Bilans mocy transformatora sieciowego

Transformatory głośnikowe, międzystopniowe, sieciowe.

Moderatorzy: gsmok, Romekd, tszczesn

Enro
75...99 postów
75...99 postów
Posty: 77
Rejestracja: pt, 15 czerwca 2018, 22:00
Lokalizacja: Galicja&Mazowsze

Bilans mocy transformatora sieciowego

Post autor: Enro » wt, 9 października 2018, 14:07

Załączam prosty arkusz w Excelu którym można zbilansować moc transformatora sieciowego wzmacniacza.
Osobiście nie radzę samodzielnie nawijać sieciówek, zbyt wiele obostrzeń dotyczących bezpieczeństwa i badań KJ. Arkusz może okazać się jednak pomocny przy zamawianiu transformatora u producenta.

Często poruszany jest temat przewymiarowania. Taka formuła może mieć uzasadnienie jeżeli mówimy o transformatorze do celów ogólnych czy zastosowań przemysłowych a chcemy go adoptować do celów audio. Dla audio zakładamy niższy poziom namagnesowania przez co w swojej masie żelaza, transformator też mniej "sieje" polem magnetycznym na elektronikę.

Arkusz zawiera przeliczenie na napięcie sieciowe 230V +10%. Jest to zgodne z normą skonsolidowaną w ramach UE w zakresie dopuszczalnych wahań napięcia sieci zasilających w całej Unii Europejskiej. Oznacza to że napięcie w "gniazdku" 230V może wahać się od 207V do 253V. Nie słyszałem żeby ktokolwiek miał tak wysokie napięcie w swoim domu, ale taki jest przepis.

Obliczając transformator sieciowy, możemy w uproszczeniu więc przyjąć, że "rezerwa mocy" na wzrost napięcia o 10% będzie "przewymiarowaniem".

Warto zwrócić uwagę na zmiany wartości napięcia żarzenia. Dla 6,3V dla większości lamp dopuszczalna tolerancja wynosi 5,7V do 6,9V co odpowiada wahaniom napięcia sieci zasilającej +/-10%. Jeżeli więc uzwojenie policzone pod nominalnym obciążeniem daje wyższe napięcie np. 6,5V, to należy je obniżyć do 6,3V przez zwiększenie liczby zwojów uzwojenia pierwotnego, albo zmniejszyć średnicę drutu uzwojenia żarzenia aby rezystancja obwodu była większa, w konsekwencji większy spadek napięcia na uzwojeniu żarzenia pod obciążeniem. Gęstość prądu oczywiście będzie większa i wyższą temperaturę pracy osiągnie takie uzwojenie.

W arkuszu wpisujemy prądy i napięcia DC widziane od strony zasilacza, arkusz przelicza napięcia DC na AC transformatora dzieląc AC przez 1,414 i dodając 2%. Jeżeli zamawiamy pierwszy transformator do wzmacniacza prototypowego, warto ten współczynnik zwiększyć do 5%, aby uzyskane napięcia DC nie okazały się za niskie, a dopiero po pomiarach na wzmacniaczu prototypowym, skorygować dane nawojowe.

Proszę Kolegów o dzielenie się swoimi uwagami i doświadczeniami dotyczącymi transformatorów sieciowych, uzupełnianie moich spostrzeżeń.
Programy komputerowe wyłączają myślenie*, a suwak logarytmiczny działa bez prądu.

(*) -nie dotyczy: "http://www.trioda.com/tools/triode.html". Ten program inspiruje. 8)

Enro
75...99 postów
75...99 postów
Posty: 77
Rejestracja: pt, 15 czerwca 2018, 22:00
Lokalizacja: Galicja&Mazowsze

Re: Bilans mocy transformatora sieciowego

Post autor: Enro » śr, 10 października 2018, 18:27

Załącznik z poprzedniego postu został usunięty przez Moderatora na moją prośbę. Zawierał dane wzmacniacza mojego znajomego. Proszę więc Kolegów którzy pobrali ten plik aby go w swoich zasobach wykasowali i zastąpili nowym który załączam w tym poscie.
Nowy plik uzupełniłem informacją o obowiązujących przepisach i normach. Za obowiązujące normy EN-PN.... trzeba niestety zapłacić a cytowanie ich zapisów nie jest prawnie dozwolone. Dobrym przybliżeniem do obowiązujących, będzie zapoznanie się z nieobowiązującą już normą branżową dla resortu górnictwa dotyczącą wymagań ogólnych dla transformatorów małej mocy, którą można ściągnąć z Internetu wpisując jej symbol. Normę tą wymieniłem w arkuszu na ostatniej pozycji po aktualnie obowiązujących.

Podałem przykład zbilansowania transformatora sieciowego dla popularnego wzmacniacza SE 2xEL84+ECC83. W polach z kolorem żółtym zapisane są przeliczniki i wyniki. W tym arkuszu napięcie anodowe AC jest podwyższone o 5% z wynikającego z przeliczenia DC na AC przez podzielenie przez pierwiastek z 2. Przy dobrej filtracji zapewnionej przez pierwszy kondensator elektrolityczny może się okazać że napięcie to wystarczy podnieć tylko o 2%, przy zbyt małej pojemności kondensatora i 5% może okazać się niewystarczające. Do policzonych spadków napięć na obwodach anodowych trzeba dodać spadki napięć na diodach prostowniczych od 0,6V do 1,0V na każdą diodę w obwodzie. W prostowniczym układzie mostkowym dodajemy więc spadek napięcia na dwóch diodach, a w przypadku uzwojenia dwupołówkowego dodajemy spadek napięcia na jednej diodzie. Obciążalność uzwojenia dwupołówkowego liczymy po 1/2 obciążalności nominalnej na każdą połowę uzwojenia, przez co rezystancja widziana od strony sieci zasilającej jest 2 x większa i ogranicza udar prądowy przy załączaniu wzmacniacza, -i dla mocy powyżej 150/200VA sof-start może okazać się zbędny. Ogólna sprawność w tym straty mocy w miedzi pozostają na tym samym poziomie co dla uzwojenia prostownika mostkowego.
BILANS MOCY 2xEL84+ECC83.xls
(13.5 KiB) Pobrany 26 razy
Programy komputerowe wyłączają myślenie*, a suwak logarytmiczny działa bez prądu.

