Romekd pisze:Fakt, w przypadku dużych transformatorów indukcja rozproszenia ma ogromne znaczenie.
Zależy to też od rodzaju prostownika i filtru. Przy prostowniku krzemowym i bardzo dużej pojemności pierwszego kondensatora indukcyjność rozproszenia ma duże znaczenie.
Stąd moja sympatia do toroidów.
ps. Chyba jednak indukcyjność rozproszenia, nie indukcja
Romekd pisze:Fakt, w przypadku dużych transformatorów indukcja rozproszenia ma ogromne znaczenie.
Zależy to też od rodzaju prostownika i filtru. Przy prostowniku krzemowym i bardzo dużej pojemności pierwszego kondensatora indukcyjność rozproszenia ma duże znaczenie.
Stąd moja sympatia do toroidów.
ps. Chyba jednak indukcyjność rozproszenia, nie indukcja
Trafo mam toroidalne 40VA a pierwszy kond filtra tak jak na schemacie w pierwszym poście - 220uF.
Piotr pisze:Transformator toroidalny ma bardzo niską indukcyjność rozproszenia. W tym przypadku możesz ją bez obaw zaniedbać.
Piotr, mała wartość indukcyjności rozproszenia nie w każdym przypadku musi być zaletą. Transformatory sieciowe o większej indukcyjności rozproszenia lepiej tłumią zakłócenia o wyższych częstotliwościach, których przecież w sieci 230V~ nie brakuje. Ja pomimo tej wady, podobnie jak Ty, również wolę stosować transformatory toroidalne. Dużą ich zaletą jest to, że przy małych wymiarach i masie cechują się dużo większą mocą wyjściową, a ponadto, dzięki możliwości stosowania grubszych drutów nawojowych (duża średnica otworu w rdzeniu, oraz brak typowego karkasu), pozwala uzyskać jeszcze większą "sztywność" napięć wyjściowych.
Piotr pisze:Chyba jednak indukcyjność rozproszenia, nie indukcja
Nawet nie chyba, a na pewno - nie wiem o czym wtedy myślałem
WitekJ pisze:Dochodzi jeszcze indukcyjność rozproszenia transformatora. Jej wpływ rośnie z moca transformatora (w dużych trafach jest dominujący).
Wartość indukcyjności rozproszenia transformatora stanowi zawsze tylko pewien procent indukcyjności głównej, w zasadzie i w pewnym zakresie mocy transformatorów nie zależy od ich mocy zbyt dużo, tak około 3-6%. W coraz większych transformatorach np. energetycznych to parametr tzw. napiecie zwarcia jest coraz wieksze. Wartości te wzrastaja do kilkunastu % dla transformatorów NN podczas gdy dla traf SN tzw. osiedlowych są rzędu kilku %.
Ma na to wpływ właśnie indukcyjność rozproszenia która wzrasta ze względu na wymagania układów izolacyjnych dla najwyższych napięć NN. Jednak w obszarze naszych zainteresowań np. przy rdzeniach toroidalnych ta indukcyjność rozproszenia jest niewielka w porównaniu z kolumnowym transformatorem tej samej mocy o sporej części rdzenia nie objętej uzwojeniami. Transformator o ferrytowym rdzeniu kubkowym ma minimalną indukcyjność rozproszenia niezależnie od swej wielkości, czyli mocy. Niestety takich rdzeni dla transformatorów sieciowych nie ma. Rdzeń toroidalny więc też nie jest ideałem. O wszystkim decyduje współczynnik sprzężenia pomiedzy uzwojeniem pierwotnym i wtórnym, który powinien zbliżyć się maksymalnie do 1. Przy nawijaniu np. podwójnym drutem (czasem skręconym) wartość współczynnika sprzężenia dąży do 1. Tylko kto tak nawinie trafo sieciowe?
Interstage transformers in addition to providing added voltage gain, transformer coupling eliminates the necessity of voltage-blocking (coupling) capacitor and provides a low-resistance path for direct current to the tube plate.
Romekd pisze:Piotr, mała wartość indukcyjności rozproszenia nie w każdym przypadku musi być zaletą. Transformatory sieciowe o większej indukcyjności rozproszenia lepiej tłumią zakłócenia o wyższych częstotliwościach, których przecież w sieci 230V~ nie brakuje.
