Nagrzewanie transformatora bez obciążenia

9

Zdemontowaliśmy transformator z pieca mikrofalowego, przecinając rdzeń, umieszczając uzwojenie wtórne odpowiednie do naszych celów (tak, aby transformator generował 16 VAC wartości skutecznej), a następnie ponownie przyspawano rdzeń do rdzenia. Teraz rdzeń nagrzewa się, podczas gdy transformator znajduje się bez obciążenia wtórnego. Rozgrzewając się, rozumiem, że rdzeń staje się zbyt gorący, by go dotknąć za około godzinę. Pierwotny i wtórny same się nie nagrzewają, tzn. Są chłodniejsze niż rdzeń.

Co może być tego przyczyną? Czy jest jakieś voodoo, aby to naprawić?

miceuz
źródło
11
„Czy jest jakieś voodoo, aby to naprawić?” Nie, jeśli jest to spowodowane przede wszystkim przez voodoo. Nie możesz użyć innego voodoo do cofnięcia voodoo. Myślę, że jest to jedno z Praw Termodynamiki.
stevenvh,
Interesujący byłby pomiar prądu magnesującego przed i po. W idealnym transformatorze prąd będzie prawie 90 stopni poza fazą przy napięciu, więc w spoczynku dostaniesz prąd bierny z minimalną składową mocy.
Russell McMahon,
Ponieważ twoja moc wyjściowa prawdopodobnie poprzednio wynosiła wiele setek woltów, a twój rdzeń prawdopodobnie dał ci gdzieś około jednego obrotu na wolt - może to być mniej, ale prawdopodobnie nie znacznie gorszy przypadek, powinno być [tm] wystarczająco łatwe [tm], aby odciąć wtórne i nawiń nowy element wtórny przez dostępne okno nawijania. np. nawet powiedzmy 5 zwojów na wolt, wtórne będzie tylko 80 zwojów. „Nawlecz igłę” Nie jest to tak skuteczne, jeśli pierwotne jest zakopane pod wtórnym :-).
Russell McMahon,
@ Russell - Uzgodniono, że byłoby to lepsze niż cięcie rdzenia. Ale jeśli chcą użyć transformatora kuchenki mikrofalowej, to prawdopodobnie ze względu na jego wysoką moc. Jak około 1000 VA. Przy 16 V to dobrze dla wtórnego 60 A. Nawet uzwojenie zaledwie 80 zwojów drutu do tego może być uciążliwe :-(.
stevenvh
potrzebowaliśmy 20 A przy około 16 V od niego. Aby to uzyskać, musiałem uzwojenie 19 zwojów, więc wykonałem 3 równoległe uzwojenia. Ale, niestety, transformator prawdopodobnie miał wadę projektową, ponieważ jego rdzeń został już przyspawany, zanim go przecięliśmy.
miceuz,

Odpowiedzi:

16

Zaraz, przeciąłeś rdzeń?

Gratulacje, zepsułeś / poważnie go zniszczyłeś.

Transformatory są wykonane z wielu arkuszy stali, z bardzo cienkimi warstwami izolacyjnymi między nimi. Ma to na celu zapobieganie powstawaniu dużych strat prądu wirowego, jak odkryłeś.

Z wikipedii:

Materiały ferromagnetyczne są również dobrymi przewodnikami, a rdzeń wykonany z takiego materiału stanowi również pojedynczy zwarcie na całej długości. Prądy wirowe krążą zatem w rdzeniu w płaszczyźnie normalnej do strumienia i są odpowiedzialne za rezystancyjne nagrzewanie materiału rdzenia. Strata prądów wirowych jest złożoną funkcją kwadratu częstotliwości zasilania i kwadratu odwrotnego grubości materiału [53]. Straty na prądy wirowe można zmniejszyć, wykonując izolację elektryczną rdzenia stosu płyt zamiast solidnego bloku; wszystkie transformatory pracujące na niskich częstotliwościach wykorzystują laminowane lub podobne rdzenie.

Transformatory mikrofalowe są zwykle nieco stratne, ponieważ nie działają przez dłuższy czas. Podstawowy transformator mikrofalowy nagrzeje się zauważalnie, jeśli będzie siedział przez chwilę nieobciążony. Właśnie zwiększyłeś straty wiele razy, przez zwarcie laminatów.

Nic nie możesz zrobić z posiadanym transformatorem. Musisz zdobyć inny transformator i nie przecinać rdzenia, aby usunąć wtórny. Musisz usunąć element wtórny bez znacznego uszkodzenia lub odważenia rdzenia, a następnie nakręcić nowy element dodatkowy na miejscu. przez przewleczenie drutu przez rdzeń.