(*) -nie dotyczy: "http://www.trioda.com/tools/triode.html". Ten program inspiruje. 8)

faktus
250...374 postów
250...374 postów
Posty: 306
Rejestracja: pt, 15 marca 2013, 20:54

Re: Bilans mocy transformatora sieciowego

Post autor: faktus » śr, 10 października 2018, 21:39

Witam. Kolego Enro, ja zapytam, jeśli pozwolisz, powołując się na Twoja wiedzę, na jaki prąd ma być wykonane uzwojenie wtórne zasilające obwód anodowy w podanym wzmacniaczu. Pytam aby uzyskać wiedzę, której według Ciebie nie posiadam. Pytam, bo piszesz tylko napięcie + 2%, napięcie +5%. Możesz, jeśli to nie tajemnica, ujawnić tę wielkość, bo jest to istotna informacja przy wykonaniu dowolnego transformatora i przede wszystkim uzasadnić dlaczego uzwojenie anodowe ma być wykonane na ten prąd, gdyż ma to wpływ na moc transformatora wyrażoną w VA. Myślę, że nie potraktujesz tego za obrazę i atak na Ciebie z mojej strony, bo inaczej jak dzielić się uwagami i doświadczeniem dotyczącym transformatorów. Pozdrawiam.

Enro
75...99 postów
75...99 postów
Posty: 77
Rejestracja: pt, 15 czerwca 2018, 22:00
Lokalizacja: Galicja&Mazowsze

Re: Bilans mocy transformatora sieciowego

Post autor: Enro » śr, 10 października 2018, 22:40

Witam Kolego faktus
Co do wiedzy to każdy z nas jakąś tam na te forum przynosi.
Twoja uwaga to pierwsze spostrzeżenie że załączony "podręczny" arkusz już wypadałoby zmodyfikować, jeżeli ma mieć uniwersalne zastosowanie.
Prądy anodowe są obliczone dla każdej lampy, ale nie podsumowane. Na "piechotę" jest to 0,143A. Gęstość prądu można przyjmować 3A/mm2 dla uzwojeń ułożonych na zewnątrz transformatora i dobrze chłodzonych, a na dnie karkasu albo najbliżej rdzenia toroidu lepiej 2,5A/mm2 ze względu na gorsze chłodzenie. Takie gęstości prądu powinny zapewnić w temperaturze otoczenia 20 do 30 st. C, nie przekroczenie temperatury pracy 40 do 50 st. C, ale to zawsze weryfikuje real. Co do maksymalnej gęstości prądu to w warunkach przemysłowych dopuszczalne jest nawet prawie 7A/mm2, z tym że dla pracy przerywanej np. 1 godzina pracy i ileś tam przerwy, a temperatura trafa jest taka, że drużyna utrzymania ruchu w fabryce na takim trafie może usmażyć sobie jajecznicę. Dzisiaj czystość miedzi w drutach jest lepsza a i wytrzymałość emali na przebicie i temperaturę znacznie, znacznie. Standardowa dzisiaj temperatura dla wszystkich komponentów trafa to 170 st. C przy ograniczeniu użytkowej do 120 st. C (chyba?). Tylko że 60 st. C już "parzy". A producent folii "Jan niezbędny" myśli tylko o Paniach domów i "deklarację zgodności UE" wystawia na domowe piekarniki a nie też na trafa. :( Takie czasy nastały Panie, trudne dla nas czasy. :roll: Ponoć zabrania unijne prawo!: :cry:

Pozdrawiam
Enro
Programy komputerowe wyłączają myślenie*, a suwak logarytmiczny działa bez prądu.

(*) -nie dotyczy: "http://www.trioda.com/tools/triode.html". Ten program inspiruje. 8)

faktus
250...374 postów
250...374 postów
Posty: 306
Rejestracja: pt, 15 marca 2013, 20:54

Re: Bilans mocy transformatora sieciowego

Post autor: faktus » czw, 11 października 2018, 16:38

Witam. Kolego Enro pytałem o prąd anodowy transformatora nie bez powodu. Jeśli Twój arkusz ma być użyteczny proponuje uwzględnić w nim następujące pozycje do wyboru dwa rozwiązania uzwojenia anodowego:
- dla uzwojenia z wyprowadzonym środkiem, czyli przystosowanego dla zasilania lampy prostowniczej ( duodiody ) lub dwu diod półprzewodnikowych ustalić automatycznie zwiększenie prądu uzwojenia anodowego o współczynnik x 1,1 względem sumy prądów anodowych
- dla jednego uzwojenia anodowego zasilającego mostek Gretza automatyczne zwiększenie prądu tego uzwojenia o współczynnik minimum x 1,8 względem sumy prądów anodowych
- automatyczne sumowanie prądów anodowych poszczególnych lamp i uzwojeń żarzenia dla ustalenia mocy transformatora w VA
- wybór rodzaju transformatora toroidalny, gdzie indukcja w rdzeniu może wynosić maksymalnie 1,6 T lub kształtkowy gdzie indukcja w rdzeniu może wynosić maksymalnie 1,2 T
Dlaczego wspominam o zwiększeniu prądu uzwojenia anodowego transformatora względem poboru prądu z zasilacza ? Tego typu zabieg przy projektowaniu transformatora uwzględnia maksymalny impuls prądu jaki jest pobierany z uzwojenia transformatora w czasie ładowania kondensatora filtra za prostownikiem w zależności od tego czy jest to uzwojenie symetryczne pracujące naprzemiennie, czy też pojedyńcze uzwojenie pracujące przy obydwu połówkach sinusoidy. Jest to spowodowane wspomnianym wcześniej współczynnikiem cos fi, czyli przesunięciem fazowym pomiędzy prądem i napięciem jakie występuje na kondensatorze filtra za prostownikiem dostarczającym prąd jednokierunkowy pulsujący, a nie stały jak sądzi wielu. Jest to wspomniane przez Ciebie przewymiarowanie mocy transformatora wyrażonej w VA względem mocy pobieranej przez układ wzmacniacza. Ten temat był już poruszany w wątku " przewymiarowanie traf zasilających " gdzie ja pisałem o zwiększeniu wydajności uzwojenia anodowego dla układu Gretza o współczynnik 2,2 za autorem książki " Lampy w układach audio " Aleksandra Zawady.
Wielkość tego współczynnika dla pojedyńczego uzwojenia i prostownika Gretza jest podawana różnie, w jednych opracowaniach wynosi on 1,6 ale w układzie zasilacza jest zastosowany dławik oraz kondensatory o pojemności w granicach 47 uF, w innych 1,8 a w przytoczonej książce 2,2, myślę że 1,8 będzie wystarczające z uwagi na to że z powodu braku dławika w celu uzyskania minimalnego przydźwięku znacząco wzrosły pojemności kondensatorów w zasilaczu.
Co do gęstości prądu przypadajacej na 1mm/2 to dla transformatorów kształtkowych nie przekraczałbym 2,5 A na mm/2, zaś dla transformatorów toroidalnych 3 A na mm/2.
Może inni Koledzy zechcą coś dorzucić do tego co napisałem. Pozdrawiam.


