Пренавиване на трансформатор (разширена 3)

Кинескопи, репродуктори, платове, фурнир, кабели, лампи и пр.

Пренавиване на трансформатор (разширена 3)

от peppone1 » Съб Юли 27, 2013 11:36 pm

Здравейте, основният проблем при пренавиване трансформатор е изчисляването на диаметъра на жицата, като някъде дават плътността на тока 2A кв.мм., другаде 3A, а така непълно се използва мощността на магнитопровода и част от макарата да остане празна или пък намотките да не се поберат. Затова диаметъра може да се изчисли по размерите на прозореца на макарата. Броя на навивките за 1V ги изчисляваме по опростената формула 45:Sя=навивки/1V, където Sя е сечението на ядрото в кв.см. После определяме височината на намотката до средата на прозореца и я делим на приблизителния диаметър на жицата и намираме броя на слоевете, после делим дължината на диаметъра и намираме навивките на 1 слой и ги умножаваме по броя на слоевете и получаваме общия брой навивки. Ако навивките са повече от изчислените, избираме по-дебела жица и повтаряме изчислението, докато се съберат. Това е диаметъра с изолацията, а при новите стандарти тя е двойна. За да измерим реалния диаметър, оголваме жицата с ножче и навиваме плътно 10 навивки върху молив. С линийка измерваме дължината на слоя и делим на навивките. Измерването е по-точно с повече навивки. Забележка: Не оголвайте проводника с изгаряне, тъй като изтънява и измерването ще е грешно, дори се засича с обикновен шублер. Вторичната намотка изчисляваме по същия начин, до запълване на другата половина от прозореца.
Забележка: Важно е да се знае, че не е правилно да се извеждат допълнителни напрежения от намотките, тъй като при по-ниско напрежение токът се увеличава, следователно трябва и по-дебела жица. Ако ни трябва 110V, се навиват 2 намотки по 110V с диаметър изчислен за 220V и се свързват паралелно или последователно за 220V. Ако ни трябва 127V навиваме една намотка с дебела жица за ток изчислен при 127V, но сметнат с 50% по-малко от общата мощност и една намотка на 93V за ток, изчислен при 220V, отново за 50% от мощността и свързваме двете намотки последователно, но не бива да консумираме от малката намотка, тъй като ще прегрее. Вторият вариант с различните напрежения не е удачен, тъй като трансформатора ще отдаде от всяка намотка половин мощност. Така се правят фабричните комбинирани трансформатори за различни захранващи напрежения, но те пък имат много лошо КПД и реално не могат да осигурят пълната разчетена мощност, тъй като при работа на по-ниско напрежение, едната част от намотката остава неизползваема, а работната се претоварва и обратно - при максималното напрежение се използват всички части от намотката, но едната е с излишно неизползваемо сечение, а другата пък е с прекалено тънко. От тук следва че загубите в мощността при комбинираните трансформатори е огромна и размерите им трябва да се увеличат, а от там и излишен разход на енергия. Лошо КПД имат и трансформаторите с две секции на макарата, едно че преградата между секциите заема място, второ че първичната става по-дебела и се увеличава разсейването, увеличава се и дължината на жицата, а от там и активното съпротивление. Вторичната намотка, ако трансформатора е понижаващ, пък по-трудно се навива и се пречупва в първите слоеве в дъното на макарата, поради което изолацията по чупките може да се обели в процеса на стареене или при прегряване.
Вторичната намотка се навива до запълване на останалата половина от макарата, т.е. първичната и вторичната намотка да са с еднаква площ. Ако напрежението на вторичната излезе по-високо е добре, но ако е прекалено високо не трябва да развиваме от намотката тъй като ще се намали мощността, затова е правилно да се пренавие наново с по-дебел проводник, докато се запълни прозореца. Тъй че 3 пъти ще мерим, един път ще навием. По-дебел проводник в първичната намотка позволява навивките да се съкратят с 5-10%, но не повече защото ще прегрее магнитопровода от големите вихрови токове. Затова при стари, ръждясали ламели с нарушена изолация е добре навивките да се увеличат с 5-10%, но по-добре да ги сменим с нови, а цената е 4лв./кг., които можем да поръчаме от фирма "Bistra 99". Но практиката показва, че новата стомана с нищо не отстъпва пред нашенската стара и крива заводска ламарина, освен че е равна и по-плътно се нареждат ламелите, но и те също загряват при по-мощните трансформатори. Притягащите шпилки при трансформатори над 30VA трябва да се изолират от магнитопровода, с обвиване на хартиено тиксо и с гетинаксови или картонени шайби.
Ако използваме употребявана жица, трябва да я изгладим чрез неколкократно стегнато навиване на голяма макара, но не и чрез триене в коляното или с дървено трупче, понеже независимо колко дебел е проводника, се източва и променя сечението си. Затова не трябва да се изглажда напълно и ако видим, че е станал по-дълъг и навивките са се увеличили, трябва да го сменим. Ето една таблица, в която диаметъра е изчислен при 1,5A кв.мм., което е малко и проводник с диаметър 0,09мм. и 4620 навивки практически не се събира в макарата (ред 1). Има и по-точна формула U:(BS.50.4,44), където B=1,1, S е сечението на ядрото в кв.см., делено на 10000. Според тази формула навивките са 4290 и диаметър 0,07 при 2,5A кв.мм. Трансформатор от ред 16 е изчислен при плътност на тока 2,5A/mm2 за мощност 250VA, а това сечение на ядрото реално отговаря на 400VA. Но за това сечение програмата "Trafo" изчислява диаметъра на жицата при плътност на тока 2A/mm2, което е твърде малко и проводник с диаметър 0,94mm не се събира в макарата.

