Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Budowa transformatora toroidalnego

Ajatol 02 Dec 2021 14:37 3198 41
Wago
  • #31
    bachin
    Level 14  
    jarek_lnx wrote:
    To są kondensatory po stronie DC składowa zmienna prądu przez nie płynącego będzie zależna od częstotliwości i impedancji źródła - akumulatory mogą część przejąć jeśli będą blisko.

    Zgadza się, ale nie jak w DC-DC, gdzie kondensator pracuje jak zbiornik w kompresorze, czyli ciągle góra i dół z wysoką amplitudą prądu i w takt załączania klucza. W tym co chcę zrobić kondensatory będą jedynie do stabilizacji napięcia zasilania przetwornicy, ze względu na spadki napięcia spowodowane opornością ogniw oraz kabli przyłączeniowych. Tu reżim pracy jest zupełnie inny, niż w dc-dc. Można zastosować kondziory long-life i odpiąć je jedynie dodatkowo mkt 100nF i to wystarcza dla pwm do sinusa. Przez kondziory nie przechodzi całe obciążenie, jak w przypadku flya-back, czy boost i to jest zasadnicza różnica wpływająca na trwałość układu. To zresztą widać w konstrukcjach typowych fly-backów, gdzie analogiczny kondzior po mostku od strony sieci 230V jest zwykły, ale już po diodzie shottky na wtórnym musi być low-esr, bo inaczej szybko wyleci. W układzie takim jak chce zrobić obciążeniem jest trafo o dużej indukcji, więc nie ma takich prądowych szpilek jak na zwykłym fly-backu, gdzie jest kilka mikro dławik na wyjściu i dlatego nie ma takich obciążeń, co skutkuje większą trwałością.
    Konkludując, robię przetwornicę dla siebie, a nie na sprzedaż, bo inaczej zrobiłbym dokładnie i celowo jak radzisz, a celem byłaby nowa kasa po gwarancji, bo jaki normalny producent sam na siebie bat będzie kręci, w postaci dużej trwałości i niezawodności. Każdy chce zarabiać, żyć w dostatku, a w tym wypadku trwałość jest w totalnej opozycji. Ma być nowe, ma być kolorowe jak nowy windows, komórka, albo auto, bo każdy zarobi, jak gł....i klient to łyknie. Ot nie sprzedaje się przedmiotu, tylko marzenia, jak np. fotowoltaikę, gdzie ma się zwracać, a wielu zostało nabitych w butelkę. Znaczy mnie taka ściema nie bierze, bo każdą złotówkę lubię przemyśleć przed wydaniem.
  • Wago
  • #32
    jarek_lnx
    Level 43  
    A masz schemat od tej chińskiej PCB?
  • Wago
  • #33
    bachin
    Level 14  
    jarek_lnx wrote:
    A masz schemat od tej chińskiej PCB?

    Brak, jest coś na youtube.
    https://youtu.be/Tm5_o8B4WCU?t=49
    https://www.youtube.com/results?search_query=chinese+invereter+schematic\
    https://www.youtube.com/watch?v=Tm5_o8B4WCU
    https://www.youtube.com/results?search_query=sinus+inverter+EGS002+scheme
    Moja będzie na 24 mosfety.
    Znaczy schemat będzie dokładny, jak to przyjdzie i narysuje.

    PS. Znalazłem dokumentacje EGS002 ze schematem, który wiele wyjaśnia. Chyba więcej nie bardzo jest co dodawać.

    Obliczanie i wykonanie w domu:
    https://youtu.be/lyZ7nM6Fo94
    https://youtu.be/_1HlQ5Vb-ks
    https://www.youtube.com/watch?v=ayLxQ7Wt7sI
    https://youtu.be/3SY1s2w1sW4

