Transformatoare altfel revival

[cavit]

Transformatoarele de ferita de puteri mari la frecvente mari vin cu o serie de probleme uneori insurmontabile:

cuplaj tot mai prost pe masura ce sunt mai mari, asta inseamna inductante de scapari mari care devin o problema uneori insurmonabila la frecvente mari

probleme de racire: raportul suprafata volum devine nefavorabil

probleme de izolare:tensiuna pe spira poate fi foarte mare sute de v sau chiar Kv

solutia este sa impartim transformatorul in mai multe transformatoare mai mici in functie de puterea si frecveta la care lucram.

Un caz particular simpatic al acestei abordari este transformatorul elementar 1:1 din acestea putem construi practic orice transformator intr-o gama larga de rapoarte de transformare legand atit primarele cat si secundarele in configuratii mixte in functie de nevoi, de exemplu pentru un inveror de la 24 vdc la 320 dc pentru 230 ac sunt necesare 15 asfel de transformatoare primarele in paralel si secudarele in serie.

un lucru bun la aceste transformatoare este ca datorita dipersiei parametrilor feritelor nu generaza oscilatii tranzitorii importante la comutare, si prin urmare e nevoie de un snubber mai mic sau deloc, riscul de a distruge tranzistoarele prin fenomene tranzitorii e mai mic, in principiu sursa e mai usor de facut si merge mai sigur.

Un alt caz este transformatorul tip circulator se poate folosi la puteri foarte mari la frecvente mari, acesta lucreaza in regim de unda stationara si se bazeaza pe faptul ca lungimea electromagnetica a unui conductor imersat intru-n mediu cu permeabilitate magnetica mare, de exemplu ferita e mult mai mare ca lugimea sa fizica.

Prin urmare circulatorul la cativa MHz are o dimensiune fizica reznabila sub 1m diametru.

transformatorul consta intr-o spira de teava de cupru racita cu apa distilata pe care sunt bagate toruri de ferita sau miezuri in forma de u cum sunt la trafo linii.

diverse prize pe aceasta spira asigura raportul de transformare dorit.

transformatorul acesta lucreaza in regim de unda stationara. freventa fiind totusi relativ redusa, o singura semiunda se dispune pe acest circulator cu 2 ventre la capete si un nod la mijoc.

forma lui fizica nu trebuie sa fie neapara circulara, ea va fi adaptata pentru economisirea spatiului si foarte imprtant pentru acomodarea liniilor de intrare si iesire,

O echipa de ingineri de la craiova au esuat incercand sa construiasca un incarcator in comutatie de 200 Kw, deoarece au intentinat sa foloseasca un transformator de ferita mare unic.

o solutie banala ad hoc a fost folosirea a 50 invertoare sudura cu functie master slave modificate,

.

Editat Septembrie 4, 2014 de cavit

[cavit]

Determinarea raportului de transformare pentru o sursa pwm foreward:

la puteri mari este topolgia cea mai folosita alaturi de toplogia in rezonanata.

pentru toplogia in punte raportul de transformare trebuie sa fie caa 1,2-1,4 raportul dintre cea mai mica tensiune cu care se alimenteaza sursa si tensiunea de iesire, acest factor de corectie se alica deoarece chiar si in regim de unda continua factorul de umplere nu este 50%, este lasat deliberat un timp mort penru aevita fenomenul de cross conductie care duce la distrugerea tranzistoarelor puntii.

totdata trebuie lasata o margine de siguranta pentru ca amplificatorul de eroare sa lucreze in bucla inchisa si in cele mai defavorabile conditii, acest raport nu trebuie sa fie calclat riguros deoaerce sursa e oricum stabilizata.

chiar si daca la tensiuni de alimentare mici si sarcina mare sursa nu mai poate asigura tensiunea de iesire stabilizata si amplificatorul de eroare intra in bucla deschisa, nu se intimpla nimic rau cu sursa doar ca nu mai scoate cat trebuie, de multe ori la un simplu invertor nici nu e nevoie. daca folositi la iesire un modulator sinus PWM cu feedback de tensiune de tipul EG8010/EGS002, acest comportament asigura o protectie suplimentara la scaderea tensiunii de alimetare,in situatia cand nu mai poate asigura tensiuna la iesre stablizata acest modulator se opreste automat dupa trei incercari si poate fi repus in functiune doar dupa resetare, poate asigura protectia la supradescarcare a bateriilor fara alt circuit specializat, desi e cam trasa de urechi ea isi face treaba.

pentru a calcula raportul de transformare necesar trebuie facuta analiza Fourier pentru semnalul la factorul de umplere maxim, dar acesta mai depinde si de caracteristicile transformatorului, ale droserului de la iesire si sarcina.Parmetrii de cuplaj ai transformatorului sunt greu de calculat, in schimb pierderile in conductoare si miez sunt mai simplu de abordat.

faptul ca transformatorul nu asigura un cuplaj perfect face ca sursa sa functioneze cu o oarecare unda reflectata fapt ce poate duce la incalzirea suplimentara a tranzistoarelor din punte.

impartirea transformatorului in mai multe mai mici diminueaza acest inconvenient.

O abordare simpla este prin tatonare, deoarece raportul de transformare nu trebuie determinat riguros sursa fiind stabilizata.

se incepe cu 1,2 se testeaza in sarcina maxima la tensiunea de intrare minima si daca e nevoie se ajusteaza pana sursa scoate tensinea stabilita.

De obicei nu e nici o problema deca in regim de surge load, adica supraincarcare la pornirea unui motor de exemplu sursa nu scoate tensiunea prevazuta, modulatoarele de genul celor cu Eg8010 au o temporizare si nu se opresc decit dupa cateva secunde asigurand si regimul de surge load sau suprasarcina tranzitorie.

Un caz particular de surge load este cea a frigiderelor cu motor sincron, acesta pentru a fi adus in sincronism, este supraalimentat intial prin intermediul unui PTC sau termo contact bimetalic aceasta constructie genreaza o suprasarcina tranzitorie la pornire si de 10 ori puterea nominala a motorului, utilizand insa modulatoare sinus pwm cu temporizare cum am aratat mai sus, invertorul nu trebuie mult supradimensionat, se poate asigura pornirea si cu unul de 500w pentru un frigider de 100w.

Daca se foloseste un raport de transformare nu mai mult de 1,3 raportul dintre tensiunea minima de intrare si tensiunea de iesire sursa supravietuieste de regula si daca bucla de reactie se intrerupe din cauza unei defectiuni, nu scoate cu mult mai mult la iesire cu conditia ca tensinea de intrare sa nu fie cu mult mai mare ca tensiunea minima pentru care a fost proiectata.

Deoarece bucla de feedback este un element critic trebuie atentie la dimensionarea elementelor, mai cu seama a rezistentelor divizoarelor care citesc tensiuni mari,aceste rezistente se incalzesc si se pot devaloriza sau intrerupe, de aceea trebuie supradimensiunate, caa de 2/4 ori puterea calculata, e utila de asemenea o protectie suplimentara care sa opreasca sursa daca tensiunea la iesire creste prea mult.

 

 

[donpetru]

O imagine sau o poza la o rezolutie ceva mai mare decat cea postata mai sus nu aveti ?