Изображение
http://www.kn34pc.com/index_soft.html

При понижаващи трансформатори вторичната намотка заема по-малка площ от първичната, което позволява първичната намотка да се навие с по-дебела жица, разбира се продиктувано и поради загубите на мощност. При повишаващи трансформатори се отделя повече място за вторичната намотка и при макарите с отделни секции за намотките, преградата не е разположена симетрично в макарата, като повече място е отделено за първичната или вторична намотка в зависимост от преводното отношение.

Независимо какъв трансформатор ще навием, дали понижаващ или повишаващ, правилно е първо да навием намотката за високо напрежение, а върху нея навием за ниското напрежение. Причината е от чисто практически и технически съображения, понеже по-тънката жица по-плътно приляга по дъното на макарата и активното й съпротивление е по-малко, отколкото ако я навием най-отгоре. Обратно е за външната намотка, тъй като жицата е по-дебела, тя не се пречупва и по-плътно се навива върху първичната, а съпротивлението й се увеличава, което пък ще се компенсира от по-голямото сечение на жицата. Иначе в обратния вариант, съпротивленията им ще бъдат неравномерни, като едната намотка ще има много малко съпротивление, а другата много голямо и КПД на трансформатора ще стане много ниско. Ето защо на повишаващите трансформатори намотките най-често се навиват на отделни макари (ферорезонансен трансформатор) за да имат равномерни съпротивления двете намотки. Също така ако навием намотката с тънката жица върху тази с дебелата, то навивките й ще потънат в каналите на долната намотка и ще останат много празни редове и навивките ще се преплитат. При трансформатор с една макара много рядко като първична се навива намотката за ниско напрежение, това се прави предимно при тороидалните трансформатори, където дължината на намотките е по-голяма и дебелината им не се променя значително, но въпреки това не е правилно. Освен това ако изгори само намотката за ниско напрежение, трябва да се развие и високоволтовата намотка, което е много трудоемко. Но понякога има нужда и от допълнителни вторични намотки, които да отдават много малък ток, например за захранване на предусилвателните стъпала в усилвателите, за управлението и др. и ще бъде безумие ако навием първо тях, те трябва да бъдат последни, навити най-отгоре, а пред вид че няма да запълнят целия слой, което е добре да остане голяма междина между външните слоеве и магнитопровода.