Wiem. Dodatkowo indukcyjność rozproszenia ogranicza w pewnym stopniu prąd ładowania dużych kondensatorów podczas włączania urządzenia.
Dlatego we wzmacniaczu, który teraz robię musiałem zastosować układ stopniowego włączania (dwa toroidy 200W ładujące 0,1F/63V) i dodatkowy filtr sieciowy.
Mimo wszystko zaleta sztywnych napięć jest dla mnie przeważająca
Retroman pisze:WitekJ napisał:
Dochodzi jeszcze indukcyjność rozproszenia transformatora. Jej wpływ rośnie z moca transformatora (w dużych trafach jest dominujący).
Wartość indukcyjności rozproszenia transformatora stanowi zawsze tylko pewien procent indukcyjności głównej, w zasadzie i w pewnym zakresie mocy transformatorów nie zależy od ich mocy zbyt dużo, tak około 3-6%. W coraz większych transformatorach np. energetycznych to parametr tzw. napiecie zwarcia jest coraz wieksze. Wartości te wzrastaja do kilkunastu % dla transformatorów NN podczas gdy dla traf SN tzw. osiedlowych są rzędu kilku %.
Nie twierdzę, że wzrost mocy transformatora zwiększa automatycznie jego impedancję rozproszenia. Chodziło mi tylko o to, że staje się ona dominująca wobec malejącego oporu rzeczywistego uzwojeń. Większe, niż dla "osiedlowych transformatorów", napięcie zwarcia transformatorów najwyższych mocy jest ich cenną zaletą, ograniczającą i tak ogromne prądy zwarcia. Na marginesie: podane przez Ciebie procenty są ułamkiem znamionowej impedancji obciążenia tych transformatorów a nie ich indukcyjności głównej.
Co do rdzeni kubkowych - ich zastosowanie nie zmniejsza indukcyjności rozproszenia. Powiem więcej - istnienie rdzenia (a szczególnie kubkowego!) zwiększa nawet nieco indukcyjność rozproszenia transformatora.
Ogólnie, na indukcyjność rozproszenia wpływa przede wszystkim geometria uzwojeń. Można nawet zmierzyć indukcyjność rozproszenia typowego transformatora PRZED założeniem karkasu na rdzeń i nie popełni się dużego błędu.
Nie będę dalej polemizował. Każdy ma swoją wiedzę na ten temat zdobytą z wiekiem doświadczeń wynikających z pomiarów i wyliczeń różnych zadań i problemów i niech tak już pozostanie.
Miałem nie pisać, ale dla potomnych coś napiszę.
Natomiast co się tyczy indukcyjności rozproszenia Lr to wynika ona ze współczynnika sprzężenia uzwojeń k. Pojedyncza cewka ma indukcyjność główną L, która jest jednocześnie indukcyjnością rozproszenia pola magnetycznego tej cewki. To samo jest z drugą identyczną cewką. Jeżeli zbliżamy je do siebie zwieksza się współczynnik ich sprzężenia k, rośnie indukcyjność wzajemna M a maleje pole rozproszone każdej cewki i maleje indukcyjność rozproszenia każdej z cewek Lr. W sprzężeniu cewek pomaga rdzeń zwiększając swoim kształtem i własnosciami magnetycznymi u>>1 współczynnik sprzężenia i skupiając swym kształtem pole jednej cewki otacza tym polem jednocześnie drugą. Rdzeń kubkowy najbardziej ze wszystkich skupia pole magnetyczne cewek czyniac minimalnym pole rozproszone. Indukcyjność wzajemna M wzrasta, współczynnik sprzężenia k dąży do jedności a indukcyjnosć rozproszenia Lr maleje bo maleje pole rozproszone cewek, prawie całe zamyka się w rdzeniu. Nie istnieje w elektrotechnice taki termin jak indukcyjność rozproszenia pomiedzy uzwojeniem pierwotnym a wtórnym czasem uzywany na tym forum przez praktyków, jest natomiast współczynnik sprzężenia obu cewek. Indukcyjność rozproszenia dotyczy zawsze pojedynczej cewki lub pojedynczego uzwojenia, nie jest to cecha wspólna obu cewek, tak samo jak rezystancja uzwojenia Rcu tak i indukcyjnosć rozproszenia Lr jest cechą własną każdego uzwojenia.
