Transformatoare, comparatii!

[sebi_c]

Am facut cateva fotografii cu histereza unor transformatoare la indemana. Luand in considerare un transformator de petra, cu tola silicioasa cu graunti orientati, ca referinta am observat alte cateva transformatoare. Se pot face unele comentarii vis-a-vis de experiment!

[sebi_c]

Mai adaug cateva transformatoare! Am fost surprins placut, dupa parerea mea, de un traf M85 din DDR.PS: Cu ocazia asta am constatat ca nu mai pot aduce punctul in centru. Am ceva probleme cu osciloscopul in modul de lucru cu figuri Lissajous

[Vizitator]

Sint doua oscilograme(in primul post)-caracteristici distincte B-H ,o prima observatie la toroidal petra aria caracteristici B-H mare(densitatea fluxului magnetic creste rapid in raport cu intensitatea cimpului magnetic) , la temp aria caracteristici B-H mica si foarte inclinata(densitatea fluxului magnetic creste lent in raport cu intensitatea cimpului magnetic)...valoarea nenula +Br, -Br la transformatorul temp mult mai mica in raport cu petra.

[Vizitator]

Remanenta magnetica mica trafo-temp(fluxul magnetic remanent mic)>Hc-mic.

[Mikrosha]

Straşnic de interesant, mă bucur că s-a adus în discuţie curba de histerezis. Aş avea o intrebare, cum afectează curba de histerezis semnalul de la ieşirea transformatorului?

[THOMAS]

Acum....... ce sa spun,dar....eu stiu ca in general in procesele(aplicatii electronice) in care se folosesc materiale feromagnetice,in speta miezul transformatorului,histerezisul se manifesta prin ramanerea in urma a densitatii fluxului magnetic adica B (masurat in Tesla,T),fata de intensitatea campului magnetic aplicat din exterior(H masurat in A/m),prin curentul ce strabate bobina primara a transformatorului.Formele de unda aratate de si puse in evidenta de arata aceste doua marimi.Presupun ca experimentul a fost facut cu un semnal oscilant sinusoidal(!!!).Din poze se observa ca atunci cand campul magnetic scade pana la zero,fluxul magnetic (B),are o valoare nenula (Br),adica remanenta magnetica (memorie magnetica),daunator in cazul utilizarii miezurilor in sisteme cu variatie rapida in timp a campurilor magnetice.Pentru a anula acest flux magnetic remanent,trebuie aplicat un camp magnetic invers,camp magnetic coercitiv. Aplicatiile materialelor cu histerezis mare sunt destul de intalnite,chiar magnetii permanenti au cel mai mare histerezis,dar in aplicatiile audio (in special),trebuiesc folosite materiale magnetice cu histerezis cat mai "slab" ca sa spun asa,adica cu o reprezentare grafica al histerezisului cu o panta cat mai rapida si o arie B-H cat mai mica. In aplicatiile audio,adica acolo unde se cere conservarea energiei si transferul cat mai rapid catre "utilizator"(al semnalului),materialele folosite trebuiesc sa utilizeze un H(coercitiv)cat mai aproape de zero (0).Transformatorul electric,mai ales cel folosit in audio,al carui miez are histerezis mare va avea pierderi de energie( manifestate prin incalzirea miezului) cu atat mai mari cu cat remanenta magnetica si campul coercitiv sunt mai mari.Din aceste motive se folosesc pentru transformatoarele cu aplicatii in domeniul audio HI-FI miezuri din materiale speciale cu o histereza plata,aliaj NiFe (Permalloy) si altele.... Este doar parerea mea......P.S un histerezis mare si foarte "frumos" are ferita,dar observati si stiti (din practica) cat de prost se comporta la frecvente joase si cat de repede se satureaza. In figurile postate de ,personal mi se pare ca cel mai bun histerezis are cel din figura Mac_E20 si cel din figura cu miezul nemtesc cu DDR_M85. si panta dar si aria B-H sunt foarte bune,chiar cel de TEMP arata foarte bine,mai putin panta,dar nu stiu exact conditiile experimentului si frecventa la care au fost testate.Daca veti cauta pe net veti gasi ca vizualizarea histerezei pentru transformatoarele speciale,audio,se face la 10Hz,1,2KHz si 20KHz,testat in acest fel se vor observa cu mare acuratete si B(saturatie) si H(coercitiv) dar si Br(remanent).

