Dziwne zachowanie się dwóch połączonych szeregowo transformatorów sieciowych - wzbudzenie?

Transformatory głośnikowe, międzystopniowe, sieciowe.

Moderatorzy: gsmok, tszczesn, Romekd, Einherjer, OTLamp

Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6969
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Dziwne zachowanie się dwóch połączonych szeregowo transformatorów sieciowych - wzbudzenie?

Post autor: Romekd »

faktus pisze: pt, 1 stycznia 2021, 21:42 Na początek najlepsze życzenia noworoczne dla wszystkich Kolegów i ich rodzin.
Romekd pisze: pt, 1 stycznia 2021, 18:14 Oscylacje występują już od napięcia zasilania równego ok. 150 Vsk (148 Vsk). Poniżej tej wartości napięcia zanikają, podobnie jak przy podniesieniu napięcia zasilania powyżej 242 Vsk. Częstotliwość oscylacji wynosi niemal dokładnie 2 Hz i prawie nie zależy (no może zależy minimalnie) od napięcia zasilania transformatorów w dość szerokim przedziale napięć.
Wydaje się, że podana granica napięcia przy których powstają oscylacje ma związek z wykresem histerezy magnetycznej rdzenia. Przy niskim napięciu 150 V oraz napięciu ponad 242 V rdzeń wchodzi w obszar zakrzywionej charakterystyki gdzie właściwości magnetyczne ulegają znacznemu pogorszeniu, co może tłumaczyć zanik oscylacji.
Magnetyzm, to dział fizyki, którym najmniej się w życiu interesowałem (teraz trochę żałuję...), więc nie mogę tych informacji precyzyjnie zweryfikować. W ogóle jestem mocno zdziwiony, gdyż również żaden z moich kolegów-elektroników (są wśród nich wykładowcy akademiccy z tytułami doktorów i profesorów) nie potrafi rzucić na poruszane w tym wątku zagadnienia jakiegoś "nowego światła" (myślę, że może aktywny kiedyś na naszym Forum Jasiu B., jako świetny fizyk, potrafiłby podać przyczynę dziwnego zachowywania się szeregowo połączonych transformatorów toroidalnych)... Odnoszę wrażenie, że przedział napięć, przy którym zachodzi zjawisko leży gdzieś między wartościami odpowiadającymi napięciu nasycania się rdzenia w jednym lub w dwóch jednocześnie transformatorach. Zauważyłem kilka ciekawych prawidłowości w układach w których występuje "wzbudzenie", ale napiszę o tym później.
faktus pisze: pt, 1 stycznia 2021, 21:42
Romekd pisze: pt, 1 stycznia 2021, 19:38 Zastanawiam się jednak z czego wynika ta dziwna stabilność częstotliwości "oscylacji" mimo dokonywania zmian napięcia zasilania od 150 Vsk. do 230 Vsk.
Badając parametry transformatorów obserwowałem zmiany indukcyjności i częstotliwości rezonansowych przy zmianach napięcia. W tym konkretnym przypadku sytuacja jest skrajnie odmienna Z drugiej strony gdyby transformatory wykazywały jakiś rezonans na częstotliwości 2 Hz, to nie wiem jakim sposobem dałoby się je "wzbudzić" przebiegiem o częstotliwości 50 Hz.
Nie wiem czy mój tok rozumowania jest poprawny, ale wydaje mi się, że ta częstotliwość 2 Hz jest wypadkową częstotliwości zasilania 50 Hz.
Połączenie szeregowe transformatorów skutkuje jak słusznie zauważył Kolega Janusz upodobnieniem ich do sterowanych dławików. A zjawisko to nasila się przy braku, lub niewielkim obciążeniu układu zasilacza jak na przedstawionym przykładzie.
Przedstawię mój tok rozumowania. Przyjmijmy na początek dodatnią połówkę sinusoidy przepływającą przez połączone transformatory, gdy jej wartość zaczyna spadać do zera na wejściu pierwszego transformatora na jego wyjściu jeszcze przez ułamek sekundy napięcie nie zmienia wartości bo jest podtrzymywane przez energię zgromadzoną w rdzeniu, ale wartość tego napięcia jest zdecydowanie niższa od napięcia zasilania. Dlatego ujemna połówka sinusoidy na wejściu drugiego transformatora pojawi się z niewielkim opóźnieniem. Z każdym cyklem opóźnienie na drugim transformatorze będzie się nieco powiększać w stosunku do pierwszego cyklu osiągając swoje maksimum, aby następnie niejako wyprzedzając zmiany napięcia zasilania powodować pojawienie się na drugim transformatorze niewielkiego przebiegu ujemnego stopniowo wyprzedzającego zmiany tego przebiegu na pierwszym transformatorze . W pewnym momencie ten proces doprowadzi do wytworzenia dodatkowego przebiegu o niskiej częstotliwości i małej amplitudzie, będącego wynikiem tego zjawiska. Dlaczego akurat 2 Hz myślę, że jest to spowodowane tym że mamy połączone szeregowo dwa transformatory zasilane częstotliwością 50 Hz, czyli prądem 100 razy zmieniającym kierunek przepływu. Który co 25 cykli napięcia zasilania " produkuje " naprzemiennie raz dodatnią, następnie ujemną sinusoidę, czyli dwa cykle dające 2 Hz, ale mogę się mylić :? .
Wiele by dało, gdyby można zasilić ten układ ze źródła o zmiennej częstotliwości i sprawdzić czy zmienia się zakres oscylacji.
Niestety na razie nie mam możliwości sprawdzenia co działoby się z transformatorami przy innej częstotliwości podawanego na nie napięcia (uszkodził mi się falownik :( ). Częstotliwość oscylacji zależy od poziomu obciążenia wyjść zasilacza (rośnie wraz z poziomem obciążenia). Wartość prądów pobieranych z wyjść dla powstawania drgań w obwodach ma duże znaczenie. Drgania gasną zarówno przy zbyt małym obciążeniu (dla rezystorów o oporności wyższej od ok. 1,5 kΩ), jak również drgania zaczynają się "rwać" przy prądzie zbyt wysokim (obciążenie wyjść żarówką choinkową 14 V/0,35 A zrywa drgania, a żarówką choinkową 14 V/0,22 A już nie; przy pierwszej żarówce mogę jednak ponownie wzbudzić oscylacje po próbie kilkukrotnego jej odłączenia i ponownego podłączenia do wyjścia).

