TRANSFORMATOR 1000W pe 8cmp sectiune miez

[vera]

In 436 pagini am rezolvat transformatoarele clasice. La pagina 437, am trecut (cam tarziu) la transformatoarele/motoarele supraconductoare. Suntem o forta. Vestul trebuie sa ia lumina de la noi.

Oare de ce, dupa aprox. 50 ani, supraconductibilitatea nu este utilizata la scara larga?

Probabil ca in momentul de fata nu este rentabil, mai sunt unele probleme de rezolvat, etc.

Transformatorul (1000MVA) cat o cutie de pantofi mai are de asteptat, pana la pagina 460.

 

[Mircea]

Solutia japoneza a trenului pe electromagneti supraconductori este pe principiul motorului liniar. 

 

Adica bobina e racita doar pe durata interactiunii cu electromagnetul din vagon. Deci racirea e temporara si succesiva de la o bobina la alta. Samd. 

 

Energia e nucleara...

[mama]

17 minutes ago, mama said:

În mod sigur da, ținând cont de faptul că în gama de temperaturi normale ale mediului ambiant un gaz poate fi lichefiat doar comprimându-l la niște presiuni imense și tinându-l în recipiente ce pot suporta aceste presiuni, sau răcindu-l la o temperatură sub cea de lichefiere, ambele variante fiind extrem de costisitoare.

Uitai să specific ca azotul lichefiat prin prima metodă, a presiunii, n-ar fi de niciun folos în acest caz. Nu are temperatura.

[franzm]

La temperatura normala (sa zicem 20°C), azotul, spre deosebire de "codoi", nu poate fi lichefiat prin comprimare.

Acum 3 ore, sesebe a spus:

..... Oare dece nu se folosesc transformatoare cit o cutie de pantofi scufundate în azot lichid ca să alimenteze un intreg cartier? Ar fi mai ieftin asa.

Cu sau fara miez?

BTW, puteti sa ne explicati afirmatiile facuta relativ la cele doua tipuri de transformatoare pe care le-ati mentionat?

Editat Iunie 29, 2020 de franzm

[Vizitator]

Acum 9 ore, flomar60 a spus:

Era absolut normal sa calculez nr de spire functie de sectiunea aleasa! Daca nu faceam asta,curentul de mers in gol ajungea cu valorile in balarii! Geometria speciala a miezului a permis,insa, cresterea suprafetei ferestrei de bobinaj,lucru care a permis cresterea diametrului conductorului de bobinaj, cu efecte benefice asupra scaderii rezistentei interne a respectivelor bobine si ,pe cale de consecinta , asupra pierderilor in cupru la curentii nominali....

Despre volumul miezului si cat conteaza aceasta marime in performantele electrice ale trafului....eu nu am gasit nimic teoretic despre acest lucru dar nici nu am cautat in mod special! 

.....dar, dupa parerea mea, la aceasta constructie volumul mare al miezului imbunatateste semnificativ racirea generala a trafului....aceasta ar putea fi cea mai importanta consecinta a volumului crescut al miezului...

Apropo de constructii atipice-am alte 2 variante de trafuri ”atipice” care au sectiune mult mai mica decat S patrat fata de puterea obtinuta....

1  https://www.elforum.info/topic/126597-un-transformator-neobisnuit-experiment/#comments

2 https://www.elforum.info/topic/107998-un-transformator-extraplat/

Traful din acest topic si trafurile din link-uri exista si sunt functionale....se pot face oricand teste pe oricare dintre ele....

Legat de volumul miezului si racirea trafului....

