Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Tektronix
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Obciążenie aktywne do badania mocy transformatorów

tb_ 30 Wrz 2018 15:03 1455 63
  • #31
    tb_
    Poziom 15  
    Chciałem przyjąć spadek powiedzmy 3V na uzwojeniach, mierzyć napięcie na rezystorze R7 co de facto byłoby prądem i liczyć P=U*I
  • Tektronix
  • #32
    Wojtek(KeFir)
    Poziom 41  
    A zdajesz sobie sprawę z takiego małego faktu, że podczas pomiaru nie będzie absolutnie żadnej różnicy w zachowaniu się transformatora 100 i powiedzmy 180va? Dopiero w warunkach ekstremalnych poażą się różnice w ich pracy. Pierwsza rożnica to będzie zwiększone nagrzewanie się tego słabszego. Tutaj potrzebujesz miernik temperatury podłączony do komputera. Który będzie logował wykres temperatury w funkcji obciążenia. Czas pomiaru od razu załóż 10 godzin, na krótszym nie będzie widać. Potem robisz 3-5pomiarów z różnymi obciążeniami i patrzysz jak rozkładają się krzywe temperatur.

    Przez "parametry ekstremalne" mam na myśli 300-500% przeciążnia.
  • #33
    tb_
    Poziom 15  
    Nie, nie zdawałem sobie z tego sprawy. Myślałem, że głównym czynnikiem jest przekrój rdzenia i przewodów.
  • Tektronix
  • #34
    Wojtek(KeFir)
    Poziom 41  
    Bo to prawda, ale nie zauważysz tego, to za mała różnica. Inne czynniki będą bardziej uwydatnione i ich wpływ będzie po prostu silniejszy.
  • #35
    tb_
    Poziom 15  
    Bardzo dobrze o tym wiedzieć, w takim razie pomyślę nad wykonaniem tego urządzenia na jakimś mikrokontrolerze. Martwi mnie że podczas takiego 10 godzinnego testu temperatura uszkodzi transformator i dojdzie do zwarcia cewek.

    Dodano po 3 [minuty]:

    Czy można ten pomiar wykonać wykorzystując tylko jedno obciążenie?
  • #36
    Wojtek(KeFir)
    Poziom 41  
    No właśnie o to chodzi, że masz tak ustawić prąd, aby po długim czasie ta temperatura była bezpieczna. No i to będzie twój maksymalna wartość średniego prądu (ale zawijas językowy, hehe).

    Oczywiście gdy zamierzasz stosować prostownik i filtr to musi on też być obecny podczas pomiaru. Bo on wpłynie na sprawność przeniesienia energii w rdzeniu. Inna kwestia to taka, że przydało by się mieć oscyloskop, żeby oglądać przebieg wyprostowany, czy pojemność filtra jest prawidłowo dobrana do obciążenia.
  • #37
    tb_
    Poziom 15  
    Hmm mam napisany program do badania akumulatorów (pojemności). W dość łatwy sposób można to przerobić na badanie mocy transformatorów, muszę dodać tylko pomiar temperatury. W takim razie będę nad tym myślał ale nie wiem czy kontynuując ten wątek czy zakładając nowy
  • #38
    _jta_
    Specjalista elektronik
    A jak (czym) chcesz zmierzyć temperaturę? Bo to trzeba mierzyć w środku uzwojenia...
  • #39
    Wojtek(KeFir)
    Poziom 41  
    E, myślę, że nie. Nie budujemy tutaj laboratoryjnego systemu pomiarowego. Tylko prosty układ do oceny możliwości transformatorów.
  • #40
    trymer01
    Moderator Projektowanie
    _jta_ napisał:
    A jak (czym) chcesz zmierzyć temperaturę? Bo to trzeba mierzyć w środku uzwojenia...

    I to jest prawda - warunek konieczny, aby taki pomiar miał sens.
    Wojtek(KeFir) napisał:
    E, myślę, że nie. Nie budujemy tutaj laboratoryjnego systemu pomiarowego. Tylko prosty układ do oceny możliwości transformatorów.

