Zaťažiteľnosť transformátora s usmerňovačom a kondenzátorom

DJ_Edo · Príspevok od používateľa **DJ_Edo** » 23 Sep 2014, 15:33

Megaplayer

Môžem doporučiť veľmi dobrú stránku nášho učiteľa elektroniky: http://alzat.spseke.sk/

Nájdeš to v sekcii zdroje je tam veľmi veľa kvalitného materiálu, no nie som si istý či sa tam niekde nachádza aj dimenzovanie transformátora.

staffy

Ja iba doplním, minule som sa na to pýtal autora tých skrípt a zo siete takto nie je možné odoberať viac ako cca 1,5kW bez toho aby nevyhadzovalo istič - čiže aby efektívna hodnota prúdu nebola viac ako 16A - inak 1. harmonická prúdu ktorá nám dodáva činný výkon má o dosť menšiu amplitúdu ako ten odoberaný celkový prúd.

-- Spojený príspevok 26 Okt 2014, 23:29 --

Megaplayer napísal:dimenzovanie transformátora.

Toto ani nie je tak problém, problém je že všade sa udáva pri dimenzácií trafa zdanlivý výkon. A keď chcem DC zdroj 30V 10A čiže činný výkon 300W, na aký zdanlivý výkon mám nadimenzovať trafo? Na toto som zatiaľ viac materiálov nenašiel.

muziker · Príspevok od používateľa **muziker** » 26 Mar 2016, 11:32

Pri výpočte sieťového transformátora sa bežne ráta aj s "nejakou" účinnosťou sieť. transf. (tá je závislá na veľkosti jadra) a hodnoty nájdeš v tabuľkách pre jednotlivé veľkosti trafoplechov (E I a M) (pre toroidné trafo použiješ hodnoty pre C jadro).
Teda podľa tvojho príkladu by to mohlo byť asi : 30V x 10A x účinnosť (napr. 1,13 pre 87%) = 300 x 1,13 = približne 340 VA. Teda pre návrh tu uvedeného transformátora v príklade použiješ najbližší typizovaný - tuším je to 350 VA. Priveľmi veľká rezerva ale nie je vhodná.

Príspevok od používateľa **Dolfi** » 22 Apr 2016, 20:46

staffy napísal:... problém je že všade sa udáva pri dimenzácií trafa zdanlivý výkon. A keď chcem DC zdroj 30V 10A čiže činný výkon 300W, na aký zdanlivý výkon mám nadimenzovať trafo? Na toto som zatiaľ viac materiálov nenašiel.

Podľa mňa, je najdôležitejší prúd sekundáru. A ten určite nemôže byť rovnaký, ako je AC prúd. Nemám dôvod spochybňovať odhad Danharda na približne 1,7-násobok DC prúdu. Prax to v podstate potvrdzuje. Napokon, každý tu navrhnutý výrobok (zapojenie) je prototyp. A ten treba pri oživovaní dobre odskúšať.

Sekundárne napätie je určite odvodené od použitia. Ak je zdroj nestabilizovaný, tak pri 10 A DC aké asi môžeme potrebovať napätie sekundáru ? Já si myslím, že 24 V bude určite málo. Takže to bude 26 V(?) x 17 A = 442 VA. Môžeme teda voliť buď 400 VA, alebo 450 VA, (podľa dovoleného ohrevu).

Pri stabilizovanom zdroji je to ešte trochu viac. Podľa zapojenia stabilizátora tam môže byť aj dosť vysoký úbytok. Napríklad G400 má úbytok napätia na riadiacom OZ, R14, Q2 a Q4, (odhadom možno 3 - 4 V). K tomu zvlnenie napätia. Takže, ten 30 V trafák na 30 V DC by som já určite použil. Takže to bude 30 V x 17 A = 510 VA. Ak pripustíme vyšší ohrev trafa, môže byť aj menej VA. (No asi by bolo treba trochu zvýšiť napätie sekundáru).

balki · Príspevok od používateľa **balki** » 23 Apr 2016, 02:27

Dolfi, vysvetli pojem ac prúd v tvojej vete.