[Vizitator]

... cu o panta cat mai rapida si o arie B-H cat mai mica.

 

P.S un histerezis mare si foarte "frumos" are ferita,dar observati si stiti (din practica) cat de prost se comporta la frecvente joase si cat de repede se satureaza.

In figurile postate de ,personal mi se pare ca cel mai bun histerezis are cel din figura Mac_E20 si cel din figura cu miezul nemtesc cu DDR_M85. si panta dar si aria B-H sunt foarte bune,chiar cel de TEMP arata foarte bine,mai putin panta,dar nu stiu exact conditiile experimentului si frecventa la care au fost testate.Daca veti cauta pe net veti gasi ca vizualizarea histerezei pentru transformatoarele speciale,audio,se face la 10Hz,1,2KHz si 20KHz,testat in acest fel se vor observa cu mare acuratete si B(saturatie) si H(coercitiv) dar si Br(remanent).

Da domnule Lazaroiu aveti dreptate ..., trafo temp daca ar avea B_ul mai "rapid"/panta-B(aria B-H fiind mica deja Br si Hc valori mici) ar fi cel mai bun din prezentarea @sebi_c si in acceptiunea mea.Sau acum cel mai bine se prezinta "Hist_Mac_E20" zic."Simpatia"-mea fiind totusi pentru corul-C trafo-temp din situatiile prezentate.Ca domnul sebi_c sa "dezumflat" in fata corului-C-temp este o alta poveste cred.

[sebi_c]

Interesante remarcile lui Valderama! In special, imi place ca analiza este mai inginereasca. Ieri a trebuit sa fiu putin mai rapid, asa ca nu prea am facut referire la cele aratate in imagini. Tensiunea maxima alternativa a fost de 400Vrms, acolo unde s-a putut, adica la toroidale. In rest tensiunea a fost diminuata, din cauza cresterii nepermise a curentului de mers in gol. Transformatorul Temp, are un curent de mers in gol mare, chiar f. mare. Se poate observa ca osciloscopul este pe 0.5V pe X, adica pe axa H (A/m), valori destul de mari. Altfel spus, curent de mers in gol mare, din cauza inductantei mici. Pt. reamintire, semnalul X se culege de pe o rezistenta shunt in serie cu primarul. Tensiunea maxima pe care am aplicat-o la acest traf a fost de 350Vrms. Dupa mine, acest traf are tola banala. In general, transformatoarele cu tole mai bune, necesita un curent de mers in gol mai mic (din cauza inductantei mari), asa cum in caz extrem, la toroidalele cu graunti orientati gasim valori mici ale H (osciloscopul pe 10..20mV). In acest caz, din cauza nivelului mai mic pe X, histereza apare putin mai zgomotoasa.Gasesc ca in mod normal, un curent de mers in gol, este mai mare la trafurile cu intrefier, pt SE de exemplu. In acest caz, evident, H este mai mare. Pun un exemplu cu traf-ul de la Capri-ul pe care ma straduiesc sa-l aduc la viata. Tensiunea alternativa aplicata este de 150Vrms. Mi-a fost teama sa o maresc, pentru a nu creste prea mult curentul in primar. Se observa ca nu are de gand sa intre in saturatie!Mi-e imi plac tolele de la toroidale, care se si aud cel mai bine. Intr-adevar, imi plac si tolele M, DDR-iste, o surpriza placuta. Tola E20 provine de la un traf modulator de la o statie R112, demolata de un amic (nu de la a mea!). Acest traf era sarcina unui modulator cu 2xGU50, pe ale carui tole am bobinat traful de 6P3_mac.PS: Pt vizualizari s-a folosit dispozitivul di viewtopic.php?f=28&t=48893&start=0

