Jak zaprojektować transformator impulsowy

arturavs wrote:

Zauważ jednak, że takie trafo pracuje dorywczo.

Gdyby takie spawane rdzenie występowały TYLKO w mikrofalówkach, to miałbyś 100% rację. Niestety; wiele wzmacniaczy audio ma także spawany rdzeń. Chodzi tu wyłącznie o to, że produkcja takiego transformatora trwa zdecydowanie krócej - wystarczy wsadzić pakiet "E" z drugiej "I" i zespawać co by się nie rozleciało. A że się przy okazji takie trafo bardziej grzeje? To w tym wypadku sprawa drugorzędna - niższy koszt przezwycięża zdrowy rozsądek.

Renegat_pol wrote:

Rzeczywistość lat 80.

Pudło. Znów tu w grę wchodzi koszt produkcji. Do dziś mam dwa transformatory z automatów (flipper) nawijane bez użycia karkasu (Wyprodukowane na początku lat 70'tych w USA). Mało tego - nawet nie zalane żadną żywicą czy innym lepiszczem. Po prostu na maszynie można nawinąć cewki osobno - a jak odpowiedni się napręży przy tym drut (i zabezpieczy po nawinięciu, żeby się nie rozwinął jak zwolniona sprężynka) szybciej i taniej. A brak zabezpieczenia uzwojeń (szczeliwo czy inny szelak)? Tym nikt się nie przejmował - szybciej i taniej było bez.

398216 Usunięty wrote:

Gdyby takie spawane rdzenie występowały TYLKO w mikrofalówkach, to miałbyś 100% rację. Niestety; wiele wzmacniaczy audio ma także spawany rdzeń. Chodzi tu wyłącznie o to, że produkcja takiego transformatora trwa zdecydowanie krócej - wystarczy wsadzić pakiet "E" z drugiej "I" i zespawać co by się nie rozleciało. A że się przy okazji takie trafo bardziej się
grzeje? To w tym wypadku sprawa drugorzędna - niższy koszt przezwycięża zdrowy rozsądek.

Zgadza się, jednak MOTy są zdecydowanie nie do pracy ciągłej i mają bardzo duży prąd jałowy. We wzmacniaczach ten prąd jest zdecydowanie mniejszy.

arturavs wrote:

Zgadza się, jednak.........

Dlatego napisałem o trafach w audio by wykazać, że założenie jakoby spawane rdzenie były wykorzystywane tylko w mikrofalówkach z tego względu, że pracuje w reżimie pracy przerywanej i żeby nie buczało nie jest w 100% zgodne z prawdą.

P.S. Transformatory z flipperów mają po 600VA.

398216 Usunięty wrote:

Transformatory z flipperów mają po 600VA.

Przewraca mi się gdzieś trafo bezpieczeństwa 220/380/24V 6,3kVA z lat 70-tych( ze względu na konstrukcję używane czasem jako spawarka ), gdzie też nie ma karkasu.
Uzwojenia nawinięte solidnym miedzianym płaskownikiem( oba ), i obwiązane taśmą(podejrzewam że bawełnianą). W celu usztywnienia uzwojeń na rdzeniu są powbijane kliny z rezoteksu.
Całość mocno zaimpregnowana lakierem elektroizolacyjnym.

arturavs wrote:

Uzwojenia nawinięte solidnym miedzianym płaskownikiem( oba ), i obwiązane taśmą(podejrzewam że bawełnianą). W celu usztywnienia uzwojeń na rdzeniu są powbijane kliny z rezoteksu.
Całość mocno zaimpregnowana lakierem elektroizolacyjnym.

Przynajmniej miedziany płaskownik o dużym przekroju, związanie uzwojeń taśmą i kliny... W tych moich nawet tego nie ma. Drut średnicy 2,5mm na jednym tylko uzwojeniu (jest po kilka różnych napięć i prądów) i wsunięta pod preszpan który jest na samym wierzchu uzwojeń płytka z grubszego preszpanu z konektorami do lutowania uzwojeń i przewodów wyjściowych. Jak spojrzeć z góry widać poszczególne warstwy uzwojeń i preszpanu izolacji. NICZYM NIE OSŁONIĘTE.