    Nawijarka:
    https://youtu.be/46rbpPwqelY
    https://youtu.be/46rbpPwqelY
    https://youtu.be/E-FpeRf3RvQ
    tu jest fajnie wyjaśnione jak działa https://youtu.be/lcr6V2Xiw5Y
    jeszcze lepsze (dla tych co mówią, że się nie da i jest niebezpieczne)
    https://www.youtube.com/watch?v=vUCqlTJrpUY
    https://www.youtube.com/watch?v=eOq1ilQ9mqU
    https://www.youtube.com/watch?v=dW6luFKY_a0
    https://www.youtube.com/watch?v=cK_e63ntxUI - tu nawet sam blachę nawija na trafo, znaczy można
    https://www.youtube.com/watch?v=vs3ihcrDy9w - wieniec zębaty z koła zamachowego
    https://www.youtube.com/watch?v=dCYvQPHJX2E
    , gościu robi sam taką w domu, z prostych materiałów (alle czad) :-)
  • #34
    bachin
    Level 14  
    Pytanie, czym owijać toroida. Są na ali taśmy mylar, ale drogie. Kupowane trafa są owijane przeźroczystą folią. Czy to może jest folia poliestrowa?
  • #35
    żarówka rtęciowa
    Level 37  
    Witam

    Materiał izolacyjny przeznaczony dla transformatorów powinien mieć wysoką wytrzymałość na przebicie i na temperaturę wytwarzaną przez ten element. Można kupić do tego celu odpowiednią taśmę elektroizolacyjną z klejem.
  • #36
    jarek_lnx
    Level 43  
    Materiałów na izolacje transformatorów jest sporo: poliester, poliimid, PPS PEN, włókno szklane...

    Mylar to nazwa firmowa taśm poliestrowych.

    Odnośnie opłacalności, jeśli w ramach budowy transformatora, zbudujesz nawijarkę to nie będzie tani transformator, zresztą nawijanie ręczne też nie wyjdzie tanio.

    Policz ile zajmie budowa transformatora i nawijarki, ile byś zarobił przeznaczając ten czas na pracę zarobkową i jak się to ma do ceny transformatora od Chińczyka?
  • #37
    bachin
    Level 14  
    Dzięki, tanio na CN można kupić poliester i poliamid oraz mylar.
    https://www.aliexpress.com/item/1005002458808863.html?spm=a2g0o.cart.0.0.69ce3c006PF6nq&mp=1
    https://www.aliexpress.com/item/1005002708125522.html?spm=a2g0o.cart.0.0.69ce3c006PF6nq&mp=1
    https://www.aliexpress.com/item/32748399944.html?spm=a2g0o.cart.0.0.69ce3c006PF6nq&mp=1
    Ten ostatni (żółty) jest używany do traf na ferrytach 100kH, ale mechanicznie chyba najsłabszy. Jak wyliczyłem, sam rdzeń będzie mieć ponad 50kg i to mnie przeraża. Nawet nie w nawijaniu, a w przenoszeniu tego po nawinięciu. Poliester jest powszechnie stosowany do toroidów, ale poliamid będzie chyba bardziej wytrzymały mechanicznie. W trafach EI są otwory i uchwyty, a wkoło tylko można sobie zalać środek, albo zrobić podstawkę z gumy. Biorąc pod uwagę mechaniczne obciążenia dolnych zwojów z miedzi, to może być problem. Całe trafo może być z 70kg i zastanawiam się nad lepszymi blachami, o lepszej histerezie indukcji, aby wycisnąć więcej z mniejszego rdzenia. Czyli przy mniejszym rdzeniu, mniejsza waga. Kasa może taka sama, bo lepsze blachy są droższe, ale zamiast "czołgu", będzie "pralka". :-)
    Ma ktoś jakieś inny pomysły, na zmniejszenie wagi toroida 8-10kW?

    Dodano po 6 [minuty]:

    jarek_lnx wrote:

    Policz ile zajmie budowa transformatora i nawijarki, ile byś zarobił przeznaczając ten czas na pracę zarobkową i jak się to ma do ceny transformatora od Chińczyka?