Enro
75...99 postów
75...99 postów
Posty: 77
Rejestracja: pt, 15 czerwca 2018, 22:00
Lokalizacja: Galicja&Mazowsze

Re: Bilans mocy transformatora sieciowego

Post autor: Enro » czw, 11 października 2018, 19:04

Witam Kolego faktus.

Tematów i wątpliwości wysypało się jak prezentów z worka Świętego Mikołaja, ale to i dobrze. Będzie możliwość zweryfikowania własnych doświadczeń przez porównanie ich z doświadczeniami Kolegów.
Co do literatury, jak myślę forumowego Kolegi Alka, -nie zdążyłem jeszcze poznać wszystkich Kolegów na forum więc za "jak myślę" przepraszam, to ją mam i oceniam wysoko, jako jedną z niewielu pozycji będącą łącznikiem pomiędzy wiedzą o lampach z lat 60-tych a czasami dzisiejszymi. Wyszukam w tej książce współczynniki które podajesz i do nich się odniosę.

Co do kątów przesunięć fazowych cos fi pomiędzy wektorami napięcia i prądu, to oczywiście pojawia się takie zjawisko, ale jako "stan nieustalony" przy włączeniu wzmacniacza i do czasu zanim naładują się kondensatory elektrolityczne. Opis tego zjawiska jest zbyt skomplikowany aby się nim zajmować -matematyka wyższa, do celów praktycznych wystarczy w uproszczeniu przyjąć że w chwili włączenia transformator pracuje "na zwarcie" a po naładowaniu kondensatorów elektrolitycznych przechodzi do pracy przy obciążeniu nominalnym. Oczywiście i w tym stanie występuje kąt przesunięcia fazowego ale jest on już znikomy i praktycznie pomijalny.

Co do podanych współczynników to zostały one sprawdzone. Podając dane wyjściowe do zaprojektowania transformatora producentowi przyjąłem 5%, a po pomiarach na wzmacniaczu napięcia były za wysokie i z przeliczeń wynikało że sprawdziłyby się dla nadwyżki 2%, ale zależy to też od przyjętej topologii zasilacza, poziomu filtracji. Przy pomiarach na wzmacniaczu każdorazowo było mierzone aktualne napięcie w gniazdku, a napięcia zmierzone po stronie wtórnej, przeliczane na poziom 230V strony pierwotnej.

Rezerwa na zwiększenie poboru mocy jest w namagnesowaniu rdzenia. Tak jak napisałeś, EI magnesujemy do 1,2T, dla dzisiejszych blach do 1,4T. Blach o strukturze krystalicznej niezorientowanej nazywane potocznie prądnicowymi. Dla audio dobrze przyjąć nieco mniej, chociaż niekoniecznie. Dla tych blach charakterystyka magnesowania przechodzi w płaską dla poziomu namagnesowania ok. 1,7/1,8T albo jeszcze wyzej. Można też zastosować blachy cieńsze EI np. 0,35mm o strukturze krystalicznej zorientowanej czy nawet 0,27mm czy 0,23mm znane z rdzeni CP, RZC i toridów, które mają jeszcze mniejszą stratność i wyżej umiejscowione "kolano histrezy" i magnsujemy je do poziomu 1,6 do 1,8 T chociaż słyszałem że są producenci co magnesują je nawet do 2,0T, ale tacy moim zdaniem, wcześniej czy później stracą klientów.


Za dużo "wrzutek" dałeś mi na początek.
Pozdrawiam
Enro :)
Programy komputerowe wyłączają myślenie*, a suwak logarytmiczny działa bez prądu.

(*) -nie dotyczy: "http://www.trioda.com/tools/triode.html". Ten program inspiruje. 8)

Enro
75...99 postów
75...99 postów
Posty: 77
Rejestracja: pt, 15 czerwca 2018, 22:00
Lokalizacja: Galicja&Mazowsze

Re: Bilans mocy transformatora sieciowego

Post autor: Enro » czw, 11 października 2018, 20:20

Kolego faktus.