Interstage transformers in addition to providing added voltage gain, transformer coupling eliminates the necessity of voltage-blocking (coupling) capacitor and provides a low-resistance path for direct current to the tube plate.
Retroman pisze:Nie istnieje w elektrotechnice taki termin jak indukcyjność rozproszenia pomiedzy uzwojeniem pierwotnym a wtórnym czasem uzywany na tym forum przez praktyków, jest natomiast współczynnik sprzężenia obu cewek. Indukcyjność rozproszenia dotyczy zawsze pojedynczej cewki lub pojedynczego uzwojenia, nie jest to cecha wspólna obu cewek, tak samo jak rezystancja uzwojenia Rcu tak i indukcyjnosć rozproszenia Lr jest cechą własną każdego uzwojenia.
Retroman pisze:Wartość indukcyjności rozproszenia transformatora stanowi zawsze tylko pewien procent indukcyjności głównej, w zasadzie i w pewnym zakresie mocy transformatorów nie zależy od ich mocy zbyt dużo, tak około 3-6%. W coraz większych transformatorach np. energetycznych to parametr tzw. napiecie zwarcia jest coraz wieksze. Wartości te wzrastaja do kilkunastu % dla transformatorów NN podczas gdy dla traf SN tzw. osiedlowych są rzędu kilku %.
Definicje indukcyjności rozproszenia, wynikające z tych dwóch cytatów są wzajemnie sprzeczne. Jeżeli tego nie wyjaśnimy, to polemika na temat wpływu rdzenia na indukcyjność rozproszenia będzie niemożliwa.
Ja przez indukcyjność rozproszenia rozumiem indukcyjność szeregową w schemacie zastępczym transformatora. Można ją prosto wyznaczyć, zwierając jedno z uzwojeń transformatora i mierząc indukcyjność na zaciskach drugiego uzwojenia. Tak rozumiana indukcyjność rozproszenia ma sens tylko dla pary uzwojeń, nigdy dla pojedynczego.
Oto wzory na indukcyjności rozproszenia znalezione w książce prof. E.Kowalczyka. "Technika teletransmisji - problemy podstawowe".
L1r=L1*(1-k)
L2r=L2*(1-k)
gdzie: L1 i L2 to zmierzone indukcyjności badanych uzwojeń, L1r, L2r to ich indukcyjności rozproszenia, k współczynnik sprzężenia tych uzwojeń.
Aby wyliczyć współczynnik sprzężenia uzwojeń k należy pomierzyć w połączeniu szeregowym zgodnym obu uzwojeń indukcyjność wypadkową L' oraz indukcyjność wypadkową L" w połączeniu szeregowym przeciwnym. Ze wzoru
L'=L1+L2+2M i L"=L1+L2-2M
wyznaczamy indukcyjnosć wzajemną
M=(L'-L")/4
a współczynnik sprzężenia k wynosi
k =M/sqrt(L1*L2)
Metoda ta daje większą dokładność niz opisana w książce G.S.Cykina. "Transformatory małej częstotliwości", co autor sam zresztą w swej książce przyznaje, że jest to metoda mało dokładna.
Na dokładność tej metody podanej przez Cykina ma wpływ Rcu uzwojeń w większym stopniu niż w metodzie prof. Kowalczyka, ponieważ jest to metoda zwarciowa a u Kowalczyka rozwarciowa. Można się o tym przekonać wykonując pomiary obiema metodami. Metoda Cykina zaniża wartości indukcyjności rozproszenia.
W moich pomiarach k wyszło 0,97 co uważam za typowe dla traf sieciowych na rdzeniu zwijanym (dla traf telekomunikacyjnych k wynosi 0,98 - 0,99), metoda podana przez Cykina, w moim przypadku znacznie zaniżyła uprzednio zmierzone i wyliczone wartości L1r i L2r metodą opisaną przez prof.Kowalczyka.
Interstage transformers in addition to providing added voltage gain, transformer coupling eliminates the necessity of voltage-blocking (coupling) capacitor and provides a low-resistance path for direct current to the tube plate.