    Największe trafo od chińczyka jakie znalazłem to 6kW za niecałe 2K. Teraz i tak tego nie zrobię, bo dnia brakuje, ale w wakacje może być więcej czasu. Na razie rozpoznaję temat, jaką koncepcję przyjąć. Rozważam jeszcze oddanie do nawinięcia, bo jest kilka zakładów, co to robią. Szkopuł w tym, że 10kW trafa u chińczyka nie znalazłem. Nie wiem dlaczego. Może się nie opłaca, może stwierdzili że max 6kW można z tego wycisnąć. Może są problemy techniczne, uniemożliwiające taką moc.
    Poza tym, jak zacznę takie nawijać, to może biznes z tego wyjdzie i zarobi na nawijarkę. :-) Tak że na razie się zastanawiam i analizuje. Chcę wykonać trafo jak najlepiej, aby nie wracać do tematu trafa za 10-20 lat.
  • #38
    jarek_lnx
    Level 43  
    bachin wrote:
    Ma ktoś jakieś inny pomysły, na zmniejszenie wagi toroida 8-10kW
    Impulsowy tej mocy może wyglądać mniej tak:
    Budowa transformatora toroidalnego
    rdzeń o wymiarach 70x70x32mm masa rdzenia 500g x 3szt
    Widziałem też kształtki U93 w spawarkach podobnej mocy.
  • #39
    bachin
    Level 14  
    jarek_lnx wrote:
    bachin wrote:
    Ma ktoś jakieś inny pomysły, na zmniejszenie wagi toroida 8-10kW
    Impulsowy tej mocy może wyglądać mniej tak:
    Budowa transformatora toroidalnego
    rdzeń o wymiarach 70x70x32mm masa rdzenia 500g x 3szt
    Widziałem też kształtki U93 w spawarkach podobnej mocy.


    Dzięki, ale o impulsowych już przegadaliśmy sprawę. Nie nadają się kompletnie do tego zastosowania, bo całość nie posiada wymaganej trwałości. To się doskonale nadaje do spawarki, albo kampera z dwóch tylko powodów:
    - jest lekkie i możliwie małe,
    - działać ma miesiąc, dwa w roku, więc problem trwałości jest nieistniejący.
    Dlatego w energetyce są stosowane tradycyjne transformatory, ciężkie, wielkie i nieporęczne, ale za to bezawaryjne przez dziesięciolecia.
    Taką przetwornicę kiedyś zrobię sobie do kampera (jak kupię kampera), bo do kampera jest super, a do domu będzie trafo na żelazie.
    Miałem na myśli raczej użycie lepszej jakości blach, aby mniejszy rdzeń przeniósł więcej mocy, tym bardziej że będzie to moc w impulsie (ciągła będzie połowę mniejsza). Chyba poeksperymentuje z mniejszym rdzeniem. Będzie widać jak faktycznie to wygląda. Wzory, to wzory, a praktyka często jest bardzo odmienna.
  • #40
    jarek_lnx
    Level 43  
    bachin wrote:
    Nie nadają się kompletnie do tego zastosowania, bo całość nie posiada wymaganej trwałości.
    To jaką ma trwałość? nie widziałem spalonego transformatora w zasilaczu impulsowym (paliły się półprzewodniki), a zasilaczy ze spalonym transformatorem sieciowym widziałem wiele.

    bachin wrote:
    Dlatego w energetyce są stosowane tradycyjne transformatory, ciężkie, wielkie i nieporęczne, ale za to bezawaryjne przez dziesięciolecia.

    Energoelektronika na średnie napięcia jet dostępna od niedawna, to dużo wyższy poziom trudności, wysokie ceny i nadal taka sobie niezawodność, dla transformatora SN/nn nie ma dobrej alternatywy. Energoelektronika na 230V jest dużo bardziej dopracowana i tańsza niż ta na SN.

    Jak po kilku zwarciach przelutujesz kilkadziesiąt tranzystorów, to pogadamy o niezawodności :D
    Przykładowo oglądasz TV o północy a tu nagle żarówka przepala się robiąc zwarcie, musisz iść naprawiać falownik po nocy, bo inaczej jutro nie będzie prądu.