Jedną wątpliwość czy niezgodność pozwolę sobie wyjaśnić już teraz. Aleksander Zawada na str. 44 faktycznie podał współczynnik 2,2 ale dla prostownika "pełnookresowego" który ja z kolei nazwałem "dwupołówkowym". Jest wszystko OK. Napięcie międzyszczytowe uzwojenia z "umasionym" jego środkiem jest 2x większe (Vpp) i takie podaje Autor, ja natomiast podałem wartość szczytową jednej połowy uzwojenia (Vp). Z kolei współczynnik mój 5%, u Kolegi Alka wynosi 10% (1,1 lub 2,2) co pozostawia większy zakres bezpieczeństwa. Zawsze jak robisz wzmacniacz tylko dla siebie, możesz "zbić" napięcie opornikiem, a napięcia zbyt niskiego prostym zabiegiem podnieść się nie da. Ja staram się maksymalnie zwiększyć średnicę drutów, często gęstość prądu jest wtedy poniżej 2,5A/mm2, -jeżeli pozwoli na to luz w oknie karkasu. Straty w miedzi są mniejsze i wyższa sprawność transformatora. Są jednak przypadki że dla osiągnięcia przeregulowania napięcia np. pod zastosowanie zamiennych lamp może być celowe zwiększenie rezystancji uzwojeń, kosztem większej gęstości prądu i wyższej temperatury pracy trafa -to cena uniwersalności. Podobnie jest z uzwojeniami żarzenia. Jedna lampa ma prąd 300mA a jej zamiennik np. 450mA albo i więcej. Przy zmianach napięcia w sieci zasilającej +/-10% jak policzysz uzwojenie na obciążalność 300mA to lampa 450mA będzie niedożarzona. Dla zapewnia rozsądnej uniwersalności można zwiększyć gęstość prądu do np. 4A/mm2 przez co rezystancja uzwojenia żarzenia będzie większa a uzwojenie bardziej "odporne" na zmiany obciążenia. Takie uzwojenie oczywiście powinno być lepiej chłodzone, czyli nawinięte jako ostatnia warstwa cewki trafa.
Na końcu jak zrobisz bilans trafa sieciowego i zobaczysz że zapotrzebowanie wyszło np. 155VA co jest o 5VA za dużo na typowe trafo na rdzeniu 150VA -tańsze, a następne to 200VA i jest już sporo droższe, to kombinujesz jak zmniejszyć obciążenie aby za droższe trafo niepotrzebnie nie przepłacać. Z drugiej strony jak przekroczysz moc trafa typowegoą 150VA o 5VA czyli 3,3% też nic tragicznego się nie stanie, ale jeżeli jeżeli chcesz zaproponować swoje trafo twojemu koledze, to warto zadbać też i o "techniczną kosmetykę", aby Twój kolega był przekonany że nawet w dobrej "piwnicznej manufakturze" wszystko działa dokładnie jak w szwajcarskim zegarku.

Sprawdziłem w załączonym arkuszu podmieniając współczynnik 1,05 na 1,1. Moc 40VA nie została jeszcze przekroczona. Jeżeli jednak dołożysz "magiczne oczko" to 40VA może okazać się już za mało a następny typowy rdzeń to droższy 60VA. Decyzję podejmuje Konstruktor.

Pozdrawiam :D
Ostatnio zmieniony pt, 12 października 2018, 14:22 przez Enro, łącznie zmieniany 2 razy.
Programy komputerowe wyłączają myślenie*, a suwak logarytmiczny działa bez prądu.

(*) -nie dotyczy: "http://www.trioda.com/tools/triode.html". Ten program inspiruje. 8)

faktus
250...374 postów
250...374 postów
Posty: 306
Rejestracja: pt, 15 marca 2013, 20:54

Re: Bilans mocy transformatora sieciowego

Post autor: faktus » czw, 11 października 2018, 21:43

Witam. Kolego Enro piszesz, że cos fi pojawia się jako stan nieustalony przy włączeniu wzmacniacza z czego wynika tego typu twierdzenie ? Nie jest to jakaś tajemna wiedza. Kondensator filtra magazynuje energię w szczytach sinusoidy ładując się impulsami prądu, po czym oddaje zgromadzoną energię do obwodu gdy sinusoida zmierza do wartości najmniejszej po czym proces się powtarza na tym polega stabilizacja przy zastosowaniu kondensatora. Gdy prześledzić ten proces, to najpierw pojawia się prąd ładujący kondensator, dopiero gdy kondensator się naładuje następuje wzrost napięcia na jego zaciskach. Ale ten proces nie zachodzi równocześnie w czasie pracy wzmacniacza. Dlatego nawet w czasie pracy wzmacniacza występuje cos fi, bo " element prostujący " zamienia prąd zmienny na prąd jednokierunkowy pulsujący, gdzie zarówno napięcie jak i prąd zmieniają swoja wartość od najmniejszej do największej, a nie na prąd stały gdzie zarówno napięcie jak i prąd mają stałą wartość gdzie nie mamy przesunięcia fazy pomiędzy prądem i napięciem. Wystarczy że uświadomisz sobie że aby dostarczyć do obwodu odpowiednią moc w momencie gdy sinusoida napięcia ma najmniejszą wartość prąd musi uzyskać najwyższą wielkość wszak P=UxI aby teraz zrozumieć znaczenie cos fi musimy sobie uświadomić fakt, że uzwojenie transformatora musi być w stanie dostarczyć prąd o tej wartości aby to równanie było prawdziwe. Dlatego mówimy o przewymiarowaniu mocy transformatora wyrażonej w VA jako o mocy obliczeniowej. Przykład wyjaśni to zjawisko, zasilacz dostarcza do układu prąd 1A przy napięciu 100V, czyli pobieramy moc 100 W mocy z zasilacza. Aby zapewnić tą moc transformator pracujący przy zasilaniu mostka Gretza musi dostarczyć prąd 1,8 razy większy niż pobór z zasilacza, czyli moc uzwojenia wyniesie 180 VA pomijam spadki napięcia na elemencie prostującym. Czyli mamy 80 W nadmiaru mocy ? nie musimy uwzględnić cos fi dlatego wzór na moc prądu zmiennego przybierze postać P=cos fixUxI. Ten współczynnik może spowodować nawet dwukrotne przewymiarowanie mocy transformatora w stosunku do mocy pobieranej z zasilacza, dla naszego przykładu cos fi wyniesie 0,555, możemy to sprawdzić podstawiając do wzoru 0,555x100Vx1,8A=99,9VA. Czyli mamy identyczna moc po stronie oddawaną przez transformator i moc pobieraną z zasilacza, z uwzględnieniem szacunkowych obliczeń cos fi :D. Dla ciekawości powiem że z dławikiem sytuacja jest odwrotna, dławik gromadzi energię w polu magnetycznym. Dlatego gdy amplituda napięcia zaczyna maleć zjawisko samoindukcji stara się podtrzymać napięcie na niezmienionym poziomie. Dlatego na jego zaciskach najpierw pojawia się napięcie, a dopiero później prąd odwrotnie niż w kondensatorze. Dlatego łącząc te elementy możemy zmniejszyć współczynnik cos fi czyli zmniejszyć moc jaką musi dostarczyć uzwojenie transformatora.
Co do maksymalnej dopuszczonej indukcji w rdzeniu nie mam możliwości sprawdzić Twoich informacji, ja stosuje wcześniej podane i nie mam potem problemu z transformatorem.
Co do dobierania średnicy drutu w zależności do miejsca w oknie karkasu jest to niepoprawne działanie. Musisz uświadomić sobie, że przekrój rdzenia jest to jedna z wielu zmiennych przy wykonywaniu transformatora. Oznacza ona najmniejszy możliwy do zastosowania przekrój rdzenia. Jeśli z jakiś względów uzwojenia się nie mieszczą to albo stosujemy większy rdzeń, albo zwiększamy grubość pakietu blach tak aby zmniejszyć ilość zwojów poszczególnych uzwojeń aby zmieściły się w oknie.
Pozdrawiam.

