Obciazalnosc uzwojen

[Jado]

Witam,

Male pytanko odnosnie trafa sieciowego.
Jak to jest z obciazalnoscia uzwojenia anodowego w ukladzie dwupolowkowym?
W sumie mamy tam dwa uzwojenia pracujace na jedno napiecie czyli obciazane sa co drugi polokres pradu, a wiec sumacyjny prad jaki mozna pociagnac z tego ukladu powinien byc teoretycznie 2 razy wiekszy niz to wynika z przekroju drutu dla jednego uzwojenia.
Jak to jest w praktyce?

[tszczesn]

Jak to jest z obciazalnoscia uzwojenia anodowego w ukladzie dwupolowkowym?
W sumie mamy tam dwa uzwojenia pracujace na jedno napiecie czyli obciazane sa co drugi polokres pradu, a wiec sumacyjny prad jaki mozna pociagnac z tego ukladu powinien byc teoretycznie 2 razy wiekszy niz to wynika z przekroju drutu dla jednego uzwojenia.

W praktyce jest to częściowa prawda. Prąd pobierany jest w tych uzwojeniach impulsowo, chwilowo ma dużo większe wartości niż średnia. O ile takie uzwojenie się nie spali (bo moc cieplna jest proporcjonalna do wartości średniej - skutecznej), to spadek napięcia już nie. Oznacza to, że w takich oszczędnościowym transformatorze napięcie anodowe będzie silniej siadać pod obciążeniem..

[WitekJ]

Moc jaką można pobrać z uzwojenia obciążonego jednopołówkowo jest pierwiastek z dwóch raza mniejsza niż w układzie w którym uzwojenie jest obciążone pełnookresowo (np. mostek). Wynika to z tego, że wyrzucenie co drugiego impulsu prądu powoduje dwukrotny spadek wartości średniej (decydującej o mocy uzyskanej z uzwojenia), natomiast wartość skuteczna prądu maleje tylko o czynnik pierwiastek z dwóch (a ta decyduje o mocy strat uzwojenia)
Przykładowo, mamy transformator o dwóch identycznych uzwojeniach wtórnych. Łącząc je równolegle i dając mostek uzyskamy 100W. Łącząc je szeregowo i dając dwie diody uzyskamy tylko 71W, jeżeli chcemy by w oporach uzwojeń wydzielała się ta samo moc co poprzednio.

[Piotr]

WitekJ
Mógłbyś to bliżej wyjaśnić?
Bo z tego co pamiętam wartość skuteczna to całka za okres. Dlaczego jeżeli w okresie jest jeden impuls zamiast dwóch, to miałaby ona zmniejszyć się o sqrt2?

[tszczesn]

Bo z tego co pamiętam wartość skuteczna to całka za okres.

Wartośc skuteczna towartość średniokwadratowa, czyli całka z kwadratu prądu lub napięcia za okres podzielona przez ten okres.

[Jado]

To ja mam troche odwrotny problem - w trakcie nawijania trafa okazalo sie, ze po pierwsze uzwojenia nawiniete obliczonym drutem nie zmieszcza sie w oknie, a po drugie ze nawet nie mam takiego wlasnie drutu i musze uzyc tego jaki jest czyli cienszego - konkretnie 0,18mm. Dzieki temu udalo mi sie (choc z trudem) zmiescic uzwojenia na karkasie.
Zasilacz nie byl obliczany pod konkretne obciazenie tylko na zasadzie - ile mi sie uda wyciagnac z trafa tyle bedzie OK.
Jaki max prad staly anodowy moge pociagnac dla drutu 0,18 w ukladzie prostownika dwupolowkowego? Trafo ma moc ok 77VA, zakladam wiec ze gestosc pradu bedzie 2A/mm kw.

[Jado]

Witam,

Poczytalem troche ksiazek, przemyslalem temat i bede sie jednak upieral przy swoim - grzanie drutu w uzwojeniu anodowym z wyprowadzonym srodkiem jest o polowe mniejsze niz w przypadku trafa z jednym uzwojeniem dla prostownika w ukladzie mostkowym - dla tej samej mocy pobieranej z zasilacza.
Z punktu widzenia kondensatora C1 napiecia jakie on dostaje z duodiody czy z wyjscia mostka sa identyczne, a zatem nie wystepuje zjawisko podbijania pradu w uzwojeniach dla utrzymania tej samej mocy pradu stalego.
Tak by bylo, ale w przypadku prostowania jednopolowkowego (krotsze impulsy, wieksza moc).
Czyli dla mojego drutu 0,18 moge pociagnac 100mA przy zalozeniu gestosci 2A/mmkw,a jesli 2,5A/mmkw (jak w/g niektorych mozna przyjac), to nawet wiecej 2x66=132mA.