    bachin wrote:
    Miałem na myśli raczej użycie lepszej jakości blach, aby mniejszy rdzeń przeniósł więcej mocy, tym bardziej że będzie to moc w impulsie (ciągła będzie połowę mniejsza). Chyba poeksperymentuje z mniejszym rdzeniem. Będzie widać jak faktycznie to wygląda. Wzory, to wzory, a praktyka często jest bardzo odmienna.
    Jeszcze jeden co nie rozumie zasady działania transformatora, pomysł że rdzeń "przenosi moc" uniemożliwia zrozumienie co się tak naprawdę dzieje, straty w rdzeniu zależą od indukcji, a ta od napięcia i liczby zwojów, jest niezależna od obciążenia strony wtórnej. Zmniejszyć rdzeń możesz kosztem większych strat przypadających na kg materiału rdzenia. Możesz zastosować materiał o wyższej indukcji nasycenia, ale transformatory toroidalne i tak robi się z lepszych materiałów niż "zwykłe"
  • #41
    bachin
    Level 14  
    Tak jeszcze myślę, że dobrym pomysłem może być połączenie dwóch traf w szereg. Każde będzie miało 4kW i połowę napięcia uzwojenia pierwotnego oraz wtórnego. Zmniejszy się masa pojedynczego trafa oraz obciążenie termiczne będzie na pół. Jedyny minus to większe straty, bo więcej pola magnetycznego będzie zasilać powietrze.
    Pytanie, czy ktoś robił takie próby i badania, znaczy jak to się ma do:
    - trwałości?
    - podziału mocy, czy będzie po równo?
    - "twardości" takiego zasilania w porównaniu do jednego trafa?

    Dodano po 2 [godziny] 54 [minuty]:

    jarek_lnx wrote:
    bachin wrote:
    Nie nadają się kompletnie do tego zastosowania, bo całość nie posiada wymaganej trwałości.
    To jaką ma trwałość? nie widziałem spalonego transformatora w zasilaczu impulsowym (paliły się półprzewodniki), a zasilaczy ze spalonym transformatorem sieciowym widziałem wiele.

    Było już o trwałości i nic o transformatorze. Jak ferrytowy będzie miał inną konstrukcję i będzie działać bez kondensatorów low esr, to przemyślę.
    Nie ma przetwornicy na ferrycie, która by miała trwałość kondensatorów ponad 5-10 lat, bo jak pisałem wcześniej to jest jeden z najbardziej obciążonych elementów i słaby punkt takowej. Dlatego takiej nie chcę zastosować.
    Co do liczby tranzystorów, to będzie ich więcej jak ma być step-up i falownik, dwukrotnie więcej, bo najpierw w kluczu step-up, a potem w falowniku. Wybranym rozwiązaniem eliminuje ich sporą część, bo to będzie falownik jednocześnie podwyższający napięcie na transformatorze (odpada step-up, shottka i felerne kondziory, a to bardzo dużo). Ponadto klucze toroida są przewymiarowane, co zapewni wieloletnią trwałość oraz prostotę rozwiązania. To rozwiązanie, które będzie trwalsze o rząd, albo kilka rzędów wielkości. Tego się w zasadzie nie da porównać z "prowizorką" rozwiązania dwu etapowego (step-up, a potem falownik). Jedyna i to duża wada, to problem dużego toroida, ale ten problem rozwiązuje się raz i nie wraca przez wiele lat.
    Jak pisałem wcześniej ferrytowe trafa nie stosuje się w energetyce, bo nie same trafa, a pozostała elektronika nie jest wystarczająco trwała, dlatego w energetyce je wyeliminowano. Jeżeli nawet je się stosuje, to w ograniczonym zakresie.
    Chyba jednak rozważę dwa trafa o mniejszej mocy, ze względów na montaż (waga). To może być najlepsze rozwiązanie. Nie ma kondziorów, które padną za 3 lata, nie ma diod prostowniczych shottky, a jedynie przewymiarowane fety i niezniszczalne trafo.
  • #42
    bachin
    Level 14  
    Wracając do tematu, co myślicie na temat pomysłu połączenia kilku toroidów w szereg? Jedno trafo jest sporo droższe, a rdzenie na 160cm średnicy można kupić ze złomu. Pytanie czy ktoś miał doświadczenie w łączeniu szeregowym i czy wszystkie trafa łączyć w szereg, a nie tylko uzw. pierwotne? Teoretycznie pomysł jest aby pierwotne i wtórne były w szeregu, ale pewnie rozbieżność parametrów może popsuć taki układ, choć jest to najprostsze i chyba najlepsze rozwiązanie. Bedzie więcej miejsca na uzwojenia, można dać grubszy drut, będzie lepsze chłodzenie. Przy trzech toroidach 1,5kW każdy (rdzeń 16/9cm h10cm), każde pierwotne będzie mieć 72/3=24V, wtórne 230/3=76,66V, a całość da 4,5kW. Ciekawe jak to będzie działać? Chętnie poczytam opinie osób, które coś takiego kiedyś popełniły i miały z tym problem.