"Nie istniejącą, ale czasem używaną przez praktyków" indukcyjność rozproszenia transformatora możesz obliczyć, sumując indukcyjności rozproszenia obydwu uzwojeń (pamiętając o kwadracie przekładni). Zauważ, że nawet indukcyjność rozproszenia pojedynczego uzwojenia ma sens tylko dla pary uzwojeń - wynika to z podanych przez Ciebie wzorów.
Niestety, te wzory niewiele mówią o wpływie rdzenia na indukcyjność rozproszenia transformatora. Dlatego postaram się wykonać doświadczalne porównanie indukcyjności rozproszenia transformatora z rdzeniem i po jego usunięciu (pomiar metodą zwarcia strony wtórnej).
Do eksperymentu użyłem trafa TS-250-2M (od radzieckiego TV). Ma on rdzeń zwijany cięty - łatwy więc w rozbiórce. Badałem parę uzwojeń: sieciowe i 190V. Wykonałem pomiary indukcyjności uzwojenia 190V przy zwartym sieciowym. Wyniki:
2,1 mH z rdzeniem
2 mH bez rdzenia
Pomiary od strony sieciowego (zwarte 190V):
2.39 mH z rdzeniem
1,6 mH bez rdzenia
Indukcyjność główna transformatora pozbawionego rdzenia wynosiła w pierwszym przypadku 7 mH, w drugim 5,67. Wskutek tego pomiary indukcyjności rozproszenia tą prostą metodą były na pewno mało dokładne. Mimo to widać, że wpływ rdzenia na indukcyjność rozproszenia jest mały.
Zacytuję T.Cholewickiego z "Elektrotechniki Teoretycznej" TI. str.134.
"Indukcyjność wzajemna cewek jest proporcjonalna do przenikalności magnetycznej rdzenia, zależy od kształtów geometrycznych cewek i ich liczby zwojów, a ponadto od wzajemnego usytuowania cewek względem siebie w przestrzeni, które ma wpływ na podział całkowitwgo strumienia magnetycznego na strumień główny i strumień rozproszenia."
Dalej zaś autor pisze o tym, że w rozpatrywanym układzie dwu cewek występuje jeden strumień główny obejmujacy obie cewki i dwa strumienie rozproszenia dotyczące każdej cewki z osobna.
Nawiązując do dokładności pomiarów zwarciowych i rozwarciowych wykonywanych oddzielnie to w tej samej książce mamy twierdzenie Blondela, str. 678: "stan pracy znamionowej czwórnika otrzymuje się przez superpozycję stanu jałowego i stanu zwarcia".
Można zatem skorzystać np. z wyników pomiarów impedancji zwarcia Zk i admitancji otwarcia Yo i uzyskać wyniki z wyliczeń: impedancję falową Zc i współczynnik przenoszenia g.
Oto wzory:
Zc=sqrt(Zk/Yo)
th g=sqrt(Zk*Yo)
tak jest dla czwórnika symetrycznego np. transformator o przekładni 1:1.
W przypadku transformatora o innej przekładni niż 1:1 czyli czwórnika niesymetrycznego wykonujemy pomiary z obu stron dostając różne wyniki.
Znając wartość g możemy wyznaczyć z funkcji hiperbolicznych parametry łańcuchowe A, B, C, tj. dalej wyznaczyć wszystkie istotne parametry, mierząc dodatkowo Rcu uzwojeń i prąd jałowy Io transformatora.
Jest to metoda najdokładniejsza eliminująca niepewności pomiaru jakie powstają w metodzie zwarciowej i rozwarciowej stosowanych oddzielnie.
Na podstawie znajomości Zc, napięcia znamionowego Un i współczynnika przenoszenia g można wyznaczyć m.in. moc znamionową transformatora i jego sprawność, jeśli ich z jakichś powodów nie znamy. Można to uczynić takze dla transformatorów wielouzwojeniowych.
Zabawa w pomiary i wyliczenia jest tutaj ciekawa i pouczająca.
Interstage transformers in addition to providing added voltage gain, transformer coupling eliminates the necessity of voltage-blocking (coupling) capacitor and provides a low-resistance path for direct current to the tube plate.
Natchnięty "mądrościami" przytoczonymi przez Kolegę postanowiłem przedstawić mój transformator (z wyjętym rdzeniem) jako czwórnik typu T .