Nawijanie ręczne uzwojeń jest czymś wyjątkowo nie przyjemnym, zwłaszcza gdy planuje się nawijanie przeszło tysiąca zwojów drutem 0.1mm... Dlatego postanowiłem zrobić sobie mini stanowisko do nawijania z napinaczem

W przyszłym roku będzie trochę tematów z już praktycznymi transformatorami wysokiego napięcia, ale na bazie powyższych obliczeń. Zobaczymy w jakim stopniu praktyka i teoria będą się ze sobą zgadzały

_lazor_ wrote:

postanowiłem zrobić sobie mini stanowisko do nawijania z napinaczem

Pięknie. Brakuje tylko automatycznego prowadzenie drutu z regulacją posuwu W amatorskim zastosowaniu jest to jednak nie konieczne.

Powyższe obliczenia wykorzystałem do zaprojektowania transformatora wysokiego napięcia:



Z wykorzystaniem sterownika napisanego na stm32f334 udało mi się go odpalić w rezonansie szeregowym wykorzystując zmorę transformatorów wysokiego napięcia - pojemność między zwojami uzwojenia wtórnego.
Działa on jako źródło prądowe czyli gdy nie ma obciążenia to pracuje w zwarciu.

To może napiszesz coś więcej o tej przetwornicy bo temat interesujący.

Zamierzam zrobić naprawdę obszerny artykuł o tej konstrukcji, ale tak na krótko mogę to opisać.

Kiedyś zakupiłem książkę "Układy rezonansowe w energoelektronice" Tadeusz Citko, Henryk Tunia, Bolesław Winiarski. Książka mocno teoretyczna, ale tego mi trzeba było - uproszczone modele matematyczne.
Jest tam opis konstrukcji "Falowniki szeregowe z odbiornikiem włączonym równolegle do kondensatora", która to konstrukcja w świecie jest zwana LCC i jest źródłem prądowym.

Zasilana z 30V, ale jako że to half bridge to na sam obwód rezonansowy idzie 15V, przekładnia transformatora to 14:850, co i tak nie daje dużego napięcia przy takiej przekładni. Dzięki temu, że układ pracuje w rezonansie w kondensatorze gromadzi się energia bierna, co powoduje podniesienie napięcia na tym kondensatorze, a ja uznałem że kondensatorem będzie... uzwojenie wtórne. Działa to bardzo dobrze, chociaż nie będzie to konstrukcja o kosmicznej sprawności, ale za to można się w pewnym stopniu pozbyć problemu pojemności na stronie wtórnej.

W prostym modelu działa to tak:
http://tinyurl.com/wq2s7d2

Jak dobrać przekrój przewodów? Są jakies wzory na to?

Witam

Przekrój przewodu zależy od gęstości prądu, a ta zależy od temperatury pracy, warunków chłodzenia, itp.

Trzeba policzyć rezystancję takiego przewodu, założyć jaki będzie płynął prąd skuteczny przez to uzwojenie i policzyć moc strat. I teraz najtrudniejsze, policzyć przewodność termiczną izolacji (łącznie izolacja na drucie oraz izolację taśm). To już wymaga wiedzy na temat materiałów i może być problematyczne... Można też założyć dość niską gęstość prądu, na poziomie 2-3A/mm^2 i mieć trochę nadzieję że będzie to dobra wartość.

@_lazor_ A w przetwornicy o mocy kilku - kilkunastu watów nie uważasz, że można założyć że 3 A/mm2 będzie wystarczające? Na polecanej wiele razy na tym forum stronce zaleca się 2-3 A/mm2 , a w ogóle 1-5A/mm2.

@mechatron97 W sieci możesz znaleźć sporo materiałów, które przybliżają jak policzyć rezystancję termiczną i na jej bazie policzyć grubość przewodu, ale tak jak pisaliśmy wcześniej, nie jest to trywialne i wymaga posiadania trochę wiedzy z termodynamiki. Przykładowy materiał:
https://www.ti.com/lit/ml/slup126/slup126.pdf