При трансформатор с равно преводно отношение, но с изведен извод от намотките, също можем да го използваме като повишаващ или понижаващ. За целта за ниско напреженовата намотка трябва да свържем само едната част от нея, но така ще има голяма загуба на мощност, понеже намотките са с еднакво сечение на жицата, а токовете са различни. Но тази загуба частично може да се компенсира като за ниско напреженовата намотка използваме частта от първичната намотка на трансформатора, която е с по-малко активно съпротивление от външната вторична намотка. Но понеже при аудио трансформатора разсейването е най-голямо за високите честоти, то за нисконапреженовата намотка трябва да свържем горната половина от първичната намотка, която е непосредствено под вторичата. Така съпротивлението й ще е по-високо от това на най-долната част в дъното на макарата, но за сметка на това разсейването ще бъде по-малко, защото при аудиотранстформаторите голяма част от енергията се предава чрез взаимната индукция между намотките, не толкова през магнитопровода, както е при мрежовите трансформатори.
Лакирането на намотките също не е много желано, тъй като те стават твърди и при натиск изолацията им се напуква и олющва. Затова с цел подобряване на навиването и омекотяване на намотката както и за подобряване на изолацията е добре между първите 5-6 слоя да се обвие тънка хартия, например силиконизирана хартия за печене на храна или оризова хартия. При квадратните макари издуването на намотката е най-голямо и трудно се подава на сплескване, затова изборът на сечение на проводника трябва да много точно да се изчисли. При по-издължените макари намотката може лесно да се сплеска, като за целта е добре да се използва мек предмет като дървено трупче, картон, твърда гума и др.
Изчисленията се отнасят единствено за стандартни Ш-образни магнитопроводи. За да изчислим броя на навивките за П-образни и други нестандартни Ш-образни и вити магнитопроводи, трябва най-напред да изчислим обемът им и като коефициент за сравнение използваме обемът на стандартният Ш-образен магнитопровод. Може и с кантар да премерим теглото и по-него също да направим изчислението. Такива нестандартни трансформатори са звънчевите трансформатори, трифазните и всички други с П-образни и вити магнитопроводи. Навивките за 1V при витите магнитопроводи се изчисляват по формулата 50:Bm.Sст., където Bm е магнитната проницаемост, като за мощните трансформатори е 1,4, а Sст. е сечението на ядрото. Мощността се определя от произведението на сечението на ядрото по сечението на прозореца и коефициент на запълване около 1,5. Така че P=Sст.Sпр.K, При витите магнитопроводи прозореца е по-голям. Затова тези трансформатори са iс по-големи намотки и по-малки магнитопроводи, които съответно имат най-голямо разсейване от намотките и най нисък cosФ. За това при тези трансформатори не е добре да запълваме прозореца до край, а първичната намотка се навие с жица не по-дебела от предписаната, т.е. при плътност на тока 2.5-3Amm., за да не стане намотката прекалено обемиста. За сметка на това пък вторичната намотка може да се навие с по-дебела жица, например за 2Amm. Затова витите трансформатори са подходящи където се изискват много вторични напрежения с компромис в КПД и консумацията на празен ход, например в лабораториите и др.
При П-образните магнитопроводи първичната и вторичната намотка се навиват върху двете рамена, свързани последователно или паралелно според изискванията, с изключение само при електрожените, където първичната и вторичната намотки са отделни, навити само на едното рамо. Това е така защото електрожените работят в режим на късо съединение и разсейването трябва да е най-голямо за да не прегрее първичната намотка. Все пак ако навием маломощен трансформатор по този начин, то навивките в първичната и вторичната намотка трябва да се увеличат с 5-10% и на вторичната паралелно се свърже голям кондензатор за подобряване cosФ с такъв капацитет, докато вторичното напрежение се вдигне достатъчно. Ако напрежението на вторичната намотка е 110V за 200W П-образен трансформатор е достатъчно кондензатора да е до 12мкф. и напрежението ще се вдигне до 117V, а токът в първичната намотка ще падне. При другите видове трансформатори това не е нужно.
От всички изброени до тук трансформатори най-голямо КПД имат тороидалните, тъй като при тях намотката обхваща целият магнитопровод и разсейването е минимално. Изчислението при тях няма да е по-различно от витите магнитопроводи, стига точно да определим обема или сечението на дупката и на ядрото.
Независимо какъв е обема и колко дълго е ядрото върху което ще положим намотката, навивките зависят главно от сечението му, дори и стоманата да е два пъти повече, то навивките няма да се намалят. Такива трансформатори са П-образните (на английски UI) и витите, които имат по-малко стомана и искат повече мед. Българските намотъчни проводници с двуслоен емайл имат дебелина на изолацията общо 0,05мм. над диаметъра на голият проводник.
Грешно е както обикновено производителите правят е да прекарват изводните краища на намотките, пресичайки цялата намотка, като изводният край издува всички намотки навити отгоре и увеличава обиколката и съответно дължината на жицата, а оттам и активното съпротивление . Освен това при натиска от горните намотки изолацията на стъклотръбата може да се разкъса и да стане късо съединение. Затова когато имаме нечетен брой на слоевете на намотката, краят трябва да се извади през дупка на отсрещната стена на макарата, като дупката трябва я пробием предварително, преди да навием намотката, иначе можем да обелим емайла, ако я пробием след като сме навили намотката. Едва когато навием всички намотки, срещуположните краища можем да ги прегънем и прекараме напречно над бобината и ги завържем със здрав конец, но никога да не ги прекарваме вътре между намотките.
Ако намотката завършва с непълен слой и изводът дойде по средата и ако той е много дебел и не може да се положи върху намотката, тъй като доста ще издуе следващите намотки, то трябва да го оставим изправен във вертикално положение и около двете му страни навием следващите намотки, като в средата където минава извода ще отане фуга. Затова стъклотръбата на изводния край трябва да е колкото се може по-тънка и между всеки слой поставим тънка хартия, най-добре е да използваме силиконизирана хартия за печени на храни. Едва когато навием всички намотки, краищата вече можем да ги прекараме напречно над намотката.
При малките трансформатори, където жицата е много тънка и не може да се изкара през стъклотръба, а трябва да се запои към по-дебел кабел, не трябва този кабел да го прекараме на дъното на макарата и върху него навием първичната намотка, а трябва да оставим късо крайче от тънката жица малко извън макарата и когато навием цялата намотка тънките крайчета ги запоим към дебели кабели и ги завържем здраво над намотката. Така се навиват повечето чуждестранни трансформатори, дори по-големите, които нямат нужда от допълнителни свързващи кабели.
Не е много добре да лакирваме намотките, особено ако са от тънка жица, намотките при издуването си стават меки и когато ги лакираме те стават твърди и чупливи и при натиск изолацията може да се обели. Най-добре да използваме тънката хартия за храни, която е доста здрава и не се къса при мотането.
Голяма заблуда е че при паралелното свързване на намотките с малка разлика в напреженията текат големи изравнителни токове, което не е вярно. Например при паралелното свързване на двете вторични намотки на заваръчен трансформатор с много голяма дебелина на жицата Ф3.15мм. и с разлика в напреженията 1V (умишлено създадена с резерв от две навивки, които после ще се развият), т.е. едната е 35V, а другата е 36V. Изравнителният ток който течеше за този грамаден трансформатор бе нищожен, може би не повече 2-3A, а общото напрежение става 35,5V. Особено П-образните трансформатори поради по-голямото си разсейване и нисък cosф позволяват да гасят още по-големи разлики в напреженията, когато намотките са разположени на двете макари.
Последна промяна peppone1 на Чет Апр 09, 2020 11:36 pm, променена общо 20 пъти
Умния човек не казва и половината от това което знае, а глупавия не разбира нищо от това което говори. Lao Tzu.