[THOMAS]

Nu stiu ce este atat de complicat,cand aici este vorba de o chestie absolut logica si normala.Analiza curbelor de magnetizare din imagini,histerezisul care,ca si termen inseamna ca iesirea sistemului nu reflecta instantaneu valorile din intrare,adica sistemul "are" memorie.Intr-un miez magnetic (miezul transformatorului) materialul din care este facut tinde sa ramana magnetizat dupa ce forta electromagnetica este indepartata (curentul prin bobina) si chiar daca polaritatea fortei este inversata,acest fenomen se numeste remanenta magnetica,Br. Cu cat aceasta memorie este mai "avansata",cu atat pierderile prin histerezis sunt mai mari.Curbele ce le vedem in imaginile lui sunt curbe de histerezis ale materialelor din care sunt facute tolele probate pentru o anumita valoare a intensitatii campului magnetic maxim,respectiv minim;H+ si H-. Existenta unui histerezis mare aria B H,este absolut de neacceptat in cazul transformatoarelor ce trebuiesc folosite in amplificatoare audio, acolo unde ar trebui sa se produca o cantitate fixa de flux in functie de valoarea curentului ce strabate bobina primara. Stim ca densitatea fluxului depinde de curentul ce strabate bobina dar si de starea de magnetizare a miezului.O histereza cu o arie B H mare va necesita un H(coercitiv) mare,deci in curent alternativ cu o frecventa larga (domeniul audio) va folosi o parte din energie pentru a invinge B(remanent). Deci : cu cat aria histerezei este mai mare ,cu atat miezul este mai prost.Nu are nicio legatura curentul de mers in gol al unui transformator de alimentare 230Vac/50-60Hz,cu histereza.Pentru mersul in gol trebuiesc purtate alte discutii,este cu totul altceva.P.S a se vedea cat de bune sunt transformatoarele de la RR .CAPRI,chiar din experimentul lui ,excelente transformatoare,nu se pot compara cu nimic din ce a expus acolo pana la poza lor,ganditi-va ca aceste trafuri au o suprafata a sectiunii miezului foarte mica,nu mai stiu exact,parca 5-6cmp (!!??)(sunt capabile sa redea la 6W chiar 40Hz),de aici trageti singuri o concluzie!!!!!Intrebare:-daca nu mai avem secundar si este vorba de un droser ce este folosit ca sarcina inductiva pentru un final SE cu iesire pe condensator,in acest caz cum mai putem masura experimental histerezisul miezului si cum va arata acesta considerand ca vom folosi aceleasi miezuri ca la experimetul de mai devreme????

[Mikrosha]

Faină explicaţie.Aria de histerezis este constantă pentru un miez la orice frecvenţă sau depinde de frecvenţa la care lucrează/se face testul?

[THOMAS]

Faină explicaţie.Aria de histerezis este constantă pentru un miez la orice frecvenţă sau depinde de frecvenţa la care lucrează/se face testul?

Tocmai asta am spus eu mai devreme:"vizualizarea histerezei pentru miezurile transformatoarelor de iesire",se face la 10Hz,1200Hz,20000Hz,daca cititi atent ce am scris eu acolo. Aria B H a histerezei trebuie sa fie costanta si cat mai mica,daca se poate ca B si Br sa se confunde pentru intreaga gama de frecvente,asta pentru transformatoarele cele mai bune.Se accepta o diferenta de arie de +/- 10% intre cele trei figuri obtinute din cele trei frecvente,pentru transformatoarele HI-FI.

[ggg]

Ca o completare ,trebuie spus ca o curba de histereza se refera la randamentul energetic in care un rol foarte important il are variatia permeabilitatii magnetice µ.Orice material feromagnetic are aceasta proprietate.