Dau un exemplu rapid...avem un cub cu latura de 1cm, volumul total va fi 1cm cub si aria exterioara, avand 6 fetze, va fi 6cm patrati. Al doilea cub are latura de 2cm, volumul de 8cm cubi si aria totala de 24cm patrati. La cubul mare fiecarui cm cub din volum ii corespund 3cm patrati suprafata de racire, pe cand la cel mic 6cm patrati pe unitatea de volum. In concluzie cu cat aria de racire per unitatea de volum este mai mare cu atat racirea este mai buna. Asta explica de ce la transformatoarele mici se pot alege densitati de curent mari si odata cu cresterea dimensiunilor trafurilor acestea scad.

poza o gasiti aici:

http://www.jogis-roehrenbude.de/Transformator.htm

Se observa ca la densitatile de curent pentru bobinajele dispuse la interior (stromdichte innen) sunt mai mici decat cele pentru bobinajele dispuse la exterior (stromdichte außen) si odata cu cresterea sectiunii miezului scad. De exemplu pentru un traf de 100VA, j=2,5A/mm² iar la 460VA scade la j=1,4A/mm². Aceste valori sunt recomandate de producatorii de miezuri pentru  a nu se depasi temperatura de lucru a trafului si orice proiectant de transformatoare tine cont de ele. Nu sunt valori puse din burta ci dupa o serie lunga de teste in conditii de laborator facute de oameni cu pregatire in domeniul asta.

Maine cred ca ajung la ''cabinet'' si ma uit prin documentatie sa gasesc ceva mai usor de inteles legat de volumul miezului si relatiile de calcul. Din cate imi aduc aminte este un parametru numit MPL (magnetic path lenght) si functie de geometria miezului intra in calculul inductantei si implicit in determinarea B, H, µ. Pentru cine nu stie...transformatorul cu miez de fier este cel mai neliniar element de circuit si greu de stapanit, si asta pentru ca proprietatile miezului variaza cu frecventa, inductia, H....etc. Chiar daca pentru unii un transformator de retea pare un obiect banal, in realitate este ceva foarte complex. Spun astea dupa ce am studiat destul de multa documentatie despre transformatoare si am verificat practic prin masuratori ce zice teoria.

Uite ceva rapid gasit despre volumul miezului si influentza lui

https://books.google.de/books?id=djhdDwAAQBAJ&pg=PA292&lpg=PA292&dq=transformer+core+volume&source=bl&ots=z1gGpRpnva&sig=ACfU3U1cIpsHawlUOg_Zs-Dbwef2BRaSxQ&hl=de&sa=X&ved=2ahUKEwi-ke7jjKjqAhULLewKHbGsB0Q4ChDoATACegQICxAB#v=onepage&q=transformer core volume&f=false

[Vizitator]

Acum 7 ore, sesebe a spus:

Principial sint (cel puțin) 2 tipuri de transformatoare (din punctul acesta de vedere) :

- cu bobinele (primar și secundar) suprapuse pe același coloana, și unde miezul are doar rolul de a tine gurupade și a concentra liniile de cimp. La un transformator de genul acesta secțiunea miezului are o importanta mica în limitarea puterii. Chiar și fără miez cele doua bobine tot vor funcționa ca un transformator.

- cu bobinele (primar și secundar) pe coloane separate. La acest tip de transformator puterea transferata va depinde mult de secțiunea miezului. 

V-ați luat la contradicții pe topicul acesta pe niște afirmații care nu sint universal valabile ci doar in cazuri particulare. 

Dacă ar fi sa urmez ideile de aici din topic, atunci un traf cu secțiunea de 10cm^2 scufundat în azot lichid (pierderile în Cu scad pina la zero aproape fiindcă devine supraconductor) poate alimenta un cartier întreg. Oare dece nu se folosesc transformatoare cit o cutie de pantofi scufundate în azot lichid ca să alimenteze un intreg cartier? Ar fi mai ieftin asa. 

 

@sesebe, ma faci sa-mi schimb impresia despre tine...cum poti sa afirmi asta ? Voi chiar nu ati citit nici o carte despre proiectarea transformatoarelor?

[Mircea]

Am mai postat, mai postez:

 

 

 

 

 

[Marian]

Topicul asta este despre cum sa bagi capul in nisip si sa negi evidentul dovedit si documentat.