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6969
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Dziwne zachowanie się dwóch połączonych szeregowo transformatorów sieciowych - wzbudzenie?

Post autor: Romekd »

Jado pisze: pt, 1 stycznia 2021, 22:23 Ciekawe, czy zjawisko występuje tylko przy pełnej symetrii układu?
Nie tylko, choć przy pełnej symetrii występuje najchętniej :wink:
Jado pisze: pt, 1 stycznia 2021, 22:23 Czy jeśliby zastosować dwa różne transformatory, dwa różne rezystory obciążające, dwa różne kondensatory w każdej z gałęzi, to zjawisko by ustało czy może stało się niesymetryczne? (impulsy o zmiennej długości) .
Czy zbliżenie do siebie rdzeni transformatorów ma jakiś wpływ na te oscylacje?
Nie robiłem doświadczeń z szeregowym łączeniem dwóch różnych typów transformatorów toroidalnych. W badanych układach zawsze otrzymywałem względną symetrię (zdarzały się różnice w czasach trwania poszczególnych okresów i poziomu amplitudy, nawet dość znaczne, ale mogły one występować wskutek chwilowych zmian wartości napięcia w sieci elektrycznej oraz pojawiania się w niej mniejszej lub większej składowej stałej napięcia (przy większej oscylacje w transformatorach gasły).

Analizując układy znalazłem pewną prawidłowość (występuje ona w obu układach - tym sprzed 10 lat i tym, który właśnie mam na stole z dwoma diodami). Jeden z przedstawionych przeze mnie schematów zawiera błąd w postaci źle narysowanej kropki, oznaczającej początek uzwojenia. Jak się okazało podłączenie uzwojeń wtórnych ma decydujące znaczenie na możliwość wystąpienia oscylacji. Poprawny (dla uzyskania oscylacji) schemat podłączenia uzwojeń znajduje się poniżej:
GEN_3xN.png