Enro
75...99 postów
75...99 postów
Posty: 77
Rejestracja: pt, 15 czerwca 2018, 22:00
Lokalizacja: Galicja&Mazowsze

Re: Bilans mocy transformatora sieciowego

Post autor: Enro » czw, 11 października 2018, 23:06

Kolego faktus.

Każdy szanujący się producent blach czy rdzeni publikuje dane swoich produktów, nie są to więc żadne "moje dane" czy moje tajemne, a oficjalne dane producentów. Podaję link do pobrania katalogu w języku polskim, czeskiego producenta THERMA FM u którego zaopatrują się też nasze polskie firmy:

http://toroid-unicore.pl/upload/files/5 ... L-2017.pdf

Znajdziesz tu rdzenie jakie chcesz, do nanokrystalicznych i amorficznych włącznie, szeroko stosowane już w przemyśle i energetyce, a w audio to jeszcze och..i ach a ceny są z kosmosu. Więc nasycenia i indukcyjności możesz sobie tam sprawdzić, włącznie z wykresem histerezy, też magnesowania pierwotnego.

Co do stanu przejściowego transformatora po jego włączeniu, to rozpatrywanie zależności chwilowych mocy czynnych, biernych i pozornych od tak dużego obciążenia pojemnościowego naprawdę nie ma sensu. Tak duży kondensator po naładowaniu zachowuje się jak doładowywany akumulator, a nie jak kondensator o nieporównanie mniejszej pojemności w szeregowym czy równoległym obwodzie RLC gdzie na skutek przesunięć fazowych może dochodzić do rezonansów. Na pierwszym kondensatorze mamy już prąd stały a znikome przesunięcia fazowe pochodzą tylko od znikomego poziomu napięć tętnień, czyli słyszanego przydźwięku czy brumu 100Hz. Ten brum naprawdę nie przewróci bilansu transformatora, nie ma dla niego praktycznego znaczenia. Moc transformatora też podajemy w VoltoAmperach a nie w Wattach, przez co wiadomo że zjawisko to występuje, ale do obliczeń bilansu przyjmujemy tylko moc czynną a bierną pomijamy, rezerwując jakiś niewielki procent nadwyżki. Zupełnie inaczej jest w liniach przesyłowych energetycznych czy zakładach produkcyjnych z silnikami maszyn. Tam moc bierną się kompensuje bateriami kondensatorów czy dławików, bo są to wielkości znaczące, a dostawca energii za pobór mocy biernej każe sobie słono dopłacać za psucie jakości energii w jego sieci dystrybucyjnej.
Podajesz współczynnik cos fi 0,555 a, nie podajesz dla jakiego kąta przesunięcia fazowego on wystąpił w stanie przejściowym. Przy włączeniu wzmacniacza będzie on "bliski zeru" a po naładowaniu kondensatorów elektrolitycznych "bliski jedności". Co do uświadamiania mnie to odpuść sobie.

Tutaj masz jeszcze dwa linki do katalogów krajowego producenta blach Stalprodukt SA:

https://www.stalprodukt.com.pl/download/11,3,13,49,2

https://www.stalprodukt.com.pl/download/11,3,13,35

Podają na jednej z ostatnich stron katalogu że wyprodukują Ci rdzeń na twoje zamówienie wg wymiarów jakie sobie wymyślisz. I wszystko z deklaracją zgodności wystawioną przez Producenta. I czego tu narzekać że albo nie ma a jak jest to ceny są z kosmosu?

Pozdrawiam :evil:
Programy komputerowe wyłączają myślenie*, a suwak logarytmiczny działa bez prądu.