Adica ni se prezinta cu lux de detalii exemple de transformatoare construite deja, din care s-au tras fara probleme cu ordine de marime peste ce zice S^2, si totusi noi cautam explicatii fantasmagorice sau pur si simplu spunem "asa ceva nu exista", pentru ca daca noi n-am facut asa ceva atunci asa ceva in mod clar nu exista.

Pe acelssi principiu se bazeaza inconstientii care tot sustin ca nu exista coronavirus ( ma abtin cu greu sa le zic altfel ), ei n-au avut pe nimeni bolnav deci sigur nu exista asa ceva!

Noi Romanii suntem experti in negarea evidentului...

[sesebe]

Acum 3 ore, der_doktor a spus:

@sesebe, ma faci sa-mi schimb impresia despre tine...cum poti sa afirmi asta ? Voi chiar nu ati citit nici o carte despre proiectarea transformatoarelor?

Și eu despre tine vazind afirmația ta de mai sus.

Cărțile au fost scrise pornind de la niște legi fizice și dezvoltindu-le pt unele cazuri particulare. Pornind de la aceleași legi fizice se pot demonstra și afirmațiile mele. 

Transformatoare fără miez exista și sint folosite foarte intens la frecvente foarte ridicate unde miezurile au pierderi mari. La fel exista și transformatoare cu bobinele primar și secundar pe coloane separate. 

Editat Iunie 30, 2020 de sesebe

[vera]

Daca-mi aduc bine aminte, un italian a facut un traf de iesire fara miez (transfer liniar). Era cat roata carului, utiliza cateva kg. de sarma si scotea cativa W.

Acum multi ani, am facut un experiment, cu 2 bobine demagnetizare de TV color (s-ar putea sa mai existe ceva despre el in cele 436 pag.). Injectam cateva zeci de VA in prima (primar) si obtineam o fractiune de VA in cealalta (secundar).

Deci nu este nevoie de miez.

Daca dorim randament mare, avem nevoie de miez. Cu cat miezul este mai bun (nu-s nebuni cei care studiaza si descopera tot felul de aliaje pt. miezuri magnetice), calculul mai exact, etc. obtinem un randament mai mare.

Nemtii nu concep un transformator de retea facut cu miez din tabla neagra, cu sarma izolata cu "toale", care sa bazaie si sa dea caldura ca o soba, de nu poti sta la un metru de el. Ei au totul pus la punct. Puterea X se poate transfera cu randament max. pe un miez format din tola Y si sectiunea Z. Tot pt. randament max. calculeaza J functie de pozitia bobinei pe carcasa.

Asa ca are dreptate @der_doktor, cand afirma ca nemtii s-ar putea sa ne considere nebuni, cand afirmam ca nu conteaza randamentul obtinut (adica sectiunea miezului, calitatea lui, a sarmei, etc).

Nu inteleg de ce se fac afirmatii fara acoperire (legate de miez), cand in literatura de specialitate de la noi, a aparut calculul transformatorului in mai multe variante-electrotehnic, economic, greutate minima, etc.

Sper ca am impacat si capra si varza

 

Editat Iunie 30, 2020 de vera

[franzm]

Acum 4 ore, Thunderer a spus:

Am mai postat, mai postez:

 

 

 

 

 

 

 

 

Si uite-asa, încetul cu încetul, devine legal si pistolul Radioprogres (100VA din 6 cm²).

Ne dezvaluiti, va rog, titlul si autorul lucrarii? (Îmi pare cunoscuta, si ... cam atât.) Se gaseste în format electronic?

Multam.

Editat Iunie 30, 2020 de franzm

[BRANCA]

 Prin definitie tehnica/lingvistica  transformatorul este o constructie "cu miez".Ca se utilizeaza in HF asa zisele transformatoare "air core" este o alta poveste.