Generacje mogą powstać gdy w uzwojeniach wtórnych transformatorów występuje składowa stała prądu (prostowanie półokresowe) i gdy w każdym z transformatorów skierowana jest ona przeciwnie. Jeżeli składowe stałe skierowane są w tym samym kierunku, oscylacje nie powstają. W układzie z załącznika powyżej prąd w uzwojeniu wtórnym transformatora "górnego" w czasie dodatniej połówki okresu sinusoidy (na początkach uzwojeń pierwotnych i wtórnych) płynie, gdy w "dolnym" jego wartość w uzwojeniu wtórnym wynosi "0". W drugiej połówce okresu (ujemnej) sytuacja się odwraca - prąd płynie tylko w uzwojeniu wtórnym "dolnego" transformatora, a w "górnego" wynosi "0". Oczywiście prądy te płyną jedynie w sytuacji gdy obciążone są (np. rezystorami lub żarówkami) oba wyjścia zasilacza (dla warunków sprzyjających powstaniu oscylacji obciążenia powinny być do siebie w miarę zbliżone).
Analogiczna sytuacja w starszym układzie (z mostkiem prostowniczym Graetza) występuje gdy obciążone jest tylko jedno wyjście (dodatnie lub ujemne). Wówczas w czasie jednej połówki okresu napięcia sieciowego mocniej obciążony jest jeden transformator, a w czasie trwania drugiej połówki drugi. Przy jednakowym obciążeniu wyjść tego układu nie ma asymetrii prądów w obu połówkach okresu w uzwojeniach wtórnych transformatorów i oscylacje w ogóle nie powstają. Poniżej, dla przypomnienia, ten schemat z zaznaczonymi kierunkami prądu dla jednej z połówek okresu napięcia w sieci:
GEN-2xN.png

W pierwszej wersji układu sterownika (z mostkami prostowniczymi) projektowanego przeze mnie z moim kolegą z 10 lat temu, obciążenia wyjść "+" i "-" nie były jednakowe (dodatnie wyjście obciążony było mocniej), co skutkowało oscylacjami w transformatorach :( Wtedy nie wiedzieliśmy jeszcze co się właściwie w układzie dzieje...

Pozdrawiam
Romek
Nie masz wymaganych uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego posta.
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6969
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Dziwne zachowanie się dwóch połączonych szeregowo transformatorów sieciowych - wzbudzenie?

Post autor: Romekd »

By upewnić się, że moje przypuszczenia są słuszne, ponownie wykonałem bardziej złożony układ z mostkami prostowniczymi. Dla sprawdzenia co dzieje się podczas występowania oscylacji z prądem w uzwojeniach pierwotnych transformatorów, zamontowałem szeregowo z nimi rezystor o oporności 1 Ω i sygnał z niego podałem na jedno z wejść oscyloskopu. Drugie wyjście oscyloskopu podłączyłem pod gorącą końcówkę kondensatora elektrolitycznego w gałęzi napięcia dodatniego, które obciążałem rezystorami o różnej wartości. Przy bardzo niskiej wartości rezystora (20 Ω) oscylacje nie występowały. Przy rezystancji obciążenia większej od 1,5 kΩ amplituda przebiegu malała, a przebieg czasami całkowicie wygasał, a po chwili ponownie gwałtownie się pojawiał, co wdać na oscylogramie poniżej:
1_granica_1510R.jpg

W pewnym momencie impulsy oscylacji zanikły i pojawiły się ponownie przy obniżeniu rezystancji obciążenia do 1112 Ω (domyślam się, że w sieci pojawiła się znowu składowa stała napięcia). Tym razem jednak po wygaśnięciu amplituda wahań napięcia na kondensatorze rosła powoli, co widać na kolejnym oscylogramie:
2_granica_1112R.jpg

Zmieniłem rezystor obciążający wyjście "+" zasilacza na 220 Ω (z nim układ oscylował pewnie i niemal niezależnie od tego co działo się w sieci 230 V), włączyłem drugi oscyloskop (z odseparowanymi galwanicznie wejściami) i zbadałem jak zmienia się wartość prądu w uzwojeniach pierwotnych transformatorów. Spodziewałem się dość łagodnych zmian prądu, a zobaczyłem coś takiego (w kolorze żółtym wartość prądu w uzwojeniach pierwotnych, a w niebieskim wartość napięcia na kondensatorze elektrolitycznym):
3_pierwotne_1Rs_Uac-C1-220Rp.jpg

Prąd w krótkich impulsach potrafił osiągać wartość 0,5 A. Stąd głośne pomruki (właściwie przy tym obciążeniu to były głośne stuki) transformatorów.

W Nowym Roku życzę wszystkim Kolegom z naszego Forum oraz ich najbliższym dużo zdrowia. Miesiąc temu sam przeszedłem koronawirusa. Teraz mam poważne problemy z pamięcią i koncentracją (przy "okazji" prawie nie czuję zapachów i mam jakieś zwłóknienia w płucach), dlatego przepraszam za ewentualne błędy w wypowiedziach (dzisiaj nie mogłem sobie przypomnieć nazwisk moich najbliższych sąsiadów :? ). Z tym cholerstwem naprawdę nie ma żartów.