    A to bez sensu. To będzie żadna ocena, gdyż
    jarek_lnx napisał:
    konkretne obciążenie przy danych warunkach chłodzenia (temperatura, ruch powietrza) przekłada się na określoną temperaturę izolacji

    trymer01 napisał:
    kontrolowana powinna być temperatura najgorętszego miejsca (a nie powierzchni uzwojeń czy rdzenia)
  • #41
    Wojtek(KeFir)
    Poziom 41  
    Ja to wiem, ale weź pod uwagę co tak właściwie budujemy. Celowo należy zrezygnować z takiego rozwiązania ze względu na jego nieekonomiczność. Bo autor nie rozbierze uzwojenia, ani nie zastosuje kamery termowizyjnej. Ani nawet pirometru. Jedyne co zrobi, po podłączy czujnik za 30groszy do arduino i przyklei go do uzwojenia.
  • #42
    pikarel
    Poziom 32  
    Duża różnica temperatur wewnątrz uzwojenia, a więc w niedługim czasie też i na zewnątrz
    - świadczy o jego przeciążeniu i jest stanem krytycznym, nienormalnym, mogącym spowodować stopienie emalii i uszkodzenie transformatora.

    Przy dopuszczalnym obciążeniu temperatura wyrównuje się po upływie czasu i cały transformator ma taką samą - ale dopuszczalną dla zwykłego drutu w zwykłej emalii (DNE) - temperaturę.
    W programie sztucznego obciążenia wystarczy więc przyjąć, jakiej temperatury nie można przekroczyć w czasie badania i pomiarów, i tak ustawić sztuczne obciążenie, aby po jej przekroczeniu zmniejszyło prąd obciążenia, do uzyskania założonej, bezpiecznej temperatury.
    Moc można obliczyć z iloczynu napięcia i prądu uzwojenia.
    Oczywiście takie pomiary i obliczenia mają sens (czasowy), jeśli uzwojenie jest jedno (lub dwa, symetryczne).

    Można też wszystkie pomiary zrobić ręcznie, bez programu, z termistorem za 30 groszy podłączonym do układu termometru (choćby na Arduino) i regulowanym (z pomiarem prądu) sztucznym obciążeniem.
    Potrzeba też ciągłej obecności w trakcie pomiarów.

    Moim zdaniem jednak zawsze wiarygodne są dane transformatora od producenta, polecam gorąco wyszukiwać je w sieci.
    Wielu ludzi demontuje transformatory ze wzmacniaczy i sprzedaje je na aukcjach, a w archiwum pozostają ich zdjęcia, parametry a czasem model sprzętu, z którego został wymontowany.

    Edit:
    Mnie uczono już w przedszkolu, że cytować należy całe zdanie, nie wyrywek.
  • #43
    trymer01
    Moderator Projektowanie
    pikarel napisał:
    Przy dopuszczalnym obciążeniu temperatura wyrównuje się po upływie czasu i cały transformator ma taką samą

    To są herezje. Już w szkole podstawowej uczono mnie co to jest gradient temperatury, z czego się bierze i od czego zależy.
  • #44
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Pytanie, czy dałoby się po dźwięku poznać początek mięknięcia emalii na uzwojeniu w środku transformatora? Bo ono powinno trochę tłumić dźwięk, zwłaszcza wyższe częstotliwości - tylko jest kwestia, jak się nauczyć to słyszeć, bo jak się nie usłyszy, to się przepali transformator - to nieco kosztowna metoda nauki.
  • #45
    trymer01
    Moderator Projektowanie
    _jta_ napisał:
    czy dałoby się po dźwięku poznać początek mięknięcia emalii na uzwojeniu w środku transformatora?