 Noi calculam mai exact sau mai putin exact in baza formulelor existente.Sunt convins,data find complexitatea calculelor pentru optimizare,ca sunt softuri specializate,dedicate,la firme.

 Nu ne apucam de reinventat roata...Va dau un singur exemplu,asa aiurea.Un traf de 10w.Poti sa-l faci pe o multitudine de forme de miez.Daca am alege E+I l-am putea face pe n marimi.Adica si pe o tola lata de 1-2 cm si pe una de..4 cm!Evident cu grosimi pachete diferite.Cum ai alege daca n-ai avea nicio experienta/date anterioare?

 In spatele trafurilor sunt zeci de ani de cercetare si optimizare...Si tot ne trag chinezii tzeapa cu trafuri calculate la minim!Cred ca le calculeaza sa nu crape din prima!...

 Traful Radioprogres e un exemplu de "stors" putere la max.Da cu functionare limitata pe reprize,ca altfel ia foc.

[Vizitator]

Acum 5 ore, Marian a spus:

Topicul asta este despre cum sa bagi capul in nisip si sa negi evidentul dovedit si documentat.

Adica ni se prezinta cu lux de detalii exemple de transformatoare construite deja, din care s-au tras fara probleme cu ordine de marime peste ce zice S^2, si totusi noi cautam explicatii fantasmagorice sau pur si simplu spunem "asa ceva nu exista", pentru ca daca noi n-am facut asa ceva atunci asa ceva in mod clar nu exista.

Pe acelssi principiu se bazeaza inconstientii care tot sustin ca nu exista coronavirus ( ma abtin cu greu sa le zic altfel ), ei n-au avut pe nimeni bolnav deci sigur nu exista asa ceva!

Noi Romanii suntem experti in negarea evidentului...

@Marian , esti paralel cu trafurile, clar! Mai, omule, s-au scris in astia 150 ani, de cand s-au inventat transformatoarele mii de carti de proiectare, design si constructie, iar tu n-ai citit nici macar una.

Transformatorul asta, de 1000W(?), nu a fost calculat si nici masurat cum trebuie, am sa demonstrez asta pe parcurs. Faptul ca functioneaza nu e de mirare, pe orice miez poti bobina , la plezneala, un numar de spire si il corectezi eventual, ca sa tina la 230Vac. Dar asta nu inseamna ca ai scos din miezul ala tot ce trebuie. In plus, masuratorile inductantei primare ale unui traf cu miez de fier, nu se fac asa, sunt total eronate. Masuratorile curentilor si tensiunilor trebuie monitorizate cu osciloscopul, cand forma de unda nu mai este sinus, valoarea RMS aratata de multimetrele alea, nu mai este reala.

Am pus niste documente aici legate de influenta volumului miezului asupra puterii trafului...nu le-a citit nimeni, sunt convins ca e grea engleza. Trebuia sa le pun in germana , ca sigur nu interesa pe nimeni.

 

@sesebe, ai zis asa:

- cu bobinele (primar și secundar) suprapuse pe același coloana, și unde miezul are doar rolul de a tine gurupade și a concentra liniile de cimp. La un transformator de genul acesta secțiunea miezului are o importanta mica în limitarea puterii. Chiar și fără miez cele doua bobine tot vor funcționa ca un transformator.

Deci, aici vorbim de traf de retea, de 50Hz...unde fara miez nu o sa ai niciodata o inductanta mare a primarului si implicit un XL si in final un Z. In ac legea lui Ohm se scrie I=U/Z=U/sqrt(R²+XL²). Omit faptul ca ai zis, miezul are doar rolul de a tine gurupade și a concentra liniile de cimp, ai vrut sa zici ''bobina''.Cand e vorba de frecvente joase, adica 50Hz, fara miez nu scoti nimic din traful ala. Stii bine ca la trafurile audio ca sa scoti un 20Hz -0dB 25W ajungi sa folosesti un miez care la 50Hz are de 5 ori mai mult, adica 120w.

