Diskuzní fórum Elektro Bastlírny

Zdravim pani, mam otazku ohladom trafa, ked je na nom napisane 2x10V/1A, je pravda ze mozem z neho brat pri klasickom dvojcestnom usmerneni-stred na zem, na konce 2 diody- 2A pri tych 10V ? Dakujem

Tak tak. 10V/2A

Není to tak docela. Údaje trafa jsou pro efektivní proud. Při uvedeném zapojení dochází v každé polovině sekundáru k jednocestnému usměrnění a poměr střední hodnoty ss výstupního proudu do odporové zátěže a efektivního proudu vinutím je 1,57. Takže při max. efektivním proudu vinutím 1A je maximální střední hodnota výstupního proudu 637 mA. Zlepšení by se dosáhlo dvoucestným usměrnění každé poloviny sekundáru a spojením výstupů usměrňovačů paralelně. Pro dvoucestné usměrnění je inkriminovaný poměr 1,11.

Pro přehled tabulka:

Zdá se mi (už taky skoro spím), že "multiplexované" 2x jednocestné usměrnění je stejné jako jedno dvojcestné usměrnění do té samé zátěže. Vždyť i úhel otevření diod bude stejný.

Otazka Akurat mam na stole stare Tesla trafo, oznacene vinutia ma 2x300V, 60mA. Cize keby som tam napichol klasicku dvojitu usmernovacku (EZ81), kolko teda mozem tahat z neho prudu? Vplyv usmernovacky ako takej zanedbajme.

Do čistě odporové záťeže 60 mA efektivních, nebo 55 mA středních. Jenže ty to budeš chtít vyhladit kondenzátorem, proudové špičky budou kratší a s větší amplitudou, a poměr efektivní ku střední hodnotě bude větší než 1,1 pro čistý sínus. Kvůli oteplení trafa je 60 mA ef. asi maximum, a z toho střední proud bude daleko menší, možná jen 30 mA pro úhel otevření 90°.

P.S.: Otázka je, co značila Tesla, jestli efektivní proud nebo ten střední v předpokládané aplikaci. To budeš ty vědět líp.

mtajovsky ,
vždyť tazatel psal "dvojcestnom usmernení"

mtajovsky má pravdu. Není jedno, jestli do drátu pustím pulz s amplitudou 2A po dobu poloviny periody nebo tam pustím pulz s amplitudou 1A po dobu celé periody. Ve druhém případě se bude hřát drát (vodič) míň, protože ač jsou střední hodnoty proudu v obou případech shodné 1A , tak efektivní hodnoty se kupodivu liší.

Viz poslední příklad v příloze (v případě sinusového napětí je to číselně jinak, ale princip zůstává stejný):
http://home.zcu.cz/~lsroubov/UE/UE_1_cviceni.pdf

Údaj na trafu je nejspíš efektivní proud, v jedné aplikaci jsem měl trafo 24V/8A a odebíral jsem z něj vyhlazených 10V/8A, regulace byla tyristorová a trafo (kvalitní předimenzované Elektronika Praha) by po 10minutách provozu bez problému shořelo protože efektivní proud byl cca 25A.
Tzn. pokud chceš mít takovéto dvojcestné usměrnění (filtrační kapacita cca 0.01F), tak můžeš odebírat maximálně 800mA abys dodržel efektivní proud 1A.
Po jistých zkušenostech mi připadá nejlepší zkusit trafo zatížit a změřit oteplení, protože pokud dodržíš těch 800mA, tak bude trafo určitě studené (třeba ne).

PavelFF píše:mtajovsky má pravdu. ...

Má pravdu, i ty máš pravdu. Ale v situaci, kdy jedna půlperioda je usměrněna z jednoho vinutí a druhá půlperioda z druhého vinutí do stejné zátěže, tam bych viděl jen dvojcestné usměrnění, úvahy o jednocestném jsou snad pro tento případ nepodstatné.

