparate si de la diverse firme (pot spune ca am zeci de trafuri ce zac prin toate colturile, URSS, Tesla, RDG, ROM si chiar SUA).Am pus pe forum oscilograme cu curentul de mers in gol.Daca doresc sa fac un traf folosesc calculul cu patratul sectiunii dar adaug si alte infasurari iar prin incercari vad curentul de mers in gol cand se apropie de saturatie miezul, sau pot lasa cateva ore sa vad incalzirea miezului.Un traf va functiona ani de zile, ce ma costa sa pierd cateva ore cu testarea lui?REVIN: raspunsul era pt @adighDar vad ca s-a mai intervenit si dicutia bate pasul pe loc.Si sigur nu va avea finalitate pt ca fiecare continua sustinerea pe ceea ce a inteles din afirmatiile lui Smilex si nu poate ceda pt ca are dreptate in ceea ce spune dar nu are nicio legatura cu adevaratul sens al scrierii lui Smilex.Nu trebuie inteles ca un cetatean obtine o putere cu un miez bobinat dupa regulile general acceptate iar Smilex vine cu un alt mod de bobinare si obtine o putere mult mai mare.Oameni buni, sectiunea miezului nu intra direct intro formula de determinare a puterii vehiculate.Sa incercam un scenariu, poate cam copilaros, dar nu stiu cum se va iesi din impas.Acelasi miez este primit de la Mos Craciun de un indian, un roman si un martian.Indianul va bobina cu aluminiu, romanul cu cupru iar martianul cu aur.Indianul va fi nevoit sa micsoreze nr de spire ca sa nu-i ia foc bobinajul ceea ce va duce la cresterea pierderilor in miez datorita cresterii inductiei.Romanul va obtine traful clasic iar martianul va avea un spatiu de manevra mult mai mare:poate mari nr de spire la aceeasi putere si miezul va fi rece, sau va putea cere o putere mai mare pt conditiile termice identice cu ale romanului.

[adigh]

...Oameni buni, sectiunea miezului nu intra direct intro formula de determinare a puterii vehiculate...

Sa luam doua miezuri E14, adica cu latimea limbii centrale de 28mm.Primul miez va avea grosimea de 28mm iar al doilea 56mm. Adica primul miez va avea o forma a sectiunii miezului 1:1 si al doilea 1:2 Aceeasi fereastra deci, fiindca e aceeasi tola.Crezi ca cele doua tranformatoare facuta pe cele doua miezuri vor avea aceeasi putere ?La sectiune dubla vor fi spire jumatae pentru ca vom avea nr sp/V jumatate. In nici un caz nu vom lasa miezul pa jumatate gol. Vom pune spire cu sectiune dubla pentru ca fereastra e umpluta cu nr jumatate de spire. Asta inseamna ca la aceeasi tensiune dar putind vehicula curent dublu vom avea o putare dubla.Tu ce zici miticamy, la aceeasi fereastra dar cu sectiune dubla vom avea aceeasi putere sau dubla, bagind spire cu sectiune dubla ?

[Dr.L]

Catre toti participantii la discutie (dar in special catre adigh): Va rog cititi cu atentie ce s-a scris pe ultimile pagini, pentru a nu prelungi inutil discutia!

[UDAR]

Sau sa luam doua miezuri , unul cu E14 si unul cu E28 ( nu stiu daca e standard dar nu conteaza pentru explicatie ). Cel cu E28 il facem cu pachetul de doua ori mai subtire . ACEEASI sectiune, fereastra ( mai mult decat ) dubla la cel cu E28 , sarma cu sectiune dubla ,deci, dupa cum ai argumentat, putere dubla.Dupa ce am postat am vazut postarea lui Dr. L . Nu sterg dar nu mai intervin. O seara buna.