Pozdrawiam
Romek
Nie masz wymaganych uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego posta.
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
faktus
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 726
Rejestracja: pt, 15 marca 2013, 20:54

Re: Dziwne zachowanie się dwóch połączonych szeregowo transformatorów sieciowych - wzbudzenie?

Post autor: faktus »

Witam.
Kolego Romku ja życzę Tobie duuużżżoooo zdrowia :D :D jeszcze będzie normalnie.
Romekd pisze: ndz, 3 stycznia 2021, 21:47 Generacje mogą powstać gdy w uzwojeniach wtórnych transformatorów występuje składowa stała prądu (prostowanie półokresowe) i gdy w każdym z transformatorów skierowana jest ona przeciwnie. Jeżeli składowe stałe skierowane są w tym samym kierunku, oscylacje nie powstają. W układzie z załącznika powyżej prąd w uzwojeniu wtórnym transformatora "górnego" w czasie dodatniej połówki okresu sinusoidy (na początkach uzwojeń pierwotnych i wtórnych) płynie, gdy w "dolnym" jego wartość w uzwojeniu wtórnym wynosi "0". W drugiej połówce okresu (ujemnej) sytuacja się odwraca - prąd płynie tylko w uzwojeniu wtórnym "dolnego" transformatora, a w "górnego" wynosi "0". Oczywiście prądy te płyną jedynie w sytuacji gdy obciążone są (np. rezystorami lub żarówkami) oba wyjścia zasilacza (dla warunków sprzyjających powstaniu oscylacji obciążenia powinny być do siebie w miarę zbliżone).

Wyjaśnienie tej sytuacji jest irytujące by nie powiedzieć bardziej dosadnie :mrgreen: wydaje się, że kluczem jest połączenie szeregowe uzwojeń pierwotnych w tym układzie. Poprzednio sugerowałem się szeregowym połączeniem uzwojeń wtórnych, ale one są połączone równolegle dla napięcia bo na obydwu mamy ten sam stan. Czyli w czasie dodatniej połówki zarówno na górnym jak i dolnym na początku uzwojenia jest dodatnia połówka w stosunku do końca uzwojenia i pracują naprzemiennie. A nie tak jak myślałem poprzednio równocześnie, w miejscu połączenia czyli masy występuje składowa stała bez względu na to która dioda przewodzi. W idealnych warunkach powodowała by ona nasycanie rdzenia składową stałą, ale nie powodowała by powstawania cyklicznych oscylacji na kondensatorach filtru o niewielkiej amplitudzie.
Być może, że zjawisko owego " rezonansu " powstaje w uzwojeniu pierwotnym transformatorów, tak jak to opisałem poprzednio. Bo uzwojenia pierwotne są połączone szeregowo dla napięcia AC i pracują jednocześnie w identycznych warunkach, czyli może w nich powstać niewielkie zmienne napięcie wynikające z efektu niewielkiego przesunięcia fazowego raz na jednym raz na drugim transformatorze w zależności od kierunku przepływu prądu, a sumujące się do obserwowanego przebiegu. Tak jak w przypadku dwu dławików połączonych szeregowo wpiętych w obwód prądu AC. A efekt tych oscylacji przenosi się na stronę wtórną, i napięcie wtórne transformatorów jest zniekształcone w takt tych oscylacji.
Ciekawi mnie, czy połączenie uzwojeń pierwotnych w identyczny sposób ja uzwojeń wtórnych, czyli końcami lub początkami razem, powoduje powstanie oscylacji, czy ich zanik.
Pozdrawiam.
" Nigdy się nie tłumacz-przyjaciele tego nie potrzebują, a wrogowie i tak nie uwierzą i nigdy nie mów prawdy ludziom, którzy na nią nie zasługują "
Mark Twain
Awatar użytkownika
^ToM^
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 877
Rejestracja: sob, 3 stycznia 2009, 22:41
Lokalizacja: Śląsk od zawsze:)

Re: Dziwne zachowanie się dwóch połączonych szeregowo transformatorów sieciowych - wzbudzenie?