Bernard << to je jedno, jestli obě poloviny pracují do společné zátěže nebo ne. V původním dotazu bylo, jestli lze odebírat celkem 2A ss, když je každé vinutí na 1 A. Na ss výstupu se tím myslí střední proud a údaje trafa jsou v efektivním proudu. Celé jsou to v podstatě dva jednocestné usměrňovače, na každý tedy připadá 1A ss výstupního proudu. Při takovém odběru na ss straně pak poteče každým vinutím efektivní proud 1,57A, tudíž se tepelná ztráta na něm zvýší 2,465x (přetížení skoro o 150% !). A to mluvíme o odporové zátěži. Kapacitní filtr to ještě zhorší, protože se úhel otevření diod zmenší a poměr efektivního a středního proudu ještě vzroste. Odpomoci může filtr s nárazovou tlumivkou, která v mezním případě srovná velikost středního a efektivního proudu 1:1. Dále dvoucestné usměrnění v každé větvi, ale to už jsem psal.

Ale ve Tvém případě , zdenoedie , nemůžeš charku usměrňovačky zanedbat . Má vysoký vnitřní odpor a usměrněné napětí nebývá ss větší než střídavé . Takže i vzhledem k dimenzování traf dříve můžeš odebírat jmenovitý proud . Proto nelze jen tak nahradit usměrňovačku křemíkem .

2 mtajovsky: Možná se tedy pletu, ale jen z polovice. Pokud je návrh transformátoru vyvážený, polovina tepelných ztrát v mědi (magnetizační proud neuvažujme) je způsobena primárním vinutím a ta druhá sekundárním vinutím. A primárnímu vinutí je celkem jedno jak je zapojen sekundár, pokud se změny magnetického toku projevují stejně.

Otázka by mohla i znít: je možné z vinutí 10V/2A(ef) po usměrnění odebírat 2 A ss? Odpověď by byla také ne, proud Ief (i primární) by se překročil o 10% a ztráty o 21%.

Mějme modelový transformátor 230/10V. Řekněme, že pokles nominálního napětí na zátěži oproti U2 naprázdno je 10%, 5% sežere primár, 5% sekundár. Převod tedy bude 230*0,95/10*0,95=20,76; pro I2=2 A je I1=0,0963 A (P1=22,15 W). Odpor primáru R1=119,4 Ω, ztráta Pz1=1,1 W.

Odpor dvouampérového sekundáru R2=0,25 Ω, Pz2=1 W. Rz=5 Ω. I2stř=1,82 A.

Sekundár 2x 10V 1 A má teoreticky odpor každého vinutí dvojnásobný, 2x 0,5 Ω. My z něho ale chceme tahat 2 A každou druhou půlperiodu. Špičková hodnota proudu se ale zmenší oproti předchozímu odstavci o 4,3%, střední proud vinutím I2v=0,86 A, efektivní potom 1,35 A. Ztráta na R2 bude 0,92 W. Na zátěži bude střední hodnota proudu dvojnásobná (1,72 A), efektivní 1,91 A. Při snaze o odběr 2 A stř. hodnoty by stoupl také Ief o 16,3% a ztráty o 35% (u vinutí 10V/2A o 21%).

Závěr: přechodem z 10V/2A na 2x10V/1A se do stejné zátěže snížil stŕední proud o 5,5%, efektivní o 4,5%. Ztráta na sekundární straně stoupla z 1 W na 1,84 W. Ztráta celého trafa narostla z 2,1 W na 2,94 W. Účinnost klesla z 90,5% na 86,1%. Nějaké drastické zvýšení ztrát jen kvůli 2x jednocestnému usměrnění stále nevidím. Ale můžu mít i zamlženo.

To je nějaký zbytečně složitý výpočet, ale dobře.

"Otázka by mohla i znít: je možné z vinutí 10V/2A(ef) po usměrnění odebírat 2 A ss? Odpověď by byla také ne, proud Ief (i primární) by se překročil o 10% a ztráty o 21%. "
To jste řekl téměř přesně.


Dále tam vidím tam několik nepřesností:

"Odpor dvouampérového sekundáru R2=0,25 Ω, Pz2=1 W. Rz=5 Ω. I2stř=1,82 A."
Proč je I2stř = 1,82A a Rz=5Ω? My se zajímáme o zátěž 2A. Pokud mám na ss výstupu střední proud 2A musí být střední proud 2A i ve vinutí, jelikož náboj prošlý za daný čas zátěží se nemůže lišit od náboje, který projde vinutím. Takže I2stř=2A.