(*) -nie dotyczy: "http://www.trioda.com/tools/triode.html". Ten program inspiruje. 8)

faktus
250...374 postów
250...374 postów
Posty: 306
Rejestracja: pt, 15 marca 2013, 20:54

Re: Bilans mocy transformatora sieciowego

Post autor: faktus » pt, 12 października 2018, 19:23

Witam. Kolego Enro o jakim stanie przejściowym transformatora piszesz? Napisałem wyraźnie co i dlaczego a Ty znowu swoje. Zapytam tak, czy po naładowaniu kondensatora transformator nadal przekształca prąd zmienny o napięciu 230V z uzwojenia pierwotnego na prąd zmienny o potrzebnym napięciu i prądzie w uzwojeniu wtórnym? Prostownik przekształca nadal prąd zmienny uzwojenia na jednokierunkowy prąd pulsujący? Kondensator nadal jest doładowywany prądem jednokierunkowym pulsującym ? Więc co miało się zmienić po naładowaniu kondensatora?
Kondensator jest nadal doładowywany impulsami prądu tak jak pisałem, bo oddaje część swojej energii do układu pomiędzy szczytami sinusoidy napięcia zasilającego stabilizując to napięcie dlatego na zaciskach kondensatora mamy prąd " prawie stały " z niewielkim przydźwiękiem. Przydźwięk ten jest likwidowany przez kolejne ogniwa filtru zasilacza. Ja nie jestem w stanie w sposób bardziej przystępny wyjaśnić Tobie tego zjawiska, poszukaj więc w odnośnej literaturze lub internecie bardziej przekonujących wyjaśnień.
Co zaś dotyczy owego cos fi z przykładu podałem go aby wyjaśnić dlaczego moc transformatora wyrażona w VA jest większa od mocy pobieranej z zasilacza wyrażonej w W dla podanego współczynnika 1,8. Kąt ten możesz wyznaczyć metodą wektorową dla chwili T zero.
Co zaś dotyczy kondensatora i akumulatora to istnieje znacząca różnica, naładowany akumulator możesz doładowywać nawet bardzo małym prądem, kondensator zaś doładujesz tylko wtedy jeśli dostarczysz do niego ładunek większy niż posiada.
Myślę, że wyczerpałem ten temat niczego więcej już nie jestem w stanie wyjaśnić, na koniec przytoczę cytat ze znanego filmu " ja mogę Ci wskazać jedynie drzwi, ale przejść musisz przez nie sam ", wyjaśniłem podstawy resztę musisz sam przyswoić.
Pozdrawiam.

Enro
75...99 postów
75...99 postów
Posty: 77
Rejestracja: pt, 15 czerwca 2018, 22:00
Lokalizacja: Galicja&Mazowsze

Re: Bilans mocy transformatora sieciowego

Post autor: Enro » sob, 13 października 2018, 12:15

Kolego faktus.

Nie zaprzestałeś złośliwości wobec mnie o co Ciebie prosiłem, a już wcześniej za Twoją przyczyną temat raz wylądował w koszu!
Cenię humanistów i przedstawicieli innych wolnych zawodów realizujących nie związane z ich profesją techniczne hobby, ale twoja indolencja dla niezmiennych praw fizyki poraża! To nie jest książka kucharska z przepisami babuni.

Proszę Moderatora o pozostawienie tylko dwóch moich pierwszych postów, a pozostałych, przeniesienie do kosza.
Kłótnia wywołana przez kolegę faktus-a, utrudnia dotarcie zainteresowanym Kolegom do arkusza bilansu transformatora który zamieściłem pod moim drugim postem.


PS.
Nie wskazuj nikomu drzwi które sam za młodu omijałeś. Od tego są odźwierni! :twisted:
Programy komputerowe wyłączają myślenie*, a suwak logarytmiczny działa bez prądu.

(*) -nie dotyczy: "http://www.trioda.com/tools/triode.html". Ten program inspiruje. 8)

faktus
250...374 postów
250...374 postów
Posty: 306
Rejestracja: pt, 15 marca 2013, 20:54

Re: Bilans mocy transformatora sieciowego

Post autor: faktus » sob, 13 października 2018, 20:16

Witam. Kolego Enro o jakich złośliwościach mówimy. Czy złośliwość wobec Ciebie to próba wyjaśnienia zjawiska o które pytasz? Jeśli tak to BARDZO PRZEPRASZAM czy to wystarczy?
Zapraszasz do dyskusji kogo, tylko tych co zgadzają się z Twoim zdaniem. Dyskusja to wymiana poglądów i ja tak postępuje, gdybyś przeczytał parę postów jakie zamieściłem na tym forum i odpowiedzi innych Kolegów to niejednokrotnie ja musiałbym się obrazić ale nie robię tego bo tego wymagają zasady dyskusji, bronię swoich racji i przedstawiam swoje stanowisko, Tak niejednokrotnie zdobywa się potrzebną wiedzę bo nikt nie jest omnibusem. Zadałem pytanie skąd pochodzą przedstawiane przez Ciebie opinie i co dałeś mi odpowiedz?
Piszesz o mojej indolencji dla praw fizyki to wyjaśnij nie tylko mojej osobie, ale i innym Kolegom na czym polega mój błąd w tej kwestii, ta wiedza się im przyda i to zanim poprosisz Moderatora o usunięcie postów będziesz miał ku temu powody, teraz przyczyna to bo tak uważasz.
Jeśli nie zrozumiałeś mojej sugestii o drzwiach, to wyjaśnię nie tylko Tobie: " ja mogę tylko spróbować wyjaśnić i nakierować Ciebie na sprawne rozwiązanie, ale to Ty decydujesz o tym czy z niego skorzystasz czy nie " myślę że teraz będziesz miał jasność, że to jest alegoria.
Zechciej zauważyć, że w tej dyskusji po twoich wcześniejszych postach nikt nie zechciał brać udziału, a to się bardzo rzadko zdarza czy nie daje Ci to do myślenia?
Ja się nie obrażam na opinie Twoje o mnie jeśli nie będę miał ochoty dyskutować to nie będę odpowiadał.
Pozdrawiam.

Enro
75...99 postów
75...99 postów
Posty: 77
Rejestracja: pt, 15 czerwca 2018, 22:00
Lokalizacja: Galicja&Mazowsze

Re: Bilans mocy transformatora sieciowego

Post autor: Enro » sob, 13 października 2018, 22:50

Kolego faktus.