Post autor: ^ToM^ »

Powstawanie ww. zjawisk może mieć związek z magnetostrykcją. Powstawanie odkształceń materiałów magnetycznych pod wpływem pola magnetycznego może w pewnych warunkach wytwarzać drgania niegasnące. Z pewnością nie jest to niecodzienne zjawisko, niemniej takie zjawisko w rdzeniach magnetycznych transformatorów sieciowych należałoby uznać za niekorzystne. Magnetostrykcja jest dość złożonym zjawiskiem. Można je kształtować poprzez między innymi dobór materiału magnetycznego. Z drugiej zaś strony jest to dość ciekawe, że takie coś udaje się zarejestrować już przy napięciu sieciowym. Jest prawie pewne, że zastosowanie innych transformatorów (rdzenie z innych materiałów) mogłoby uniemożliwić zaobserwowanie tego typu zjawisk. Oczywiście nie mam 100% pewności, że oscylacje powstają w skutek magnetostrykcji, ale ten kierunek najbardziej mi tu pasuje, gdyż nie widzę innego źródła napędu drgań w układzie pasywnym poza domenami magnetycznymi rdzenia.
Pozdrawiam!

Tomek
Kreślę się z głębokim poważaniem
Best regards/Mit freundlichen Gruessen/Salutations/mejores saludos
faktus
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 726
Rejestracja: pt, 15 marca 2013, 20:54

Re: Dziwne zachowanie się dwóch połączonych szeregowo transformatorów sieciowych - wzbudzenie?

Post autor: faktus »

Witam.
Magnetostrykcja powoduje mechaniczne odkształcenia materiału rdzenia transformatora a te powodują drgania rdzenia z podwójną częstotliwością zasilania. Jej wpływ na materiał rdzenia jest niezależny od sposobu połączenia uzwojeń i rośnie wraz z masą samego rdzenia transformatora.
A w tym przypadku Kolega Romek pisze, że oscylacje powstają tylko w takim jak na schemacie połączeniu uzwojeń. Oraz w zakresie niewielkich obciążeń jakie pobierane są z układu prostownika jednopołówkowego. Nie spotkałem w dostępnej literaturze opisu takiego zjawiska, co nie oznacza że nie jest one znane wytwórcą rdzeni magnetycznych i producentom transformatorów. Ale puki co to musimy sami spróbować wyjaśnić to zjawisko.
Pozdrawiam.
" Nigdy się nie tłumacz-przyjaciele tego nie potrzebują, a wrogowie i tak nie uwierzą i nigdy nie mów prawdy ludziom, którzy na nią nie zasługują "
Mark Twain
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6969
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Dziwne zachowanie się dwóch połączonych szeregowo transformatorów sieciowych - wzbudzenie?

Post autor: Romekd »

Czołem.
Dziękuję za wszystkie odpowiedzi.
faktus pisze: pn, 4 stycznia 2021, 00:18 Wyjaśnienie tej sytuacji jest irytujące by nie powiedzieć bardziej dosadnie :mrgreen: Wydaje się, że kluczem jest połączenie szeregowe uzwojeń pierwotnych w tym układzie. Poprzednio sugerowałem się szeregowym połączeniem uzwojeń wtórnych, ale one są połączone równolegle dla napięcia bo na obydwu mamy ten sam stan. Czyli w czasie dodatniej połówki zarówno na górnym jak i dolnym na początku uzwojenia jest dodatnia połówka w stosunku do końca uzwojenia i pracują naprzemiennie. A nie tak jak myślałem poprzednio równocześnie, w miejscu połączenia czyli masy występuje składowa stała bez względu na to która dioda przewodzi. W idealnych warunkach powodowała by ona nasycanie rdzenia składową stałą, ale nie powodowała by powstawania cyklicznych oscylacji na kondensatorach filtru o niewielkiej amplitudzie.
Uzwojenia pierwotne połączone są szeregowo, ale wtórne mogą pracować niezależnie, jak na schemacie poniżej.
GEN_1xN.png
Każde z nich jednak wpływa na to co dzieje się w rdzeniach i co dzieje się z prądem płynącym przez uzwojenia pierwotne.