Zmierzyłem dodatkowo przekładnię zwojową - 0,923. Za jej pomocą "przeniosłem" wyniki pomiarów indukcyjności uzwojenia 190V na stronę pierwotną. Wynoszą one teraz: 2,35 mH (zwarcie) i 8,22 (rozwarcie). Wartości te, wraz z analogicznymi wartościami dla strony sieciowej pozwalaja wyznaczyć trzy indukcyjności schematu zastępczego typu T. Warto zauważyć, że dzięki sprowadzeniu przekładni transformatora do 1, w schemacie zastępczym otrzymuje sie wprost indukcyjności rozproszenia uzwojeń (daszek litery T) i indukcyjność wzajemną (nóżka litery T).
Oto wyniki:
L1 = -0,11mH (indukcyjnośc rozproszenia uzw. sieciowego)
L2 = 2,44mH (ind. rozproszenia uzw. 190V sprowadzona na stronę 220V)
M = 5,78 (ind. wzajemna)
Ujemna wartość L1 wynika z błędów pomiarowych - jest po prostu bliska zeru.
Wartość indukcyjności szeregowej transformatora z wyjętym rdzeniem (ta "używana przez praktyków") wynosi L1+L2 = 2,33mH.
Jak widać, jest ona praktycznie równa indukcyjności szeregowej zmierzonej z rdzeniem - 2,39mH.
Witam
Kiedyś na triodzie zamieściłem przykład obliczeniowy dla transformatora trójfazowego wzięty z zadań z maszyn elektrycznych w nie moim temacie z ub. roku " Trafa HI-END (bez srebrnych uzwojeń)". Tam mierzy sie sporo parametrów w stanie rozwarcia dla napiecia znamionowego (po stronie DN, dolnych napięć) i znamionowego prądu zwarcia po stronie GN, tj. górnych napięć i jest tam cała procedura wyliczania wszystkich wartości. Jednak dokonuje się tam jeszcze pomiaru mocy i rezystancji uzwojeń. Trochę żmudne wyliczenia i trzeba mieć jeszcze miernik mocy czynnej, ale metoda stosowana przez energetyków-transformatorowców wydaje mi się najdokładniejsza bo ma pomiary zwarciowe i rozwarciowe oraz co najważniejsze używa się do pomiarów wartości znamionowych napięcia i prądu, przy znacznie mniejszej mocy, dużo mniejszej od znamionowej.
Ja wczoraj liczyłem parametry czwórnikowe, dzisiaj podsumowanie i schemat zastępczy, również typu T.
Porównałem wszystkie trzy metody i w ich wyniku doszedłem do wniosku, że metoda zwarciowo-rozwarciowa daje najlepsze wyniki, tj. najbardziej wiarygodne.
Na poparcie tego mam nastepujące argumenty:
1) w metodzie rozwarciowej indukcyjności Lr1 i Lr2 otrzymujemy w wyniku wymnożenia L1 i L2 przez (1-k), a to jest prawda tylko wtedy jakby miały dwie sekcje nawiniete obok siebie, czyli do stosowania takiego postępowania upoważniałaby nas równoważna geometria uzwojeń,
2) w metodzie zwarciowej uzyskuję zaniżone wyniki, nie wiem dlaczego ale podobnie jest w zadaniach z transformatorami trójfazowymi. Tam też wyniki są zbyt optymistyczne, tzn. zaniżone,
3) metodą zwarciowo-rozwarciową uzyskałem prawie identyczną wartość Lr1 co w metodzie rozwarciowej (z pomiarem współczynnika k) i rozsądny wynik dla uzwojenia wtórnego Lr2, zewnętrznego, które w wyniku umieszczenia na zewnątrz ma zwiększoną indukcyjność rozproszenia niż uzwojenie pierwotne, wewnętrzne i tak w tej metodzie wynik Lr2 wychodzi. Metoda ta jednak wymaga sporo wyliczeń i czterech pomiarów dwa w stanie otwarcia i dwa w stanie zwarcia, przy czym ja mierzyłem moduł Z obu uzwojeń w stanie zwarcia i otwarcia i dodatkowo trzeba pomierzyć Rcu1 i Rcu2.
Interstage transformers in addition to providing added voltage gain, transformer coupling eliminates the necessity of voltage-blocking (coupling) capacitor and provides a low-resistance path for direct current to the tube plate.