Odniosłem się do Twojego nieustannego pouczania mnie, które czynisz w przekonaniu własnej nieomylności. W każdej dziedzinie stosuje się pewne uproszczenia które w zastosowaniach praktycznych są pomijalne. Podałem prosty arkusz do zbilansowania mocy transformatorów sieciowych. Zarzuciłeś mnie wieloma wątpliwościami które wyjaśniłem, a Ty zamiast się do nich odnieś merytorycznie, w przekonaniu własnej nieomylności wskazałeś mi drzwi. Tak się nie dyskutuje. Wykazałem że w moim arkuszu proponowałem podniesienie napięcie anodowego o 5%, natomiast Aleksander Zawada zaleca 10%. Odniosłeś się do tego? Nie! Rozmydliłeś temat i nadal podajesz nie wiem skąd jakiś współczynnik 1,8.
Kąty przesunięć fazowych zamiast opisywać skomplikowanym rachunkiem na wielkościach zespolonych (przesunięcie fazowe cos fi, stratność tg fi etc.), aby zrozumieć można w prosty sposób przedstawić na wykresie wektorowym gdzie oś X oznaczysz jako rezystancję, oś Y w górę jako indukcyjność, a pojemność też jako Y tylko że w dół. Teraz z prawa Ohma prąd dla impedancji wynosi I=U/Xl gdzie Xl=2*pi*f*Li i zależy od częstotliwości. Już widać że jeżeli chwilowy udar prądowy przy załączeniu transformatora zinterpretować jako częstotliwość bardzo wysoką, to impedancja będzie w tym ułamku sekundy miała wartość bardzo wysoką i reaktancja będzie bardzo mała. Składowa rezystancyjna jest niezależna od częstotliwości, wiec wektorowe złożenie tych reaktancji będzie bliskie reaktancji rezystancyjnej czyli fi wyniesie prawie 90 st. a cos fi prawie zero. I w tym momencie ograniczeniem poboru prądu przez transformator jest głównie rezystancja jego uzwojeń i graniczne nasycenie rdzenia dla EI ok. 1,7 do 1,8 Tesli. Kondensatory w tym momencie są rozładowane więc w uproszczeniu możemy przyjąć że dla impulsu elektrycznego są też zwarte.
Transformator zamruczał, po czym mruk ucichł bo zmniejszyło się chwilowe przeciążenie od stanu nieustalonego. Transformator przeszedł w stan pracy ustalonej, gdzie jest w miarę stały odbiór energii, chociaż przy PP to niekoniecznie, i nieco wyższy jej pobór uwzględniający sprawność. Teraz wektor reaktancji skierowany jest swoim "ostrzem" w górę i ma kąt przesunięcia fazowego prawie 90 st. a cos. fi wynosi prawie "jeden".
Największy pobór prądu z zasilacza w stanie ustalonym wystąpi dla częstotliwości najniższych i tu zaczyna rolę odgrywać magazyn energii jakim są kondensatory elektrolityczne, a żeby je znowu szybko naładować, to przy maksymalnej indukcji nasycenia rdzenia 1,8 Tesli, zamiast nasycenia roboczego 1,2 Tesli, można przyjąć wartość niższą np. 1,0 Tesli, aby poprzez większą rezerwę nasycenia rdzenia pomiędzy 1,8 a 1,0 Tesli, po "łupnięciu" basem, kondensatory mogły szybciej się naładować. Także cos fi=0,555 na które się powołujesz owszem, występuje, ale przez ułamek sekundy w stanie nieustalonym transformatora w chwili jego załaczania, albo "kopnięciu" basem wzmacniacza, jeżeli kondensatory elektrolityczne są za małe.

Chętnie będę uczestniczył w dalszej dyskusji, ale przekonuj mnie, a nie pouczaj.
Ja jak czegoś nie wiem to otwarcie pytam.

Pozdrawiam
Enro
Programy komputerowe wyłączają myślenie*, a suwak logarytmiczny działa bez prądu.

(*) -nie dotyczy: "http://www.trioda.com/tools/triode.html". Ten program inspiruje. 8)

Awatar użytkownika
kubafant
125...249 postów
125...249 postów
Posty: 186
Rejestracja: sob, 11 stycznia 2014, 20:11
Lokalizacja: Warszawa

Re: Bilans mocy transformatora sieciowego

Post autor: kubafant » ndz, 14 października 2018, 10:56

Kolego Enro, proszę, nie potraktuj tego jako obrażanie Ciebie, ale w Twoich wypowiedziach (napakowanych fachową terminologią) występują takie kwiatki, że aż nie wiem czasami czy to chwilowe zamroczenie czy po prostu zwykła kompromitacja. Już o tym pamiętnym dla niskich częstotliwości amper jest bardzo duży nie wspominam, ale dla przykładu teraz piszesz:
Enro pisze:
sob, 13 października 2018, 22:50
Już widać że jeżeli chwilowy udar prądowy przy załączeniu transformatora zinterpretować jako częstotliwość bardzo wysoką, to impedancja będzie w tym ułamku sekundy miała wartość bardzo wysoką i reaktancja będzie bardzo mała.
Naprawdę nie wiem, co miałeś tu na myśli, mógłbyś się jaśniej wytłumaczyć? Bo z tego zdania, czytanego bez wskazówek wynika ni mniej ni więcej, ale to, że nie rozumiesz czym jest reaktancja i impedancja i jakie zależności je ze sobą spajają. Jeżeli przyjmiemy dużą częstotliwość, a przeto i pulsację, reaktancja będzie bardzo duża, a impedancja będzie od niej jeszcze trochę większa, tym bardziej im większy opór omowy prezentuje uzwojenie. Ściślej zaś (w końcu to forum techniczne) zawada cewki wyniesie pierwiastek z sumy kwadratów rezystancji i oporu indukcyjnego.

Co więc oznacza owo "reaktancja będzie bardzo mała"?
Składowa rezystancyjna jest niezależna od częstotliwości, wiec wektorowe złożenie tych reaktancji będzie bliskie reaktancji rezystancyjnej
Tu już Kolega pojechał po bandzie. Czy mógłbyś wytłumaczyć zgromadzonym co to jest owa reaktancja rezystancyjna?