    Równie dobrze można by to oceniać po zapachu smażonej izolacji. Pewnie nawet lepiej.
    I to dowodzi, że ta dyskusja zabrnęła zbyt daleko i poruszamy się w oparach - dymu z izolacji czy absurdu ?
  • #46
    Wojtek(KeFir)
    Poziom 41  
    Tak, zdecydowanie kolejny temat zniszczony przez nieumiejętność dobrania rozwiązań do możliwości i potrzeb.
  • #47
    pikarel
    Poziom 32  
    Oceny porównawczej, bez przyrządów, wręcz codziennie używamy w serwisach:
    dotykamy palcem miejsca, które określamy, czy temperatura jest normalna, podwyższona, czy już za wysoka.
    Skąd bierze się wiedza o tym, czy coś jest normalnie ciepłe, za ciepłe, za gorące?
    Z życia; dotykania takich sprawnych miejsc w przeszłości tworzy w pamięci (każdego człowieka) bazę tych temperatur.
    Serwisant z wieloletnim doświadczeniem ma taką bazę różnych temperatur;
    kiedy testował wzmacniacz audio na pełnej mocy i dotykał opuszkiem palca - poznał temperaturę rdzenia i uzwojenie transformatora.
    Wystarczy teraz taką temperaturę zmierzyć, wprowadzić do programu testera ze sztucznym obciązeniem, a nie przekraczając jej w trakcie pomiarów prądu - otrzymamy moc nominalną transformatora.

    Ten pomiar może wydawać się subiektywny, jednak dopieszczając parametry wprowadzone do programu, ustalając temperaturę, prądy i czas pomiaru - może powstać przyrząd wystarczający do celu, jaki założył sobie autor tematu.

    Kiedy karmiłem butelką swoje dzieci nie miałem termometru do pomiaru temperatury - i wszystkie to przeżyły.
    Pomiarem była kropla kaszki kapnięta na wierzch łokcia - jeśli nie była zimna lub ciepła - mogłem karmić.

    Doświadczenie życiowe ma każdy, lecz umiejętność korzystania z niego - to już dar, który nie kazdy posiada.
  • #48
    trymer01
    Moderator Projektowanie
    pikarel napisał:
    Serwisant z wieloletnim doświadczeniem ma taką bazę różnych temperatur;

    Słusznie, ale temperatur możliwych do "dotknięcia". Zresztą - wtedy są możliwe do pomierzenia, więc po co dotykać? Termometr jest bardziej obiektywny.
    Ale tu idzie o temperaturę wewnątrz uzwojenia, gdzie jest najwyższa, wyższa nawet o kilkadziesiąt stopni niż na zewnątrz. I ta różnica jest zmienna - inna jest dla TS2, inna dla TS200, jeszcze inne są różnice dla toroida/składanego z blach, różne są dla płaszczowego/rdzeniowego/jednocewkowego.
    Tak więc pomiar temp. na zewnątrz transformatora (a tym bardziej "dotykanie go") nic nie daje, gdyż nie znamy owej róznicy czyli temp. wewnątrz.
    Chyba, że ktoś lubi "dotykać" coś ciepłego... :D
    Dziwię sie tylko że elektronikom trzeba wyjaśniać podstawy fizyki.
    A co do oceny "na oko"
    pikarel napisał:
    Oceny porównawczej, bez przyrządów, wręcz codziennie używamy w serwisach

    to owszem - pisałem już w poście nr 13
    trymer01 napisał:
    ktoś doświadczony patrząc na transformator oszacuje jego moc
  • #49
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Równie dobrze można by to oceniać po zapachu smażonej izolacji. Pewnie nawet lepiej.

    No, nie całkiem - wtedy można się tylko dowiedzieć, że temperatura już jest za wysoka.
  • #50
    pikarel
    Poziom 32  
    Przeczytaj jeszcze raz:
    Cytat:
    Ten pomiar może wydawać się subiektywny, jednak dopieszczając parametry wprowadzone do programu, ustalając temperaturę, prądy i czas pomiaru - może powstać przyrząd wystarczający do celu, jaki założył sobie autor tematu.