hpeter · Príspevok od používateľa **hpeter** » 23 Apr 2016, 09:21

Stitok na trafe udava hodnoty pre odporovu zataz (AC). Tak su trafa aj merane u vyrobcu.
Neznamena ze trafo 10A, mozem normalne zatazit 10A DC. Teplota bude vyssia, ako vyrobca trafo nadizajnoval / vzorce http://www.hammondmfg.com/pdf/5c007.pdf nabijacie spicky sposobuju problemy, aj pre kondenzatory (ripple current-teplota)

Príspevok od používateľa **Dolfi** » 23 Apr 2016, 12:47

balki napísal:Dolfi, vysvetli pojem ac prúd v tvojej vete.

Viem že rád rýpeš a chytáš za slovíčka. A si odborne na "astronomickej výške".

No pre nás amatérov (a bastličov) je to asi efektívna hodnota sínusového priebehu prúdu na odporovej záťaži, ktorú mimochodom udáva aj výrobca trafákov ako prúd sekundáru. A toto aj merajú všetky lacné multimetre na prúdovom AC rozsahu.

Je tu (chabo) rozbehnutá debata. A tak som do nej len prispel názorom, ako to vidím ja. V podstate, nemám absolútne žiadne páky, aby tento môj názor ktokoľvek akceptoval. Každý si môže spraviť čokoľvek.

A taktiež si nemyslím, že je to absolútne presné. Určite sú rozdiely pri rôznych trafákoch, (veľkosť, konštrukcia = EI, M, C, toroid), v závislosti od veľkostiach filtračnej kapacity, pri nabíjaní akumulátorov, ...

Pri oživovaní zariadenia sa dá všeličo. Žiaľ len jednoducho "prihodiť" k trafáku sa nedá ...

balki · Príspevok od používateľa **balki** » 23 Apr 2016, 21:30

Dolfi, nechcem nikoho chytať za slovíčka, ale AC je široký pojem. Odporúčam používať pojem efektívna hodnota (rms) ktorá má fyzikálny význam. Pretože problém môže nastať pri transformátore s usmerňovačom a filtrom. Práve v definovaní napätia na kondenzátore. Jedná sa v tomto prípade o AC? Ak áno má nulovú DC hodnotu, ak nie ako potom započítam aj tú zvlnenú časť? A aký multimeter mi ju odmeria? Nie kto si povie, to nie je k ničomu dobré. Práve naopak, definícia efektívnej hodnoty toto zohľadňuje a je nám užitočná pri dimenzovaní transformátora.

Aby som prešiel k téme, mal som za potrebu upozorniť na rozlišovanie označovania, AC,DC a rms.
Čo sa týka zaťažiteľnosti transformátora. Niekto tu spomínal informáciu že efektívna hodnota výstupného prúdu (prúd do záťaže) je 1,7x menšia ako efektívna hodnota prúdu sekundáru. V podstate je to pravda i keď 1,7 to nemusí presne byť. Prečo tomu tak je? Odpoveď sa skrýva práve v komplexnom prvku a tým je filtračný kondenzátor. Ak by tam nebol Isek(rms)=Idc(rms). My tam samozrejme kondenzátor potrebujeme. Jeho hodnotu vieme približne vypočítať (3,8*Umax)/(Upp*2*pi*f*Rz) Upp je peak-peak hodnota výstupného usmerneného napätia. Umax je maximálna hodnota sinusového napätia sekunáru pri záťaži. Prečo približne a prečo práve 3,8? Nakoľko sa jedná o počítanie neharmonických veličín je obtiažne odvodiť presný vzťah. Preto sa používajú rôzne empirické vzorce. Nakoľko hodnota kondenzátora závisí na mnohých neznámych je pre zvlnenie 10% Uout približne koeficient 3,8. S tým sa každý zmieri a vypočíta si C podľa podobných vzorcov. Stále ešte nevieme prúd sekundáru. Ten pri odporovej lineárnej záťaži a kondenzátore značne nelineárny a obsahuje kopu harmonických. Efektívna hodnota výstupného prúdu je daná ako odmocnina zo súčtu efektívnych hodnôt 2 prúdov. Prúdu cez kondenzátor a prúdu cez záťaž. Prúd cez záťaž sa dá ľahko spočítať je rovný Uef/Rz. Kde samozrejme Uef je efektívna hodnota na záťaži a tá je rovná strednej hodnote Udc a Urms(zvlnenia). Zvlnenie sme si pri výpočte kondenzátora zvolili a to vieme. Presne vypočítať Uef nie je jednoduché nakoľko sa jedná o nelineárny priebeh napätia. Preto stačí pri výpočte uvažovať strednú hodnotu vyhladeného napätia. Efektívna hodnota prúdu cez kondenzátor je daná jeho reakciou a striedavým napätím na ňom teda Ic=Urms(zvlnenia)/Xc. Neznáma je Xc=1/(2*pi*f*C). Priebeh zvlnenia je taktiež nelineárny a matematicky ho popísať nie je jednoduché. Preto si pomôžeme aproximáciu pre signál ktorý sa danému najviac podobá a to je sinusový priebeh. V skutočnosti je Uzvlnenia trochu zošikmený sinusový tvar ale nám to veľkú chybu robiť nebude. Uef=U(zvlnenia)=(Upp/2)*0,707.