µ=µ(0)*µ® ,

...unde µ®= permeabilitatea relativa.Si este atat de relativa incat trebuiesc luate in considerare toate starile de permeabilitate de la inceputul pana la terminarea unui ciclu : permeabilitatea iniţială,permeabilitate statica ,permeabilitatea dinamică,permeabilitatea diferentiala...etc.

Pentru a interpreta corect ce reprezinta acest histerezis toate aceste variabile (ale variatie) trebuiesc folosite in functii(ale celor 4 stari interdependente si neliniare B si H) si integrate.Astfel se va putea evalua o arie determinata de un anumit histerezis si in raport cu prima curba de magnetizare care am subliniat-o in desenul de mai jos.

[attachment=0]HISTEREZA.png[/attachment]

Randamentul energetic al unui transformator audio este foarte important pt ca de el depind tot felul de pierderi.Acesta este unul dintre motivele pt care producatorii consacrati de transformatoare audio , folosesc diverse materiale , mai speciale.

[sebi_c]

Pt. Lazaroiu, am sa fac cateva aprecieri, nu la modul general, pentru ca mai stim si noi ce se intampla prin circuitele magnetice, ci ca o teorie demnostrabila atat cat se poate pentru uzul practic. Histerezele din acest subiect au fost trasate cu semnale maximale, atunci cand apar ciocurile de saturatie. Altfel acest caz poate aparea in situatii limita, uzual fiind undeva unde lucrurile sunt mai lejere. Totusi, este util sa observam histereza, tocmai pentru a trage niste concluzii folositoare in practica alegerii miezurilor.

Dupa cum se cunoaste metoda de masura, H este o marime proportionala cu curentul din primar, fiind dat de valoarea si variatia curentului pe un shunt din circuitul primar. Transformatorul supus testelor este practic in gol, asa ca nu inteleg de ce curentul in gol nu cuantifica nimic in legatura cu teoria din imaginea atasata (dupa Lazaroiu)? Eu, dimpotriva, consider ca practic ne ofera prima informatie bruta cu privire la calitatea circuitului magnetic. Un curent in gol mic ne spune ca avem un transformator care impune o relatie suficient de liniara dintre curentul primar si cel secundar. Pentru lamurire, se poate observa cum stau lucrurile in atasament.

Din imaginile cu histereze se poate observa ca la toroidalele cu tabla silicioasa cu graunti orientati, valoarea pe X, adica H este f. mica (adica curentul de mers in gol f. mic), iar B creste brusc si permite tensiuni mari de intrare pentru a produce saturatia. Tensiunea proportionala cu H baleeaza 60mV intre varfuri. Acest lucru demonstreaza superioritatea, acestei table si nu a modului cum sunt bobinate.

Pe cand la "tabla neagra" de la Tempuri, ai curent de mers in gol mare si ti-e frica sa maresti tensiunea de intrare dupa ce te obisnuiesti cu trafuri de calitate. In poza se vede un S strans pentru ca sensibilitatea pe X (adica H, adica curentul de mers in gol) este mare, 0.5V/div., adica latimea la intersectia cu Ox este de 200mV, iar S-ul baleeaza mai mult de 3.5V (fata de 60mV de la siliciu orientat). Caderea de tensiune este pe 10 Ohm, asa ca se poate calcula usor curentul.

Histereza unui circuit magnetic nu ar trebui sa aiba o sensibilitate pronuntata in functie de frecventa, daca ne referim la banda audio, mai ales ca se cunoaste ca problemele cele mai mari apar la frecvente joase. Nu cred ca are importanta variatia, ca-i sinusoidala sau altfel pentru a desena o histereza cu metoda in discutie.

[feri.visky]

...cu precizarea ca punctul Br este pt. H=0 si Hc este pentru B=0 ca puncte de referinta pe grafic...

[zal]

Era interesant să existe carcase bobinate de mai multe dimensiuni în care să se introducă miezuri diferite.