    i o tym piszemy w temacie; ktoś ma kilka transformatorów i próbuje wykonać urządzenie, które pozwoli określić ich moc,
    on nie pisze doktoratu z gradientu temperatury wewnątrz i na zewnątrz uzwojenia transformatora.
    Zakładający chce zautomatyzować w części pomiary oraz sterowanie sztucznego obciążenia, stosując mikrokontroler.
    Przeciążony transformator - jego obudowa, uzwojenie - parzy, więc należy doprowadzić go takiej temperatury i do oprogramowania wprowadzić tę temperaturę, jako graniczną, a moc określić, jaką krótkotrwałą, możliwą do użycia w przyszłości przez np. 10 minut i w warunkach dobrego chłodzenia.
    Pomiar każdego następnego transformatora zostanie wykonany już według wprowadzonych danych i skróci pomiary do minimum.

    Tak ja widzę te pomiary; ich dokładność - mając na uwadze, że to recykling i odzysk ze złomu - nie musi być laboratoryjna, wystarczy, że określi się ich bezpieczną moc, czyli nie powodującą uszkodzenia transformatora.
  • #51
    trymer01
    Moderator Projektowanie
    pikarel napisał:
    do oprogramowania wprowadzić tę temperaturę, jako graniczną,

    Jaką temperaturę? - powierzchni zewn.? Kolega nadal nic nie rozumie.
    pikarel napisał:
    Pomiar każdego następnego transformatora zostanie wykonany już według wprowadzonych danych i skróci pomiary do minimum.

    Każdy transformator jest inny - bo nie mówimy o identycznych z tej samej serii, tylko o różnych - różne konstrukcje, różne moce, wielkości, rdzenie, nawoje. I w każdym (? - na pewno w tych, które różnią się mocą, wielkością, konstrukcją) ta różnica temperatur wnętrze/powierzchnia będzie inna.
    Niechże kolega poczyta o cieple zamiast raczyć nas niewydarzonymi teoriami, które przeczą prawom fizyki. Co to jest ciepło, dlaczego przepływa i z jakiego ośrodka do jakiego, i czym te ośrodki się różnią - co jest motorem napędowym przepływu ciepła.
    A wiara w
    pikarel napisał:
    mikrokontroler

    i jego program to często spotykany mit o potędze uC.
    A przecież tak naprawdę kontroler nie jest mądrzejszy od śrubokręta którym skręcano obudowę w której jest zamknięty. Jest on tylko tak mądry jak jego programista - a skąd ten programista ma znać dane dotyczące wszystkich transformatorów na świecie? No dobrze - pewnie wystarczyłyby dane kilku różnej konstrukcji transformatorów, i o różnych mocach - pewnie kilkadziesiąt typ/moc.

    Dodano po 5 [minuty]:

    Czego to ludzie nie wymyślą - bo byłby to wyjątkowo skomplikowany sposób określania mocy.
    No cóż - jednemu do zaświecenia LED-a wystarczy opornik, drugi potrzebuje uC. Różnica podobna, bo tutaj: uC, pomiar temperatur, baza danych, obciążenie aktywne... a wystarczy pomierzyć napięcia i średnice drutów.
  • #52
    pikarel
    Poziom 32  
    Transformator audio dużej mocy wymontowany z zachodniego sprzętu często ma wyprowadzenia wykonane linką (przylutowaną do drutu nawojowego wewnątrz, pod folią izolacyjną, np. Pioneer).
    Pomierz sobie...

    Poza tym; to, co napisałem o sposobach i metodach - nie piszę do Ciebie, piszę to do autora wątku, a jeśli coś Ci nie odpowiada - trudno, ale to już Twój problem, możesz nie czytać, możesz nie pisać, możesz nie wchodzić do wątku - nie ma przymusu, jeśli ten temat tak mocno Cię irytuje.
    Czy ktoś użyje śrubokręta, czy procesora - to też zależy tylko tego, kto tych narzędzi będzie używał i przyjmij do wiadomości, że to nie jest Twój kłopot.

    Tyle ode mnie, Ty pisz dalej, skoro musisz.
  • #53
    trymer01
    Moderator Projektowanie
    pikarel napisał:
    Pomierz sobie...

    Oczywiście, że pomierzę - odwinę folię i ... voile. I jest to nadal znacznie szybszy, prostszy i tańszy sposób. A co najważniejsze - dokładniejszy.
    pikarel napisał:
    możesz nie wchodzić do wątku - nie ma przymusu, jeśli ten temat tak mocno Cię irytuje.

    Ale to kolega się irytuje, niepotrzebnie. Zamiast się irytować, pisać osobiste wątki - j.w, oraz wymyślać nowe teorie fizyczne (o jednakowej temp w całym transformatorze) - trzeba czytać. To skutecznie leczy z takich pomysłów i zapobiega irytacji.
  • #54
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Czyli spadek napięcia pod obciążeniem o 3V ma oznaczać, że nie jest przeciążony? Dla transformatora dużej mocy (kilkaset W) nie powinien być większy, niż około 5% - dla napięcia około 60V to by pasowało, dla niższego nie. A pomiar temperatury - czym? Wsadzisz termometr w środek uzwojenia, wciśniesz między druty? Poza tym, spadek napięcia można wykryć od razu, temperatura przy normalnym obciążeniu będzie powoli rosnąć przez kilka godzin (przy przeciążeniu szybciej).
  • #55
    Wojtek(KeFir)
    Poziom 41  
    Bo to nie wartość spadku napięcia trzeba mierzyć, a jego gradient w funkcji obciążenia. W momencie gdy linia wykresu przestanie być linią prostą będzie moim zdaniem limitem mozliwości transformatora. No, albo gdy pokaże się wyraźne przegięcie. No alebto też trzeba wiedzieć fo jakiego rodzaju obciążenia.

    Bo analiza jakichkolwiek wyników, jakichkolwiek pomiarów wymaga wiedzy i doświadczenia.
  • #56
    _jta_
    Specjalista elektronik
    W momencie gdy linia wykresu przestanie być linią prostą będzie moim zdaniem limitem mozliwości transformatora.

    To wypada mi stwierdzić, że twoje zdanie rozmija się z rzeczywistością. Punktu przegięcia w sensie matematycznym (przejścia drugiej pochodnej przez zero) raczej nie znajdziesz w zakresie sensownego obciążenia - najpierw napięcie będzie malało wolniej, potem szybciej, przejście będzie płynne, i odpowiada to prądowi jałowemu uzwojenia: przy małym obciążeniu wzrost spadku napięcia ze wzrostem obciążenia jest generowany przez oporność uzwojenia wtórnego, bo w pierwotnym płynie głównie prąd jałowy, potrzebny do magnesowania rdzenia; przy dużym wzrost spadku napięcia jest generowany przez oporność obu uzwojeń, bo w pierwotnym prąd magnesowania jest mały w porównaniu do prądu potrzebnego do uzyskania prądu na obciążeniu.

    Prąd jałowy bywa bardzo różny - w transformatorach 2VA spotykałem zarówno kilka mA, jak i parędziesiąt mA (a to drugie już oznacza, że moc bierna prądu magnesowania znacznie przekracza moc, jaką transformator może przekazać, bo 25mA*220V=5.5VA); w transformatorach o mocy kilkuset VA ten prąd może być od około 50mA do około 200mA - co odpowiada mocy od kilkunastu do kilkudziesięciu VA, to stanowi kilka, czasem kilkanaście % mocy przekazywanej. Stosując twoją metodę można by uznać, że np. transformator 2VA ma moc 5VA, a transformator 300VA - moc 25VA.