Za to, co jest warte, transformatory mikrofalowe działają dość ciepło bez żadnego obciążenia. Czy porównałeś ten transformator do innego, bez uszkodzenia rdzenia?

Byłbym zainteresowany niektórymi pomiarami poboru mocy bez obciążenia na zhakowanym transformatorze w porównaniu z zapasowym. To pozwoli ci zmierzyć wzrost strat spowodowany prądami wirowymi.

Connor Wolf
źródło
jestem świadomy budowy transformatora przy użyciu cienkich płyt, aby uniknąć prądów wirowych, ale oryginalnie transformator był spawany dokładnie w tych samych miejscach, w których go przecięliśmy. Być może został przyspawany za pomocą stali elektrotechnicznej i zastosowaliśmy prosty pręt stalowy. Porównamy z innym nietkniętym transformatorem mikrofalowym. BTW, ampermeter pokazuje około 2 amperów idących do pierwotnego.
miceuz,
@miceuz - To mniej spawu, a więcej cięcia mechanicznego, które spodziewałbym się powodować problemy. Oprócz prawdopodobnego zwarcia na całej powierzchni rdzenia (izolacja jest NAPRAWDĘ cienka. Zaburzenia mechaniczne (takie jak piłowanie) prawdopodobnie by ją złamały), wprowadzono coś w rodzaju szczeliny powietrznej. Nie wydaje się to jednak źródłem twoich problemów, ponieważ jakikolwiek wzrost reluktancji rdzenia spowodowałby więcej pierwotnego prądu magnesującego, co spowodowałoby nagrzewanie się pierwotnego rdzenia, a nie rdzenia.
Connor Wolf,
Na marginesie, czy usunąłeś boczniki, które zwykle znajdują się między pierwotną a wtórną? Wyglądają jak dwa owinięte w izolację małe prostokąty wiązań. (Przynajmniej dla mikrofal w USA. Nie wiem, jak mogłyby wyglądać transformatory 240V).
Connor Wolf,
1
Zasadniczo wydaje mi się, że kiedy przecinasz rdzeń, izolacja na lamach na powierzchni, na której przecinasz, prawdopodobnie uległa uszkodzeniu. Izolacja wiązki jest dosłownie tak cienka, jak to możliwe, ponieważ grubsza izolacja oznacza większe uzwojenia, wyższe koszty itp. Jako takie skutecznie zwarłeś całą masę obwodu magnetycznego. Różni się to od niewielkiego zgrzewu wzdłuż krawędzi obwodu magnetycznego, prądów wirowych WRT.
Connor Wolf,
1
@Fake - dodajesz dużo tutaj w komentarzu, myślę, że byłoby interesujące dodać jako edycję do swojej odpowiedzi. (Nie wszyscy użytkownicy mają problem z przeczytaniem wielu komentarzy.)
stevenvh,
8

Transformatory mikrofalowe (MOT) są ogólnie słabymi kandydatami do innych zastosowań z wielu powodów:

  • Zostały zaprojektowane tak, aby zapewniać wysoką moc wyjściową w stosunku do kosztu, dzięki czemu „ograniczają narożniki” lub przekraczają granice projektu.

    • „Dobrze wykorzystują miedź” - tj. Mają wyższe niż zwykle straty miedzi.

    • Dobrze wykorzystują żelazo - tj. Dobrze przesuwają rdzeń „żelazo” w górę krzywej nasycenia, a zatem mają wysokie straty rdzenia.

    • Myślą, że pochodzą z Mote prime - są zaprojektowane do napędzania obciążenia pojemnościowego, więc celowo dodają bocznik magnetyczny między pierwotnym a wtórnym, aby zapewnić celową indukcyjność upływową w celu skompensowania napędzania docelowego obciążenia.

Zazwyczaj mają około 1 obrót na wolt, może mniej. Tak więc uzwojenie 16 VAC prawdopodobnie będzie miało około 12 do 16 zwojów. Jeśli uzwojenie tego w dostępnej przestrzeni jest trudne (Miedziane łomy są irytujące do zwijania), możesz być w stanie zbudować uzwojenie lub pojedynczy lub kilka zwojów naraz i miejscu lub w inny sposób zespawać uzwojenia razem! :-)


Przebudowa wideo MOT ma tylko przeglądaną stronę i nie obejrzała wideo, ALE wygląda na kompetentną.