Konečne máme všetky potrebné hodnoty na to aby sme vypočítali efektívnu hodnotu sekundárneho prúdu. Isek(rms)=sqrt(Ic(rms)^2+Irz(rms)^2). Tak by sme približne vypočítali hodnou prúdu len teoreticky za predpokladu že transformátor je ideálny zdroj napätia s Ri=0 ohm. Vyšlo by nám približne Isek(rms)=2*Irz(ef). To ale samozrejme nie je celkom pravda pretože Ri=približne Rz/x a výpočet sa nám opäť komplikuje. Rôzne transformátory majú rôzne x. Celý výpočet sa dá samozrejme opäť prepočítať aj s reálnym Ri. To by bolo ale zdĺhavé. Vo všeobecnosti sa dá ale napísať že Isek(rms)=(1,6-1,8)*Irz(ef)

Aký výkon teda bude mať transformátor? Bude sa samozrejme jednať o zdanlivý výkon ale inak sa nedá. Pz=Usek(rms)*Isek(rms) + účinnosť transformátora. Aký bude činný výkon? Pč=Usek(rms)*Isek(rms_1har)*cos(Fi). Vzťah ktorý som napísal zohľadnuje výpočet pre neharmonický výkon preto sa počíta s výkonom každej harmonickej ale nakoľko napätie je sinusové počíta sa iba 1 harmonická. Fi je uhol Psi(U)k-Psi(I)k, k je harmonická. Ak by sme to vypočítali samozrejme by sme dostali výkon ako na záťaži.

Prečo teda potrebujeme 1,7x výkonnejšie trafo? No predsa pre oteplenie vinutí. A ako je definované? No predsa efektívnym prúdom ktorý má rovnaké tepelné účinky ako DC prúd a teda U*I*t = Usek(ef)*Isek(ef)*t. Z toho vyplýva že z transformátora budeme odoberať len činný výkon, ktorý bude vyžiarený na záťaži, ale vinutia transformátora budú zaťažené zdanlivým prúdom 1,7x väčším. teda aj komplexným prúdom ktorý ide cez filtračný kondenzátor.

Snáď som to napísal zrozumiteľne

SVETELEKTRO

Zaťažiteľnosť transformátora s usmerňovačom a kondenzátorom

Zaťažiteľnosť transformátora s usmerňovačom a kondenzátorom

Re: Zatazitelnost transformatora s usmernovacom a kondenzatorom

Re: Zatazitelnost transformatora s usmernovacom a kondenzatorom

Re: Zaťažiteľnosť transformátora s usmerňovačom a kondenzátorom

Re: Zatazitelnost transformatora s usmernovacom a kondenzatorom

Re: Zaťažiteľnosť transformátora s usmerňovačom a kondenzátorom

Re: Zaťažiteľnosť transformátora s usmerňovačom a kondenzátorom

Re: Zaťažiteľnosť transformátora s usmerňovačom a kondenzátorom

Re: Zaťažiteľnosť transformátora s usmerňovačom a kondenzátorom