Abstrahując już zaś od kwiatków rzeczowych, wypowiedzi Kolegi mają specyficzny styl, znacznie utrudniający ich czytanie i rozumienie przez kogoś odrobinę mniej obeznanego ze ścisłymi podstawami elektrotechniki. Duże (przesadne) nagromadzenie terminów naukowych, często użytych w dość niefortunny sposób sprawia wrażenie bełkotu pseudonaukowego.

Ot, taki mały przykład, gdzie Kolega w prosty sposób próbuje wyjaśniać zawiłości stanu nieustalonego bez uciekania się do skomplikowanego rachunku na wielkościach zespolonych:
Teraz z prawa Ohma prąd dla impedancji wynosi I=U/Xl gdzie Xl=2*pi*f*Li i zależy od częstotliwości. Już widać że jeżeli chwilowy udar prądowy przy załączeniu transformatora zinterpretować jako częstotliwość bardzo wysoką, to impedancja będzie w tym ułamku sekundy miała wartość bardzo wysoką i reaktancja będzie bardzo mała. Składowa rezystancyjna jest niezależna od częstotliwości, wiec wektorowe złożenie tych reaktancji będzie bliskie reaktancji rezystancyjnej czyli fi wyniesie prawie 90 st. a cos fi prawie zero. I w tym momencie ograniczeniem poboru prądu przez transformator jest głównie rezystancja jego uzwojeń i graniczne nasycenie rdzenia dla EI ok. 1,7 do 1,8 Tesli.
Chwilę później, dla niepoznaki, a ściślej: dla uczynienia tego wykładu nieco mniej niestrawnym, pakuje Kolega takie oto niemal poetyckie wtrącenie dla mniej ogorzałego czytelnika, niejako dla potwierdzenia, zilustrowania wyłożonych prawd:
Transformator zamruczał, po czym mruk ucichł bo zmniejszyło się chwilowe przeciążenie od stanu nieustalonego. Transformator przeszedł w stan pracy ustalonej, gdzie jest w miarę stały odbiór energii, chociaż przy PP to niekoniecznie, i nieco wyższy jej pobór uwzględniający sprawność.
Biedak myśli sobie wówczas: rzeczywiście, tak jest! I już ci ten cały niezrozumiały wykład zalicza w poczet prawd objawionych.

Nie piszę, aby Kolegę obrazić czy wykazać mu jakieś pomyłki - każdemu zdarzają się potknięcia. Obserwuję jednak od pewnego czasu aktywność Kolegi, przeważnie nie wtrącając się w dyskusję (a jeszcze częściej - w monolog [dlaczego?]) i niepokoi mnie to, co widzę. Jest ona bowiem napakowana różnymi, jeżeli nie niezręcznościami to po prostu błędami. A forum jest przecież pro publico bono i ktoś, kto zawędruje na nie w poszukiwaniu rzetelnej wiedzy trafiając na coś takiego zwyczajnie robi sobie krzywdę.

Kolega zaś przybiera ton i pozę mentora, wytrawnego znawcy tematu. To wielu myli - po lekturze pierwszych postów takie właśnie miałem mniemanie.
Rozwiało się ono szybko, zwłaszcza jak zadał Kolega pracę domową Tomkowi Janiszewskiemu, mając się za jakiegoś belfra. Taka pozycja jednak wymaga szczególnej dbałości o jakość wypowiedzi. Od kogoś, kto staje za katedrą, zasiada na podium, w końcu należy oczekiwać pełnego opanowania przedmiotu, bez zająknięcia.

Stąd wynika moja drobiazgowa krytyka. Komu wiele dano, od tego wiele wymagać się będzie. Komu wiele powierzono, od tego więcej zażądają.

Przemyśl proszę słowa kolegi Factusa, który radzi przecież nie po złości:
faktus pisze:
sob, 13 października 2018, 20:16
Zechciej zauważyć, że w tej dyskusji po twoich wcześniejszych postach nikt nie zechciał brać udziału, a to się bardzo rzadko zdarza czy nie daje Ci to do myślenia?
Pozdrawiam i spokojnej niedzieli życzę.

Enro
75...99 postów
75...99 postów
Posty: 77
Rejestracja: pt, 15 czerwca 2018, 22:00
Lokalizacja: Galicja&Mazowsze

Re: Bilans mocy transformatora sieciowego

Post autor: Enro » ndz, 14 października 2018, 15:47

Kolego kubafant.

Co do "...(napakowanych fachową terminologią)...". -Ale to nie ja przecież zacząłem od: "..cosinus fi...". Nieprawdaż?
Ja nie chciałem!

Co do pozostałych zarzutów Kolegów to ręce mi już opadły od odpisywania i zacząłem się pocić.

Nikt co prawda oprócz nas nie zabiera głosu w dyskusji, ale "oglądalność" ciągle wzrasta i przyciąga widzów jak igrzyska "kogutów-akademików".

Chyba przydatny byłby jakiś rysunek z osiami RLC i opisem analitycznym odpowiedzi reaktancyjnych tych elementów na częstotliwość. A drugi rysunek ilustrujący zależność pomiędzy moca czynną, bierną i pozorną + opis, wzory.
Czytający odnieśliby chociaż jakąś korzyść.

A temat "Bilans mocy TS" upadł i nikogo to już teraz nie interesuje!
Humaniści i wykonujący wolne zawody na pewno w tych potyczkach już dawno się pogubili i nie wiedzą co jest prawdą!

Pozdrawiam :)

PS
Zawada to poprzednia nazwa impedancji. Symbol impedancji "Z" pozostał po zawadzie.
Ostatnio zmieniony ndz, 14 października 2018, 18:06 przez Enro, łącznie zmieniany 4 razy.
Programy komputerowe wyłączają myślenie*, a suwak logarytmiczny działa bez prądu.

(*) -nie dotyczy: "http://www.trioda.com/tools/triode.html". Ten program inspiruje. 8)

ODPOWIEDZ