Doskonała dyskusja, wytyczne, ograniczenia

Zauważają:

NB !!!:

  • Usuń boczniki, wybijając je ostrożnie szpilką. Poprawia to indukcyjność upływową dla „normalnej” pracy transformatora. W przestrzeni pustej przez boczniki nawinąć kilka dodatkowych zwojów pierwotnych, aby zmniejszyć zwoje pierwotne na wolt, a tym samym strumień rdzenia, i wyjąć transformator z nasycenia. Poprawia to prąd magnesujący.

Zobacz boczniki pokazane na zdjęciu poniżej:

wprowadź opis zdjęcia tutaj

I

  • ... zwiększa napięcie na ścianie do około 2 kVAC, przy mocy zwykle od 900 W do 1700 W. Uważaj - nie są ograniczone prądem!

    Jest to nieidealny transformator, którego celem jest generowanie zwykle 1 kW impulsowego napięcia stałego 5 kV do magnetronu poprzez napędzanie podwajacza półfalowego.

    Współczynnik zwojów ma na celu dostarczenie około 2 kV prądu przemiennego do głównego uzwojenia wtórnego, którego jeden koniec jest połączony z uziemionym rdzeniem. Dodatkowy element wtórny zapewnia izolowane zasilanie typowo 3 V przy 15 A dla nagrzewnicy magnetronowej.

    Ponieważ jest on przeznaczony do napędzania obciążenia pojemnościowego, indukcyjność upływowa tranzystora jest celowo zwiększana przez dodanie małego bocznika magnetycznego między cewką pierwotną i wtórną. Indukcyjność jest w przybliżeniu równa i przeciwna do pojemności podwajacza, a zatem zmniejsza impedancję wyjściową podwajacza. Ta określona indukcyjność upływowa klasyfikuje transformator jako nieidealny.

    Transformator został zaprojektowany tak, aby był jak najtańszy w produkcji, bez względu na wydajność. ... W ten sposób powierzchnia żelaza jest zminimalizowana, co powoduje, że rdzeń jest dobrze nasycony, co powoduje wysokie straty rdzenia.

    Obszar miedzi jest również zminimalizowany, co powoduje wysokie straty miedzi.
    Wytwarzane przez nie ciepło jest przetwarzane przez wymuszone chłodzenie powietrzem, zwykle przez ten sam wentylator, który jest wymagany do chłodzenia magnetronu. Nasycenie rdzenia nie jest częścią niecałkowitej klasyfikacji, wynika jedynie z ekonomiki produkcji.

Okazało się, że chodzi zabawnie, ale nie wie dlaczego

Russell McMahon
źródło
0

Szukam odpowiedzi online na to samo pytanie. Ponieważ MOT jest zbudowany tak tanio, jak to możliwe i wymuszony chłodzenie powietrzem, może to oznaczać, że całe przegrzanie, jeśli tylko je zdemontujesz, wyjmij element dodatkowy, a następnie podłącz go do gniazdka ściennego. Musisz znaleźć sposób, aby „przesunąć go do granic projektowych jako środek oszczędnościowy” mniej.

Jednym ze sposobów jest żylak, który obniża napięcie gniazdka ściennego ze 120VAC do 80VAC lub 60. Ale jeśli nie są zbudowane dla dużej mocy, mogą również się przegrzewać, ponadto niektóre współczesne elektroniczne wariacs mogą generować wiele harmonicznych o wysokiej częstotliwości, które również powodują przegrzanie .

Moim pierwszym pomysłem było użycie szeregowego kondensatora w celu ograniczenia prądu, a kondensatory rozruchowe silnika o wartości około 300 uF / 160 V dają reaktancję 8 omów przy 60 Hz, która pobierałaby ~ 15 A / 120 V z gniazda ściennego, maksimum dozwolone przez UL. Ale nie mam jednego poręcznego, a kondensator, który wchodzi do mikrofalówki, jest jak 0,8 uF.

Więc pomyślałem, że wszystko, czego naprawdę potrzebujesz, to dodatkowa reaktancja. Jednym z pomysłów, który naturalnie przychodzi na myśl, jak wielu respondentów online, jest nakręcenie większej liczby pierwotnych zakrętów, ale daje to problemy z przesyceniem, jak wspomniano powyżej (ponieważ oszczędzają również na żelazie).