[Romekd]

Poczytalem troche ksiazek, przemyslalem temat i bede sie jednak upieral przy swoim - grzanie drutu w uzwojeniu anodowym z wyprowadzonym srodkiem jest o polowe mniejsze niz w przypadku trafa z jednym uzwojeniem dla prostownika w ukladzie mostkowym - dla tej samej mocy pobieranej z zasilacza.

Spróbuj przeanalizować to w nieco inny sposób. Wyobraź sobie, że posiadasz transformator z dwoma identycznymi, co do ilości zwojów i grubości zastosowanego drutu, uzwojeniami wtórnymi. Aby uzyskać zbliżone napięcie można zastosować jeden z dwóch sposobów prostowania prądu. Pierwszy, tradycyjny, polegający na odpowiednim równoległym połączeniu obu uzwojeń i zastosowaniu klasycznego czterodiodowego mostka prostowniczego. Drugi to sposób z szeregowym połączeniem uzwojeń i zastosowania dwóch diod prostowniczych, oraz wykorzystaniem wspólnego końca obu uzwojeń jako wyprowadzenia masy układu. Pierwszy ze sposobów prostowania zapewnia mniejsze straty, gdyż w obu półokresach działają jednocześnie dwa połączone równolegle uzwojenia, których wypadkowa oporność jest dwukrotnie niższa, niż w sytuacji gdyby uzwojenia te działały na przemian w prostowniku na dwóch diodach z wykorzystaniem środkowego odczepu między uzwojeniami. Mniejsza oporność połączonych uzwojeń to mniejsze spadki napięcia i mniejsze straty mocy. Ponieważ straty te w każdym z dwóch opisanych przeze mnie przypadków rozkładają się po równo na oba uzwojenia wtórne, to w prostowniku na dwóch diodach jest ich po prostu więcej, przez co uzwojenia będą się silniej nagrzewać przy tym samym poborze prądu z prostownika.

Pozdrawiam,
Romek

[Jado]

Owszem - z tym sie zgadzam, natomiast ja porownuje uzwojenia zakladajac ze mam do dyspozycji jedno uzwojenie (nie dwa rownolegle!) nawiniete tym samym drutem co te dwa anodowe.

Jeszcze inny sposob ujecia tematu:
Zakladajac, ze pobieramy ta sama moc z uzwojen - jesli na uzwojeniach dwupolowkowych mamy dwukrotnie wieksze napiecie (bo 2x300) niz w systemie Graetza, to prad plynacy przez uzwojenia musi spasc o polowe w stosunku do 1x300V.

[Romekd]

(..) ja porownuje uzwojenia zakladajac ze mam do dyspozycji jedno uzwojenie (nie dwa rownolegle!) nawiniete tym samym drutem co te dwa anodowe.

W takim przypadku masz rację. Średnia wartość prądu płynącego przez każde z uzwojeń spadnie o połowę, choć w impulsach nic się co do wartości (szczytowej) nie zmieni. Uzwojenia będą działać na przemian, co pozwoli poprawić nieco bilans cieplny (na przemian - jedna część uzwojenia pracuje , druga "odpoczywa" stygnąc). Szczególnie gdy na karkasie jest na tyle miejsca by nawinąć je obok siebie (większa powierzchnia rozpraszająca ciepło), a nie jedno na drugim. Zakładam jednak, że przy nawinięciu dwóch identycznych uzwojeń (czyli jednego o dwukrotnie większej liczbie zwojów, z odczepem w środku) trzeba będzie zastosować drut o mniejszej średnicy, gdyż w przeciwnym wypadku uzwojenia nie zmieszczą się na karkasie.
Przy tej samej średnicy drutu, łączne straty w transformatorze nie zmienią się (w stosunku do rozwiązania z mostkiem prostowniczym), chyba że nawinięcie dwukrotnie większej liczby zwojów pociągnie za sobą zwiększenie długości drutu przypadającego na każdy zwój (większa średnica uzwojeń), przez co wzrośnie oporność uzwojeń, i przy okazji straty mocy.

Zakladajac, ze pobieramy ta sama moc z uzwojen - jesli na uzwojeniach dwupolowkowych mamy dwukrotnie wieksze napiecie (bo 2x300) niz w systemie Graetza, to prad plynacy przez uzwojenia musi spasc o polowe w stosunku do 1x300V.

