Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Regulowany transformator separacyjny - przezwajanie transformatora

LChucki 22 Apr 2019 13:19 2679 13
Tespol
  • Regulowany transformator separacyjny - przezwajanie transformatora
    Posiadałem transformator bezpieczeństwa 24V 200W postanowiłem zrobić z niego autotransforator z separacją. Uzwojenie wtórne zostało usunięte, pierwotne nawinięte ponownie pięcioma uzwojeniami: 220V 2,5V 5V 10V 20V.
    Regulowany transformator separacyjny - przezwajanie transformatora
    Nie chciało mi się nawijać ponownie pierwotnego, więc napięcia wtórne są wyższe o 10%.
    Idea regulacji napięcia jest taka, że łącząc różne uzwojenia szeregowo, na dodatkowych uzwojeniach można uzyskać napięcie od 2.5V do 37.5V z krokiem 2.5V. Zależnie od tego, czy uzwojenia te zostaną połączone z początkiem czy z końcem uzwojenia 220V napięcie z dodatkowych uzwojeń zostanie dodane lub odjęte od 220V. W ten sposób, napięcie może się zmieniać w zakresie 182,5V do 257,5V z krokiem 2,5V (w praktyce 10% więcej).
    Ręczne ustawianie jest nieco kłopotliwe, zwłaszcza "płynna" regulacja bardzo trudna dlatego uzwojenia będą przełączane przekaźnikami. Przekaźnikami będzie sterował mikrokontroler, który dokonywał będzie także pomiaru napięcia, prądu oraz pełnił funkcję prostego oscyloskopu. Na razie "ręcznie" przełącznikiem mogę zmieniać napięcie o +/- 5, 15, 35V.
    Jeśli regulacja miałby być tylko "ręczna" wtedy należy nawinąć np pięć uzwojeń po 10V każde, do umożliwi regulację +/-50V z krokiem 10V.

    Jak obliczyć liczbę zwojów i grubość drutu? Mogę dać dłuuuuuugi wykład albo plik arkusza kalkulacyjnego, który znalazłem w necie (załącznik). Jeśli jest zainteresowanie, napiszę jak obliczać moc transformatora na podstawie przekroju rdzenia oraz wymagana grubość drutu i liczbę zwojów. Wbrew pozorom jest to łatwe.

    Przy przezwajaniu, zwłaszcza sprawnego transformatora, można posiłkować się tym, jakie napięcie daje transformator. Przy odwijaniu uzwojeń należy po prostu policzyć liczbę zwojów co umożliwi obliczenie liczby zwojów na wolt. Grubość drutu jest natomiast ściśle związana z max prądem jaki może płynąc przez uzwojenie.

    Uzwojenia nie nawijałem ręcznie, dlatego widać niebyt równe ułożenie zwojów. Takie nierówne ułożenie może powodować problemy, że nie da się nawinąć tyle ile trzeba. W takiej sytuacji, albo godzimy się na to, ze napięcie będzie niższe albo nawijamy cieńszym drutem, przez co max prąd będzie niższy. Można oczywiście nawijać ręcznie albo na profesjonalnej nawijarce. Ja niestety, użyłem "profesjonalnej :-)
    Regulowany transformator separacyjny - przezwajanie transformatora Regulowany transformator separacyjny - przezwajanie transformatora
    Drut trzeba prowadzić ręcznie, więc jest jak jest. W każdym razie, nieużywana od 30 lat "nawijarka", konstrukcji mojego ojca, znów się przydała. Swego czasu pomogła co najmniej setce transformatorów. Wtedy wzory miałem w pamięci.


    Kilka rad:
    - Nie trzeba się też przejmować jak nie da się włożyć wszystkich blach, w warunkach amatorskich jest to trudne, a brak kilku czy kilkunastu blach nie zmieni zanadto parametrów.
    - Do próby transformatora, w przypadku rdzeni "E I" można nie wkładać "I" a transformator nie musi być skręcony, będzie oczywiście brzęczał, ale przy kontroli napięć w niczym to nie przeszkadza.
    - Jeśli nie mamy oryginalnych śrub albo z jakiegoś powodu chcemy je zmienić, należy użyć materiału niemagnetycznego (mosiądz, miedź).
    - Jeśli wykonujemy transformator z ekranem (np do sprzętu audio) trzeba pamiętać aby ekran nie tworzył zamkniętego zwoju.

    Cool? Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    LChucki
    Level 31  
    Offline 
    Kod z delay to nie kod, to DEMO!
    Możliwości sprzętowe uC trzeba wykorzystywać a nie \"machać\" GPIO.