Uwaga: przy nasyceniu zmiana strumienia magnetycznego ze wzrostem prądu wynosi zero, i nie ma „reaktancji” generującej przeciwne napięcie powyżej granicy nasycenia, jedyną rzeczą powstrzymującą przepływ prądu jest oporność miedzi w uzwojeniu pierwotnym, powiedzmy nasycenie uderzenia przy napięciu 110 V poprzez dodanie zbyt wielu zwojów pierwotnych, a następnie pozostałe 10 V do 120 V wytworzy prąd, tak jakbyś przyłożył DC 10 V do czystej pierwotnej miedzi, która może być w dziesiątkach amperów, w zależności od pierwotnego oporu DC.

Tak więc najlepszym pomysłem, jaki wymyślam, pisząc to, jest zastosowanie indukcyjności, ale oddzielnej od żelaznego rdzenia transformatora mikrofalowego. Zasadniczo otrzymujesz cewkę o wysokiej mocy (może to być silnik lub inny transformator), która działałaby jak wariator, i zasilasz swój transformator np. 60 V / 60 Hz lub 80 V / 60 Hz. Również użycie drugiego cewki indukcyjnej w szeregu jest znacznie lepsze niż kondensator, który grozi stworzeniem obwodu zbiornika rezonansowego 60 Hz z ogromnymi prądami, jeśli zdarzy się z niewłaściwymi wartościami L i C, a cewki indukcyjnej nie ma takiego ryzyka.

Oczywiście można obniżyć napięcie zewnętrznym drutem nichromowym z suszarki do włosów, ale oporność marnuje energię, a reaktancja ogranicza przepływ prądu przemiennego bez zużycia energii (inne niż problemy z współczynnikiem mocy i duży prąd miedzi w przód iw tył z powodu słabego współczynnika mocy , za które firma energetyczna może cię obciążać lub nie (klienci przemysłowi często płacą karę za słaby współczynnik mocy i stosują banki kondensatorów korygujące współczynnik mocy lub silniki / generatory PFC napędzane z odpowiednią prędkością i poślizgiem, aby uzyskać swoją indukcyjność wygląda jak pojemność).

Przepływ prądu +90 lub -90 stopni poza fazę wraz z napięciem (obciążenie pojemnościowe lub indukcyjne) nie zużywa mocy IVcos (phi), silnik generatora w elektrowni nie odczuwałby dodatkowego obciążenia, gdybyś miał nadprzewodniki moc z elektrowni, a nie aluminium i miedź.)

Ale tak, zbuduj swój własny ogranicznik mocy „variac” z jednym ustawieniem, zwykle oznacza to znalezienie odpowiedniego induktora, takiego jak silnik lub transformator, a cały zestaw wyglądałby jak obniżający napięcie autotransformator. Teraz muszę też poszukać czegoś takiego.


PS. Właśnie zmierzyłem pierwotny opór prądu stałego na moim, i był on mniejszy niż 000,4 oma, co jest poniżej dokładnego zakresu moich metrów, ale tak, jest tam, jeśli przejedziesz jądro po nasyceniu, wytryśnie duży prąd przez opór miedzi prawie zero.

10 V prądu stałego do 0,4 oma wynosi 25 amperów dla części cyklu prądu przemiennego po nasyceniu (wartość skuteczna 110 V do 120 V, btw, rzeczywiste napięcie (sqrt2) / współczynnik = 2 = 0,707, szczytowa 155 V do 169 V rzeczywista, co oznacza, że ​​prostowany kondensator z jedną diodą będzie ładować do szczytowego napięcia 169 DC na gniazdku zasilającym 120 V AC rms (średnia kwadratowa), a nie na 120 V, wiele osób nie zdaje sobie z tego sprawy i próbuje użyć 150 V DC o napięciu znamionowym 120 VAC, na wypadek, gdyby próbowano użyć kondensatorów ) i może spowodować zadziałanie wyłączników automatycznych 20 A lub bezpieczników topikowych w piwnicy, w zależności od ich szybkości działania.

Najlepiej więc nie nawijać więcej zwojów pierwotnych na ten sam rdzeń, ale ograniczać pobór mocy na zewnątrz. (Kontrola prędkości silnika PWM może być innym sposobem, jeśli masz jednostkę PWM 120 V, inną niż problemy z ogrzewaniem harmonicznych, jeśli są to problemy, nie czytałem o tym.)

pałka policjanta
źródło
1
Jest to bardzo trudne do odczytania w obecnej formie, ale wydaje się, że bardziej odpowiada na komentowanie z kilkoma innymi pytaniami. Być może możesz to zmienić, aby uzyskać bardziej bezpośrednią odpowiedź i zadać nowe pytanie na temat części, których nie jesteś pewien z?
PeterJ