Tak nie możesz tego ująć, gdyż napięcie o którym piszesz nigdy nie jest wykorzystywane "w całości", a jedynie w "połowie" – połówki uzwojenia pracują na przemian, a ponieważ ich oporność jest identyczna jak pojedynczego uzwojenia (nawiniętej drutem o tej samej średnicy) współpracującego z mostkiem Graetza, to w tym konkretnym przypadku oba prostowniki dają zbliżone parametry napięć i prądów na wyjściu, choć obciążalność układu z odczepem może być w pewnych sytuacjach większa.

Pozdrawiam,
Romek

[Jado]

Wlasnie to o czym piszesz mimo woli mi wyszlo - nie majac wzorow do obliczania trafa dla prostownika dwupolowkowego zastosowalem podejscie jak dla trafa dla ukladow tranzystorowych z jednym uzwojeniem i obliczona srednice drutu przenioslem wprost do podwojnego uzwojenia anodowego. Zaowocowalo to tym, ze oczywiscie uzwojenie takie nie mialo szans sie zmiescic i musialem zmniejszyc srednice drutu. Jak sie okazalo - mimo zmniejszonej srednicy dzieki podwojnemu uzwojeniu mam prad jaki chcialem osiagnac czyli w granicach 100mA.


Z identycznym problemem jak ja spotkaja sie wszyscy ci, ktorzy zdobeda gotowy transformator sieciowy - jak okreslic jaki max prad mozna pociagnac z prostownika, majac do dyspozycji parametry pradowe uzwojen trafa.
Okazuje sie ze nie jest to 1:1

[Pyra]

Nie wiem czy dokładnie przeczytałeś wypowiedź Romka.
Warunkiem potwierdzającym Twoje twierdzenie było zastosowanie w obu przypadkach tego samego przekroju drutu. Jak sam stwierdziłeś musiałeś zestosować drut cieńszy niż wyliczony ze względu na objętość uzwojenia.
Teraz powinieneś obliczyć optymalne uzwojenie (pod względem objętości) dla prostownika mostkowego (oczywiście zaraz Ci wyjdzie większy przekrój drutu) co przy zwiększonym średnim poborze prądu zrekompensuje się przez zmniejszoną rezystancję uzwojeń....

Pozdrawiam

[Romekd]

Dziękuję Pyra. Dokładnie to próbowałem koledze wyjaśnić. Jak widać powyżej nie udało mi się go przekonać
Pozdrawiam,
Romek

[Jado]

Witam,

Dlatego obliczenia daly grubszy drut niz powinien byc, ze przyjalem bledne zalozenia - jak dla prostownika z jednym uzwojeniem i ukladem mostkowym - nie mnozac napiecia anodowego x 2 w obliczeniach grubosci drutu.
Zauwazcie temat watku: "obciazalnosc uzwojen" chodzilo mi tylko i wylacznie o dowiedzenie sie jaki prad plynie przez uzwojenia w ukladzie dwupolowkowym - a nie o porownywanie ukladu mostkowego z dwupolowkowym, o zakladanie czy drut jest grubszy czy cienszy w ktoryms z przypadkow.
Dlatego nasze wypowiedzi mijaja sie, bo kazdy ma co innego na wzgledzie.
Moim pytaniem jest czy drut jakiego uzylem spali sie gdy go obciaze pradem 100mA czy nie - to wszystko.
Zdaje sie, ze wszyscy zgadzamy sie co do tematu, ale kazdy mówi "nie, bo..." ))
Troche chyba za szybko zadalem to pytanie, zamiast poszukac po literaturze...

[Pyra]

Oj... żeby spalić drut potrzebny jest naprawdę prąd......
Parametrem który należy uwzględnić w pierwszej kolejności to straty w uzwojeniu i to on jest raczej wiążący przy obliczniu uzwojeń.

Wracająć do pytania pierwotnego, to przy podwójnym uzwojeniu prąd średni jest w istocie około 2 razy mniejszy od pojedynczego uzwojenia, ale prąd rzeczywisty (mimo, że płynie przez jeden półokres) jest podobny.
Wracając teraz do ostatnich wypowiedzi, które jesno dowodzą, że prostownik z dwoma uzwojeniami (przy tych samych parametrach trafa) jest nawijany cienszym drutem, więc straty napięcia na nim będą siłą rzeczy większe, gdyż przez cieńszy drut (większa rezystancja) płynie podobny prąd....
Można się więc pokusić o twierdzenie, że obciążalność podwójnego uzwojenia jest ......... mniejsza.....
Jak już wspomniał tszczesn napięcie bardzej "siada"

Co do strony praktycznej..... jak sam Widzisz masz dwa uzwojenia drutem 0,18, przy pojedynczym uzwojeniu możesz dać dużo grubszy drut wystarczy 0,25 dla 100mA