"Špičková hodnota proudu se ale zmenší oproti předchozímu odstavci o 4,3%, střední proud vinutím I2v=0,86 A, efektivní potom 1,35 A."
Proč by se měla špičková hodnota zmenšovat? Proud je daný odběrem na ss výstupu a pokles napětí zatížením trafa ne to nemá vliv. Jednoduše nastavíme zátěž tak, aby byl I2ss=2A ať už je na trafu pokles napětí jakýkoliv. To nehraje roli.Střední proud vinutím nás nezajímá (je však roven střednímu proudu v zátěži). Rozdíly ve ztrátách trafa v zapojení 1x2A versus 2x1A nás teď taky nezajímají. A úbytky na primáru a tak dále nás taky nezajímají. Přliš mnoho nepodstatných věcí, nás zajímá a celou dobu mluvíme o ohřevu sekundárního vinutí a je vlastně jedno, že je to nějaké trafo. Důležitý je proud.

Je to úplně jednoduché. Řeknu to ještě jednou. Zapojení dvojcestného usměrňovače s dvojitým vinutím jsou ve skutečnosti 2 jednocestné usměrňovače, které pracují paralelně do zátěže. Co platí pro jeden platí i pri druhý a proto stačí se v naší věci zabývat jen jedním.

Jednocestný usměrňovač, který dává na ss výstupu 1A střední hodnoty výstupního proudu do odporové zátěže zatíží vinutí trafa efektivním proudem 1,57A (přesně je to 1 x (pi/2) ). Efektivní proud nás zajímá proto, že je to ten proud, který ohřívá vinutí vlivem jeho nenulového činného odporu R.

Je-li vinutí trafa s činným odporem R zatíženo efektivním proudem 1A, vznikne na něm výkon R.1^2W. Je-li stejné vinutí zatíženo proudem 1,57A (tedy při 1A střední hodnoty na výstupu), vznikne na něm ztrátový výkon R.1,57^2 = R.2,467W, tedy výkon skoro dvaapůlkrát větší. Dodávám: a je jedno, kolik nám poklesne napětí a tak dále. Jestliže tedy máte sekundární vinutí dimenzováno na 1A efektivního proudu, pak zatížením výstupu jednocestného usměrňovače středním proudem 1A toto vinutí výkonově přetížíte skoro 2,5 krát. To stejné platí i pro druhou polovinu sekundáru. Mimochodem - dvojcestný usměrňovač by způsobil přetížení jen o 23% a stejně bude přetížen primár.

Co je podstatné a o co jde - věc nelze uvažovat tak jednoduše, jak bylo psáno ve druhém příspěvku tohoto vlákna.

Pokud vám to pořád není jasné a říkáte si, jak je to možné, uvažte jednoduchou věc: sloučením dvou proudů o daných středních hodnotách dostaneme jako výslednou střední hodnotu prostý součet. Ale výsledný efektivní proud nebude prostým součtem efektivních hodnot. Zde už záleží na časovém průběhu a jak se tyto proudy sloučí. A to je ten zakopaný pes. Opačně uvažováno, při rozdělení jednoduchého vinutí na dvojité se středem si obě poloviny sekundáru rozdělí střední hodnotu výstupního proudu na poloviny, ale rozdělením půlvln přes diody si přeberou každá víc než jen polovinu efektivního proudu. Proto jsou v tomto smyslu dva jednocestné usměrňovače horší než jeden dvojcestný s jednoduchým, dvojnásobně dimezovaným vinutím.

Závěr: sekundár přetížen výkonovou ztrátou 2.5x, primár o 23%, celé trafo někde mezi tím, po čase by to pravděpodobně shořelo.

Potřeboval jsem nějaký praktický model, s jehož pomocí bych si to v hlavě přerovnal. A ani to nestačilo. Takže teď už je to jasné. Děkuji za to vynaložené úsilí, hlevně že nebylo marné!