    Moje publiczne projekty/współ-projekty od 1991 roku: http://er-mik.prv.pl/projekty_avt.php http://er-mik.prv.pl/projekty_edw.php

    e-mail: es2(malpa)ep.com.pl
    LChucki wrote 1944 posts with rating 358, helped 102 times. Live in city Warszawa. Been with us since 2018 year.
  • Tespol
  • Tespol
  • #3
    paluszasty
    Level 25  
    Nie jestem pewien czy autotransformator separacyjny to poprawna nazwa. Rozumiem chyba skąd pomysł na taką nazwę. Jednak dla mnie autotransformator to transformator z jednym uzwojeniem i odczepami. Tutaj mamy raczej "regulowany transformator separacyjny".
  • #4
    User removed account
    Level 1  
  • #5
    398216 Usunięty
    Level 43  
    LChucki wrote:
    Uzwojenie wtórne zostało usunięte, pierwotne nawinięte ponownie
    ...i dopiero ze schematu można się zorientować o co chodzi.
    No i - faktycznie - popraw tytuł. Ten "autotransformator " wprowadza w błąd.
  • #6
    Femen
    Level 17  
    1. Nie trzeba się też przejmować jak nie da się włożyć wszystkich blach, w warunkach amatorskich jest to trudne, a brak kilku czy kilkunastu blach nie zmieni zanadto parametrów.

    Zmieni...
    Mniej blach to zwiększony prąd biegu jałowego, mniejsza moc przenoszona przez rdzeń, mniejsze napięcie zwarcia etc.

    2. Jeśli nie mamy oryginalnych śrub albo z jakiegoś powodu chcemy je zmienić, należy użyć materiału niemagnetycznego (mosiądz, miedź).

    Nieprawda...
    śruby w transformatorach energetycznych są ze zwykłej, magnetycznej stali, są jednak odizolowane od rdzenia, żeby nie płynęły przez nie prądy powodując dodatkowe straty.


    Co do samego transformatora, czy wtórne jest nawinięte drutem o mniejszym przekroju niż pierwotne?

    W tym układzie wyłącznik powinien być raczej po stronie pierwotnej.
  • #7
    Łukasz.K
    Level 27  
    Blachy da się włożyć wszystkie i należy je włożyć wszystkie. To samo dotyczy kształtek I. W skrajnym przypadku transformator może ulec przegrzaniu jeżeli się tego nie zrobi. I będzie wzrastał prąd magnesujacy jak to napisał jeden z kolegów. Moc przenoszona nie zależy od przekroju czy wymiarów rdzenia czyli od tego ile kształtek jest włożonych a ile nie. Rdzeń jest duży po to żeby przy dużej mocy można było na nim nawinąć odpowiednią ilość zwojów drutu o odpowiednim przekroju a nie dlatego że przy mniejszym rdzeniu nie przeniesie on takiej mocy jak duży rdzeń. Gdyby można było nawinąć transformator nadprzewodnikiem mógłby on mieć znacznie mniejsze wymiary niż normalny transformator. Transformator z małym rdzeniem ma mniejszą moc gdyż drut na nim nawinięty ma większą rezystancję w wyniku ograniczonych/niekoniecznych większych wymiarów okna rdzenia przy mocy na którą był zaprojektowany, co powoduje niemożliwość przeniesienia większej mocy niż na na którą jest on zaprojektowany w wyniku termicznych i spadków napięciowych U=I*R ograniczeń. Autortransformator nie pełni funkcji separującej lecz regulacyjną dlatego że jego uzwojenia nie są od siebie odizolowane. To co kolega buduje to jest raczej transformator separacyjny z regulacją napięcia po stronie wtórnej.

    Moderated By _lazor_:

    Moc przenoszona przez transformator oczywiście że zależy od jego parametrów geometrycznych.

  • #8
    Femen
    Level 17  
    Jeśli wielkość rdzenia nie wpływa na wielkość przenoszonej mocy (zakładam f=50hz) to jak wyjaśnić, że transformator bez rdzenia-czyli skrajny przypadek mocy przenosi niewiele...
    Są w dostępne empiryczne wzory umożliwiające policzenie mocy w oparciu o przekrój poprzeczny rdzenia.
    Gdyby chodziło tylko o ilość drutu to stanowi przeszkodę aby uzyskać trafa oparte na jednej blaszce?
    Spadki napięć na zaciskach transformatora nie liczy się jako R*I.
    Nie znając parametrów uzwojenia pierwotnego i wtórnego, sprzeżenia magnetycznego, czy innych parametrów będzie Ci ciężko policzyć spadek napięcia.
  • #9
    Łukasz.K
    Level 27  
    Transformator powietrzny nie przenosi dużej mocy dlatego że sprzężenie między jego zwojami jest niewielkie w wyniku braku rdzenia. Na jednej blaszcze się nie da się dlatego że ilość zwojów byłaby zbyt duża do wytworzenia odpowiednio niskiej wartości indukcji w rdzeniu nie nasycającej go że nie zmieściła by się na tej blaszce. Pisząc że wielkość rdzenia nie ma wpływu na moc przenoszoną zakładam że wszystkie linie sił pola (strumień magnetyczny) wytwarzane w uzwojeniu pierwotnym sprzęgaja się z uzwojeniem wtórnym tak że nie istnieje indukcyjność rozproszenia. To fakt że przy mniejszym przekroju rdzenia i większej liczbie zwojów indukcyjność rozproszenia byłaby prawdopodobnie większa i spowodowałaby pewne straty w przenoszeniu mocy. Ale chodziło mi o to że moc dostarczona do rdzenia w postaci pola magnetycznego będzie przeniesiona ta sama niezależnie od przekroju tego rdzenia dlatego że prąd obciążający wytwarza strumień o tej samej wartości co strumień pierwotny przeciwnie skierowany do strumienia pierwotnego. Mniejszy rdzeń spowoduje jednak większe straty w uzwojeniu pierwotnym przy danej mocy.

    Moderated By _lazor_:

    Dlaczego przekrój kolumny ma znaczenie:
    Większy przekrój kolumny -> mniejsza ilość zwojów na wolt -> możliwość zastosowania większych przekrojów drutu.
    Zakładając że reszta parametrów jest stała (powierzchnia okna, napięcie zasilania, częstotliwość itp).

  • #10
    LChucki
    Level 31  
    paluszasty wrote:
    Nie jestem pewien czy autotransformator separacyjny to poprawna nazwa. Rozumiem chyba skąd pomysł na taką nazwę. Jednak dla mnie autotransformator to transformator z jednym uzwojeniem i odczepami. Tutaj mamy raczej "regulowany transformator separacyjny".

    Zmieniłem nazwę na regulowany transformator separacyjny

    Dodano po 2 [minuty]:

    Femen wrote:
    1. Nie trzeba się też przejmować jak nie da się włożyć wszystkich blach, w warunkach amatorskich jest to trudne, a brak kilku czy kilkunastu blach nie zmieni zanadto parametrów.

    Zmieni...
    Mniej blach to zwiększony prąd biegu jałowego, mniejsza moc przenoszona przez rdzeń, mniejsze napięcie zwarcia etc.

    Napisałem kilku a nie kilkudziesięciu. Policz na ile zmienią się parametry transformatora gdy zamiast 100 blach włożę 98.

    Dodano po 2 [minuty]:

    Femen wrote:
    2. Jeśli nie mamy oryginalnych śrub albo z jakiegoś powodu chcemy je zmienić, należy użyć materiału niemagnetycznego (mosiądz, miedź).

    Nieprawda...
    śruby w transformatorach energetycznych są ze zwykłej, magnetycznej stali, są jednak odizolowane od rdzenia, żeby nie płynęły przez nie prądy powodując dodatkowe straty.

    Życzę powodzenia w znalezieniu śrub 3mm, które będą miały odpowiednią izolację i zmieszczą się w otwory.

    Dodano po 44 [sekundy]:

    Femen wrote:
    Co do samego transformatora, czy wtórne jest nawinięte drutem o mniejszym przekroju niż pierwotne?

    Innej możliwości nie ma.

    Dodano po 9 [minuty]:

    Femen wrote:
    W tym układzie wyłącznik powinien być raczej po stronie pierwotnej.

    Nie wyłącznik a przełącznik. Proszę zobaczyć jaką funkcję realizuje co zresztą napisałem w pierwszym poście.

    Dodano po 4 [minuty]:

    Łukasz.K wrote:
    Moc przenoszona nie zależy od przekroju czy wymiarów rdzenia czyli od tego ile kształtek jest włożonych a ile nie. Rdzeń jest duży po to żeby przy dużej mocy można było na nim nawinąć odpowiednią ilość zwojów drutu o odpowiednim przekroju a nie dlatego że przy mniejszym rdzeniu nie przeniesie on takiej mocy jak duży rdzeń.

    Proszę poczytać podstawy o mocy przenoszonej o rozmiarach rdzenia.
    Proszę też uświadomić sobie po co stosuje się setki blach a nie jeden rdzeń a blach są z jednej strony izolowane. Jak rdzeń jest jeden, jak np w transformatorach trioidalnych, lub składa się z dwóch połówek w kształcie litery "U" to wykonywane są ze sproszkowanego materiału, powiedzmy milionów odizolowanych od siebie kuleczek.
  • #11
    398216 Usunięty
    Level 43  
    LChucki wrote:
    Jak rdzeń jest jeden, jak np w transformatorach trioidalnych, lub składa się z dwóch połówek w kształcie litery "U" to wykonywane są ze sproszkowanego materiału, powiedzmy milionów odizolowanych od siebie kuleczek.
    W transformatorach sieciowych?
    Chyba raczej chodziło Ci o rdzenie ferrytowe do pracy z wysoką częstotliwością. I też nie żadne "kuleczki" a po prostu sprasowany pod dużym ciśnieniem proszek. Rdzenie zwijane (czyli dwie "U" tworzące spłaszczony torus po złożeniu) są wykonywane z taśmy blachy transformatorowej zwiniętej na "kopycie", sklejonej i potem precyzyjnie rozciętej na dwie połówki. Więc co prawda rdzeń jest jeden (jak w większości transformatorów poza tymi z rdzeniem "słupowym"), ale też jest składany z blach.
  • #12
    Femen
    Level 17  
    Co do mocowania - miałem taki transformator i pamiętam, że oryginalne mocowanie ma więcej niż te 3mm...
    Poza tym istnieje tyle form izolacji, począwszy od lakierów po nawet zwykła koszulkę termokurczliwą.



    Wyłącznik ma wiele definicji.
    Według słownika PWM wyłącznik «niewielkie urządzenie do wyłączania lub włączania dopływu prądu w instalacji elektrycznej lub przy innym urządzeniu».
    Nie musisz mnie edukować odnośnie elektrotechniki.
    To co narysowałeś jest mało czytelne. Nie widziałem zdjęcia tego mitycznego "SW?".


    Co do schematu jeszcze. Po stronie wtórnej znajduje się bezpiecznik 1A.
    skoro maksymalne napięcie wynosi 257V,5V, to moc tym samym wynosi 257,5VA, po przeniesieniu na stronę wtórną wynosi 1,11A. Brak tu selektywności do bezpiecznika 1A. Brak selektywności nawet dla 230V/230V. Zakładam te same charakterystyki cz-pr.
  • #13
    ArturAVS
    Moderator of HydePark/Cars
    Już zrobiono zasilacz pracujący w o wiele szerszym zakresie napięć wyjściowych;
    https://ep.com.pl/files/4565.pdf
    Z racji zapotrzebowania na takowy, przymierzam się do budowy.
  • #14
    robokop
    Moderator of Cars
    Cóż, wątek o wartości dyskusyjnej - poziom mniej więcej mrygającego leda. Autor nawinął transformator, mimo że ani nie odróżnia transformatora od autotransformatora, w dodatku skonstruował autotransformator separacyjny. Nieźle. Uzwojenia nawinięte masowo, bez zachowania warstw- cóż, małe transformatorki w ten sposób nawijała i Zatra i Indel i wielu innych producentów.
    LChucki wrote:
    Proszę też uświadomić sobie po co stosuje się setki blach a nie jeden rdzeń a blach są z jednej strony izolowane. Jak rdzeń jest jeden, jak np w transformatorach trioidalnych, lub składa się z dwóch połówek w kształcie litery "U" to wykonywane są ze sproszkowanego materiału, powiedzmy milionów odizolowanych od siebie kuleczek.
    "Coś wiem, ale sam nie wiem co". Toroid ma rdzeń z blachy - taśma nawinięta po okręgu. Podobnie do RZC - czyli rdzeni zwijanych ciętych. Tyle że te są nawijane na "kanciaku" czyli formie o przekroju prostokąta i rozcinane na dwie połówki - dla łatwego zainstalowania cewek, nawiniętych na karkasach. Toroid wymaga innej technologii nawijania i ma większą sprawność - lepsze zapełnienie okna, uzwojenie rozłożone na całej długości rdzenia, zminimalizowanie szczeliny powietrznej. Czemu z blaszek się je robi, nie jako np. kute monolity? Ze względu na prądy wirowe.
    Femen wrote:
    2. Jeśli nie mamy oryginalnych śrub albo z jakiegoś powodu chcemy je zmienić, należy użyć materiału niemagnetycznego (mosiądz, miedź).
    Nieistotna bzdurka. W małych transformatorach, straty wynikające z zastosowania śrub stalowych i indukujących się w nich prądach będą niezmierzalne, bądź pomijalnie małe. Odizolowuje się je od rdzenia w większych transformatorach, dla zminimalizowania ryzyka utworzenia zwartego zwoju przez nie z blachami rdzenia.