Професионализмът не е в това да не допускаш грешки, а да си направил всички възможни грешки, в най-тясната област.
Аватар
Регистриран потребител
 
Мнения: 208
Регистриран на: Нед Юни 09, 2013 1:14 am
Местоположение: Пловдив

Re: Пренавиване на трансформатор

от mbg » Пон Юли 29, 2013 1:25 am

Това, че плътността на тока я дават различна си има и причина - обикновено нужната намотка се изчислява по загряване (и възможностите й за охлаждане). За постоянен товар, най-вътрешния слой (обикновено първична) се мота при плътност на тока не по-голяма от 2А/мм^2, средния - на 2,5А/мм^2 и външния - на 3А/мм^2. Най-външния ред в някои случаи - навит по-рехаво и без изолация над него, може да се намота за ток до 4,5А/мм^2 - но в много редки случаи. Трафа може да се сметне и за минимален пад при натоварване - мота се за по-висока индукция "B", с възможно най-дебелия проводник, който се събира в пакета. В прикачените файлове е описана методиката за смятане на трафове, има и таблици с това колко навивки от дадена дебелина проводник колко от прозореца ще заемат. Стойността е приблизителна, зависи колко точно и добре се мота. Общо взето най-лесно става като има BH кривите на магнитопровода, за да се прецени до каква индукция може да се натовари и да работи - "B" колкото е по-висока, толкова по-малко навивки са нужни - горе е дадена формулата за смятане.
Вие нямате нужните права за да сваляте прикачени файлове.
Регистриран потребител
 
Мнения: 124
Регистриран на: Съб Ное 17, 2012 9:41 pm
Местоположение: София / Хасково

Re: Пренавиване на трансформатор

от peppone1 » Вто Авг 06, 2013 10:37 am

Не се отварят файловете.
Умния човек не казва и половината от това което знае, а глупавия не разбира нищо от това което говори. Lao Tzu.

Професионализмът не е в това да не допускаш грешки, а да си направил всички възможни грешки, в най-тясната област.
Аватар
Регистриран потребител
 
Мнения: 208
Регистриран на: Нед Юни 09, 2013 1:14 am
Местоположение: Пловдив

Re: Пренавиване на трансформатор

от soton » Вто Авг 06, 2013 1:40 pm

Тоя сайт еъвсем се сговни!
Защо да е просто като може да е сложно!
0878640251
близо до София
Аватар
Регистриран потребител
 
Мнения: 183
Регистриран на: Нед Дек 02, 2012 2:43 am
Местоположение: близо до София;0878640251


Кой е на линия
Потребители разглеждащи този форум: 0 регистрирани и 0 госта
cron