 

Mai pun o data poza cu volumul functie de putere:

[Marian]

Nu stiu care dintre noi 2 este paralel atunci cand tot amintesti inductanta in contextul unui transformator... 2 chestii total paralele.

[UDAR]

Nu doream să mai intervin pe subiect dar văd că se insistă pe dependența puterii de volum și am două comentarii de făcut la citatul prezentat :

- se introduce un  factor de proporționalitate α între curentul de megnetizare și curentul de sarcină nominal . Factorul respectiv ( deși corect din p.d.v. practic ) este introdus absolut empiric, fără nicio justificare . Mai mult decât atât acel factor de proporționalitate nici măcar nu este o constantă , el poate diferi chiar la același transformator  în funcție de condițiile de lucru . 

- se calculează volumul ca fiind produsul dintre aria miezului și lungimea liniei de câmp  magnetic . Dacă vorbim de arie efectivă, lungime efectivă și volum efectiv acest lucru este riguros exact . Dacă vorbim de dimensiuni geometrice atunci  este riguros exact doar pentru transformatoare de gen toroidal ( nu neapărat ceea ce se numește clasic toroidal ci o structură închisă cu o singură ”coloana” magnetică unde aria secțiunii este constantă de-a lungul liniei de câmp ). 

Sigur, cîrcotelile mele nu schimbă cu nimic ideea din citat - puterea unui transformator poate fi pusă într-o formulă care să arate proporționalitatea cu volumul ( efectiv ) al miezului .

 

Vrea doar să spun că putem deduce multe formule care să arate ceea ce dorim .

De pildă eu nu vreau să definesc Imax = un coeficient * Imagnetizare ci Imax = Jmax * ACu unde Jmax este densitatea de curent maxim admisibilă iar ACu este aria cuprului din înfășurarea respectivă ( primară sau secundară, după caz ) . Iar ACu = alt coeficient *Aw unde Aw este fereastra de bobinaj . Iar Emax  ( mai corect Enominal dar în fine ) o scriu ca Emax = al treilea coeficient * Bmax * Ae unde Bmax și Ae sunt desigur inducția maxim admisă și secțiunea miezului . 

 

Și atunci obținem o formulă foarte elegantă și intuitivă :

 

                                              Pmax = coeficient rezultant * Ae * Bmax * Aw * Jmax .

 

Adică , ignorând coeficientul care este produsul coeficienților de mai sus ( dar toți deteminați cât de cât matematic nu aleși între 1 și 100 ), puterea maximă este dată de produsul dintre:  o constantă de material aferentă miezului * o mărime geometrică aferentă miezului * o constantă de material aferentă înfășurării * o mărime geometrică aferentă înfășurării .

Elegant, nu ?  Deci totul e să știm ce vrem să demonstrăm . 

 

PS Îmi asum utilizarea improprie a termenului ”constantă” de material în loc de proprietate , parametru sau ce altceva doriți . 

 

PPS Atât formula mea cât și cea din citat prezintă puterea maximă ce poate fi furnizată în anumite condiții și nu puterea nominală a transformatorului care, din păcate, nu este definită unitar peste tot . Pentru energetică puterea nominală este acea putere pe care transformatorul o poate furniza 24 de ore din 24 fără a se depăși temperatura maximă ( determinată de obicei de izolație ) . Pentru alte utilizări ar fi potrivite alte definiții ( unii pun condiția ca la putere respectivă tensiunea în secundar să scadă cu mai puțin de x% , etc.) 

Deci nici formula mea, nici cea din citat nu includ considerente termice  deși în continuarea citatului prezentat se vorbește despre răcire fară a se face însă vreo corelație cu formula. În paranteză fie spus răcirea este mai bună dacă suprafața expusă este mai mare, nu volumul. 

În formula pe care am dedus-o lipsește intenționat numărul de spire  N. El se simplifică între expresia tensiunii și cea a curentului . 

Editat Iunie 30, 2020 de UDAR
Precizare.