faktus pisze: pn, 4 stycznia 2021, 00:18 Być może, że zjawisko owego " rezonansu " powstaje w uzwojeniu pierwotnym transformatorów, tak jak to opisałem poprzednio. Bo uzwojenia pierwotne są połączone szeregowo dla napięcia AC i pracują jednocześnie w identycznych warunkach, czyli może w nich powstać niewielkie zmienne napięcie wynikające z efektu niewielkiego przesunięcia fazowego raz na jednym raz na drugim transformatorze w zależności od kierunku przepływu prądu, a sumujące się do obserwowanego przebiegu. Tak jak w przypadku dwu dławików połączonych szeregowo wpiętych w obwód prądu AC. A efekt tych oscylacji przenosi się na stronę wtórną, i napięcie wtórne transformatorów jest zniekształcone w takt tych oscylacji.
Ciekawi mnie, czy połączenie uzwojeń pierwotnych w identyczny sposób ja uzwojeń wtórnych, czyli końcami lub początkami razem, powoduje powstanie oscylacji, czy ich zanik.
Zamiana wyprowadzeń któregokolwiek z uzwojeń usuwa efekt wzbudzenia. Napięcia na wyjściach prostowników są też wówczas wyższe, gdyż oba transformatory w tej samej połówce przebiegu oddają energię przez diody do kondensatorów. Oczywiście składowa stała w uzwojeniach wtórnych występuje, lecz nie wywołuje oscylacji. Transformatory jedynie trochę inaczej (dużo głośniej, szczególnie przy większym prądzie obciążenia) buczą - wyraźnie słychać w ich "mruczeniu" pracę z półokresowym prostowaniem prądu.

Ponownie przyjrzałem się przebiegom zarejestrowanym oscyloskopem firmy Tektronix.
1_pierwotne_1Rs_Uac-C1-220Rp.jpg

Zmieniłem podstawę czasu, rozciągając wykres. Przez chwilę wydawało mi się, że widzę wyraźne trzy "szpilki" prądowe, z których druga ma zawsze najwyższą amplitudę i odwrotny kierunek.
2_tek_x.jpg

Po zmianie poziomu synchronizacji (na wartość ujemną) widać, że w przebiegu mamy również sytuacje odwrotną - przeciwnie skierowane impulsy (dwa w górę i jeden w dół, jak początkowo sądziłem).
3_tek.jpg

Jednak zwiększenie czułości wejścia oscyloskopu, do którego podłączyłem sygnał z kondensatora elektrolitycznego spowodowało, że dostrzegłem przed trzema impulsami jeszcze jeden, najmniejszy pod względem amplitudy (pewnie przy innym prądzie obciążenia przebieg prądu w uzwojeniu pierwotnym byłby też nieco odmienny, może też inna byłaby liczba impulsów o większej amplitudzie...), jednak przy obciążeniu wyjścia rezystorem 220 Ω, kondensator podczas znacznego wzrostu na nim napięcia doładowywany był czterokrotnie /dla układu z mostkami prostowniczymi Graetza ładował się przez cztery półokresy/).
4_tek (1).jpg
5_tek.jpg

Pozdrawiam
Romek
Nie masz wymaganych uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego posta.
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6969
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Dziwne zachowanie się dwóch połączonych szeregowo transformatorów sieciowych - wzbudzenie?

Post autor: Romekd »

^ToM^ pisze: pn, 4 stycznia 2021, 08:33 Powstawanie ww. zjawisk może mieć związek z magnetostrykcją. Powstawanie odkształceń materiałów magnetycznych pod wpływem pola magnetycznego może w pewnych warunkach wytwarzać drgania niegasnące. Z pewnością nie jest to niecodzienne zjawisko, niemniej takie zjawisko w rdzeniach magnetycznych transformatorów sieciowych należałoby uznać za niekorzystne. Magnetostrykcja jest dość złożonym zjawiskiem. Można je kształtować poprzez między innymi dobór materiału magnetycznego. Z drugiej zaś strony jest to dość ciekawe, że takie coś udaje się zarejestrować już przy napięciu sieciowym. Jest prawie pewne, że zastosowanie innych transformatorów (rdzenie z innych materiałów) mogłoby uniemożliwić zaobserwowanie tego typu zjawisk. Oczywiście nie mam 100% pewności, że oscylacje powstają w skutek magnetostrykcji, ale ten kierunek najbardziej mi tu pasuje, gdyż nie widzę innego źródła napędu drgań w układzie pasywnym poza domenami magnetycznymi rdzenia.
Przyznam, że nie pomyślałem o magnetostrykcji, a to również ciekawy trop. Tylko myślę, że jakiś rezonans "magnetostrykcyjny" (mechaniczny) rdzenia mógłby wystąpić przy dużo wyższej częstotliwości, ale może się mylę :roll:

Zbadałem jak na oscylacje układu wpływa zewnętrzne pole magnetyczne o różnym natężeniu, wytworzone przez magnes neodymowy, zbliżany i oddalany od jednego z transformatorów. Nakręciłem z tego eksperymentu film, który zamieściłem na serwisie internetowym YouTube. By jakoś "audiowizualnie" pokazać wzbudzenie i jego zmiany, w obwód uzwojeń pierwotnych transformatorów włączyłem szeregowo elementy: dwa rezystory, transil 24 Vac (by przy włączaniu transformatorów nie spalić rezystorów) oraz dwie diody świecące (połączone ze sobą równolegle, odwrotnie kierunkami). By dało się słyszeć pracę transformatorów zbliżyłem do nich cewkę podłączoną do wzmacniacza ze słuchawkami. Poniżej link do filmu na YT (przepraszam za słabą jakość filmu - był kręcony pośpiesznie telefonem komórkowym; w górnej części obrazu widać cewkę od przekaźnika, która pracowała jako "mikrofon", z bocznej lewej pojawia się w pewnym momencie magnes neodymowy).

https://youtu.be/GUNTmv3gIfE

To doświadczenie chyba jednak pokazuje, że oscylacje powstają wskutek stopniowego magnesowania się rdzeni od składowych stałych prądu w uzwojeniach wtórnych, przesuwania się faz na obu uzwojeniach pierwotnych i w końcu wchodzenia rdzeni w stan nasycenia, pojawienia się dużego prądu, który cofa namagnesowanie do stanu początkowego, po czym cały proces zaczyna się od początku... Zbliżenie magnesu do transformatora dodatkowo podmagnesowuje rdzeń, co wywołuje wzrost częstotliwości (przyspiesza moment nasycenia). To oczywiście tylko moja hipoteza. Czy mechanizm powstawania oscylacji może faktycznie tak przebiegać? :roll:

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
Winetu
125...249 postów
125...249 postów
Posty: 193
Rejestracja: śr, 10 października 2007, 22:23
Lokalizacja: Górny Śląsk

Re: Dziwne zachowanie się dwóch połączonych szeregowo transformatorów sieciowych - wzbudzenie?

Post autor: Winetu »

Próbował Pan ekranować magnetycznie transformatory od siebie?
Awatar użytkownika
Jado
1250...1874 posty
1250...1874 posty
Posty: 1867
Rejestracja: pn, 15 maja 2006, 11:06
Lokalizacja: Warszawa

Re: Dziwne zachowanie się dwóch połączonych szeregowo transformatorów sieciowych - wzbudzenie?

Post autor: Jado »

Ja znalazłem jeszcze coś takiego na temat wzmacniaczy magnetycznych: https://pl.wikipedia.org/wiki/Amplistat
Pozdrawiam

Jado.

"Kto chce szuka sposobu, kto nie chce - szuka powodu"
faktus
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 726
Rejestracja: pt, 15 marca 2013, 20:54

Re: Dziwne zachowanie się dwóch połączonych szeregowo transformatorów sieciowych - wzbudzenie?

Post autor: faktus »

Witam.
Z wyglądu przedstawionych oscylogramów wynika, że następuje jakby stopniowe " pompownie " w układzie uzwojeń zasilacza owych impulsów. A taka sytuacja następuje tylko w specyficznym układzie połączeń uzwojeń z prostowaniem jednopołówkowym przedstawionym na schemacie.
Romekd pisze: pn, 4 stycznia 2021, 21:53 Zamiana wyprowadzeń któregokolwiek z uzwojeń usuwa efekt wzbudzenia. Napięcia na wyjściach prostowników są też wówczas wyższe, gdyż oba transformatory w tej samej połówce przebiegu oddają energię przez diody do kondensatorów. Oczywiście składowa stała w uzwojeniach wtórnych występuje, lecz nie wywołuje oscylacji. Transformatory jedynie trochę inaczej (dużo głośniej, szczególnie przy większym prądzie obciążenia) buczą - wyraźnie słychać w ich "mruczeniu" pracę z półokresowym prostowaniem prądu.
Wygląda na to, że oscylacje są napędzane kosztem prądu magnesowania rdzenia składową stałą w tym układzie połączeń.
A to tylko zwykły banalny zasilacz :roll: , a ile problemów może on zafundować. Warto aby inni początkujący Koledzy prześledzili ten temat tylko po to by uzmysłowić sobie, że zasilacz nawet tak banalny może być źródłem poważnych problemów.
Pozdrawiam.
" Nigdy się nie tłumacz-przyjaciele tego nie potrzebują, a wrogowie i tak nie uwierzą i nigdy nie mów prawdy ludziom, którzy na nią nie zasługują "
Mark Twain
Awatar użytkownika
^ToM^
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 877
Rejestracja: sob, 3 stycznia 2009, 22:41
Lokalizacja: Śląsk od zawsze:)

Re: Dziwne zachowanie się dwóch połączonych szeregowo transformatorów sieciowych - wzbudzenie?