    Pewnie twoja metoda by się sprawdziła dla transformatora spawalniczego, w którym poprzez dużą indukcyjność rozproszenia uzyskuje się duże napięcie przy małym i średnim obciążeniu, a potem szybki spadek napięcia przy wzroście obciążenia. Ale transformatory do sprzętu audio zachowują się zupełnie inaczej.
  • #57
    aksakal
    Specjalista - urządzenia lampowe
    Temperatura najbardziej nagrzanego punktu uzwojenia w większości wypadków standardami na transformator nie normuje się.(Temperaturę najbardziej nagrzanego punktu normuje standard USA ). Dla wymiaru temperatury uzwojen transformatora można skorystać się metodą wymiaru różnicy oporu.Wiadomo, że opór metalu liniowo zwiększa się z zwiększeniem temperatury. Współczynnik dla miedzi = 0.004 Om/1stC. Wystarczy wymierzyć temperaturę mieszkania ( dla przykładu - 20stC ) i opór uzwojenia przy tej temperaturze ( dla przykładu - 10 Om ) . Włączamy transformator z obciążeniem do sieci i przez pewien czas mierzymy opór uzwojenia ( dla przykładu - 12Om ) Zwiększenie oporu złożyło 20 odsetków czy 0.2 razu. Dzielimy 0.2/0.004 = 50 stopniów. Temperatura wezbrała na 50 stopniów i składa 50+20 = 70st.
  • #58
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Można, i wtedy proponuję przyjąć, że gdy przez bardo długi czas średnia temperatura uzwojenia wzrasta o 50°C (albo oporność uzwojenia o 20%), to obciążenie jest maksymalnym dopuszczalnym. Lepszym pomysłem byłoby policzenie rozkładu temperatury np. dla jednorodnego nagrzewania jednorodnego materiału i określenie, jaki jest stosunek maksymalnego przyrostu temperatury do średniego, ale to sporo obliczeń i sporo założeń co do kształtu uzwojeń.

    Z tego może wynikać taka metoda pomiaru: włączamy obciążenie i np. co minutę mierzymy oporność uzwojeń, jeśli jest o 20% większa, niż była przed włączeniem, to wyłączamy obciążenie i czekamy, aż uzwojenia trochę ostygną, mierząc przy tym, przez jaką część czasu obciążenie było włączone. Jeśli np. przez 50% czasu, to za dopuszczalne obciążenie przyjmujemy 71% (=√50%) tego, z jakim robiliśmy test. Jeśli oporność uzwojeń przez 12 godzin nie osiągnie 120% tej, jaka była przed włączeniem, to można obciążyć bardziej - powiedzmy, że przyrost oporności był 10%, wtedy można zwiększyć obciążenie o 41% (żeby uzyskać 2X większy przyrost temperatury).

    Pytanie, jak mierzyć oporność uzwojeń - można wykorzystać fakt, że powoduje ona zmniejszenie napięcia przy obciążeniu - czyli jeśli bezpośrednio po włączeniu napięcie zmalało pod obciążeniem o 4.0%, a po jakimś czasie o 4.8%, to uzwojenia są nagrzane do maksymalnej temperatury i należy odłączyć obciążenie.

    Można, żeby pomiary nie trwały bardzo długo, rejestrować zmiany oporności w czasie i próbować ekstrapolować wyniki w przyszłość, dopasowując eksponencjalny zanik szybkości zmian, zamiast czekać, aż przestaną się zmieniać.
  • #59
    Wojtek(KeFir)
    Poziom 41  
    _jta_ napisał:
    W momencie gdy linia wykresu przestanie być linią prostą będzie moim zdaniem limitem mozliwości transformatora.

    To wypada mi stwierdzić, że twoje zdanie rozmija się z rzeczywistością. Punktu przegięcia w ....


    W sensie matematycznym to ja się nie znam :). Poruszam się w granicy rachunku wektorowego, w pochodne nie wchodzę. Miałem na myśli wizualne odgięcie które opisałeś. Oczywiście transformator spawalniczy będzie miał te cechy najbardziej uwydatniowe. No ale pojawią się one mocniej lub słabiej w każdym transformatorze. No ale jak mamy procesor, data-logger, no to można szukać igły... .
  • #60
    trymer01
    Moderator Projektowanie
    aksakal napisał:
    Temperatura wezbrała na 50 stopniów i składa 50+20 = 70st.

    Ale to jest średnia z temperatur całego uzwojenia - najgorętszego miejsca, przez lepiej chłodzone bliżej powierzchni aż do najchłodniejszych partii uzwojenia na wierzchu.
    To jest żadna informacja, zrozumcie to.