Post autor: ^ToM^ »

Jado pisze: pn, 4 stycznia 2021, 23:29 Ja znalazłem jeszcze coś takiego na temat wzmacniaczy magnetycznych: https://pl.wikipedia.org/wiki/Amplistat
To słuszny krok. Musi być efekt wzmacniania, gdyż inaczej nie mogłoby dochodzić do generacji czegokolwiek. Zatem amplistat, wzmacniacz magnetyczny, transduktor to jest odpowiedni kierunek poszukiwań. Tym bardziej, że Roman zauważył procesy te mają "w tle" składową stałą.
Kreślę się z głębokim poważaniem
Best regards/Mit freundlichen Gruessen/Salutations/mejores saludos
Awatar użytkownika
przemak
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 924
Rejestracja: śr, 18 kwietnia 2007, 22:14
Lokalizacja: Poznań

Re: Dziwne zachowanie się dwóch połączonych szeregowo transformatorów sieciowych - wzbudzenie?

Post autor: przemak »

Połączenie szeregowe uzwojeń pierwotnych? ;) To się uda tylko przy identycznym obciążeniu wtórnych. Jeżeli obciążenie nie jest identyczne (a będzie tylko przy równoległym albo szeregowym połączeniu wtórnych) to większe obciążenie jednego trafa powoduje większy spadek napięcia na jego pierwotnym i wzrost napięcia na drugim pierwotnym (i wtórnym), co z kolei powoduje wzrost poboru mocy na drugim (bo rośnie na nim napięcie), czyli znów spadek napięcia na drugim i większe napięcie na pierwszym i tak dalej...
Janusz
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 890
Rejestracja: wt, 8 listopada 2005, 15:36
Lokalizacja: Bytom

Re: Dziwne zachowanie się dwóch połączonych szeregowo transformatorów sieciowych - wzbudzenie?

Post autor: Janusz »

Pozostaje połączyć uzwojenia wtórne (identycznych) transformatorów równolegle, synfazowo i sprawdzić zachowanie się układu przy takim układzie połączeń.
785mm
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6969
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Dziwne zachowanie się dwóch połączonych szeregowo transformatorów sieciowych - wzbudzenie?

Post autor: Romekd »

Czołem.
Winetu pisze: pn, 4 stycznia 2021, 23:11 Próbował Pan ekranować magnetycznie transformatory od siebie?
Tak, próbowałem. Zbliżanie do siebie, oddalanie, przekręcanie jednego z transformatorów względem drugiego lub pełne ekranowanie obu transformatorów nie wywierało żadnego wpływu na generowane przez układ zaburzenia. To w końcu transformatory toroidalne, które przy symetrycznie nawiniętych uzwojeniach powinny emitować najmniej zakłóceń elektromagnetycznych na zewnątrz w stosunku do transformatorów nawiniętych na innych typach rdzeni. Jest jeszcze coś - "charakterystyka nasycania", która w przypadku transformatorów z rdzeniami EI przebiega stosunkowo łagodnie, w toroidalnych jest dużo bardziej ostra (być może zależy to również od materiału lub kształtu rdzenia - w toroidalnym cała objętość zwijki rdzenia objęta jest w miarę równym działaniem uzwojeń nawiniętych na nim symetrycznie, a w EI tylko fragment rdzenia znajduje się wewnątrz uzwojenia, reszta jest poza nim).
Sprawdziłem też jak wartość pojemności kondensatora wpływa na możliwość powstawania oscylacji. Z rezystorem 220 Ω zaburzenia powstawały gdy pojemność kondensatora była większa od ok. 70 μF. Dla pojemności mniejszych, w miarę ich podnoszenia słychać było coraz głośniejsze bzyczenie rdzenia, które przy pewnej wielkości pojemności kondensatora przechodziło w głośniejsze "mruczenie", które w pewnym momencie zaczynało już "falować". Poniżej link do filmu, na którym widać i słychać podwójne "wzbudzenie" (kolega, który był wtedy ze mną w pracowni stwierdził, że przypomina mu ono mruczenie kota).

https://youtu.be/obMDvc4xzWo

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .