50Гц трансформатор на повышенной частоте Опции

[AlexPlasma]

Здравствуйте!
На одном форуме прочитал такой пост:

Теория утверждает, что при использовании частоты в 400 Гц, массо-габаритные показатели сварочника (железа) уменьшаются в 4-6 раз. А вообще-то обычное железо (хорошая трансформаторная сталь) тянет до 1 кГц. Может и больше, но процент потерь (на тепло) здорово растет. И приходится выбирать утяжелять аппарат системой охлаждения или понижением частоты преобразования.

Но развитие ветка не получила. Скажите, что Вы считаете по этому поводу? Реально с 4кВт железа снять 12кВт?

[Herz]

Оно то возможно, но есть подозрение, что моделька не всё учитывает. В справочниках по электротехническим сталям сказано, что для каждой марки существует некоторая критическая частота, начиная с которой потери растут лавинообразно. По опыту тоже, использование 50-герцового транса на частоте ок. 300-400 Гц даже с половинной прокачиваемой мощностью вызывает неслабый такой нагрев. Посему снятие мощности, большей паспортной, за счёт повышения частоты выглядит чистой утопией. Рекомендую сомневающимся проверить опытно.

[druutten]

Оно то возможно, но есть подозрение, что моделька не всё учитывает.

Конечно не всё. Например, в модельке нет радиаторов для силовых ключей, а в реале они есть.
Аналогичный случай и с трансформатором. Если его эффективно охлаждать, то не так страшен фигурант, как его малюют, поскольку трансформаторная сталь проводит тепло намного лучше ферритовой керамики. Следовательно, организовать съём тепла со стального сердечника, который весь наружи, не составляет особого труда.
С потерями тепла в обмотках вопрос решается уменьшением кол-ва витков в соотв. с увеличением частоты.
Кстати, 400 герцовые трансформаторы серии ТР имеют штатные силуминовые радиаторы.

Сообщение отредактировал druutten - Aug 26 2012, 05:31

[Herz]

Кстати, 400 герцовые трансформаторы серии ТР имеют штатные силуминовые радиаторы.

Не от хорошей жизни. Это говорит о том, что даже с применением специальных сортов стали, более высокочастотных, не удаётся сократить потери в ней достаточно.
Использование же низкочастотных, 50-герцовых трансформаторов на повышенной частоте не только не позволит получить выигрыш и "прокачать" через него больше энергии, но и использовать на номинальной мощности станет проблемой - придётся охлаждать и мириться со снижением КПД.

[druutten]

Не от хорошей жизни. Это говорит о том, что даже с применением специальных сортов стали, более высокочастотных, не удаётся сократить потери в ней достаточно.
Использование же низкочастотных, 50-герцовых трансформаторов на повышенной частоте не только не позволит получить выигрыш и "прокачать" через него больше энергии, но и использовать на номинальной мощности станет проблемой - придётся охлаждать и мириться со снижением КПД.

В ТР-ах радиаторы не для съёма тепла от перемагничивания сердечника, а для охлаждения обмоток, т.к. данные трансформаторы изготовлены с уменьшенным расходом меди.
Что касаемо 50-герцовых трансформаторов на повышенной частоте, то уже постил, что витков, при одинаковой индукции, будет меньше и, следовательно, расход меди также уменьшится равно как и выделение тепла в обмотках. Увеличение потерь от задирания частоты меньше, чем от задирания индукции. Степени функции потерь разные. Снять тепло с находящегося снаружи сердечника легче, чем с многослойных обмоток укутанных изоляцией с плохой теплопроводностью.
А потом, никто ведь не запрещает использовать инвертор на частоте 50Гц. Отличие от обычного бодика в том, что регулировка и поддержание заданного тока осуществляется цепью ОС по току на высокой частоте и нет надобности в громоздком активном или реактивном балласте, а соседи в гораздо меньшей степени будут наблюдать цветомузыку при работе сварочника, что тоже немаловажно. Кроме того, при прямоугольной форме вых. тока, дуга горит гораздо стабильнее чем при синусоидальной.

Сообщение отредактировал druutten - Aug 27 2012, 16:51

[Herz]

Что касаемо 50-герцовых трансформаторов на повышенной частоте, то уже постил, что витков, при одинаковой индукции, будет меньше и, следовательно, расход меди также уменьшится равно как и выделение тепла в обмотках. Увеличение потерь от задирания частоты меньше, чем от задирания индукции. Степени функции потерь разные.

Да? А Вы попробуйте. Вживую, не в модельке. Я недавно ставил такой эксперимент. Нужно было запитать EL-подсветку 400Гц. Поскольку транса подходящего не оказалось, использовал 50-герцовый, с двукратным запасом по мощности. Однако грелся весьма прилично.

[druutten]

Однако грелся весьма прилично.

Приличным и неприличным бывает поведение фигуранта в общественном месте.
А на технических форумах принято оперировать цифрами перегрева и параметрами охладителя: температура перегрева сердечника и обмоток, площадь и материал охладителя, способ его крепления на сердечнике, скорость охлаждающего воздуха. Я же вам результаты симулирования не на пальцах показываю и не в терминах много-мало, весьма прилично. здорово. прекрасно, замечательно.
Поэтому, хотя бы из уважения к оппоненту, хотелось бы более серьёзного подхода, если вы таки собираетесь обсуждать сабж серьёзно. В противном случае, не стоит утруждать себя и напрягать посетителей форума.

Сообщение отредактировал druutten - Aug 29 2012, 16:21

[Herz]

Приличным и неприличным бывает поведение фигуранта в общественном месте.
А на технических форумах принято оперировать цифрами перегрева и параметрами охладителя: температура перегрева сердечника и обмоток, площадь и материал охладителя, способ его крепления на сердечнике, скорость охлаждающего воздуха. Я же вам результаты симулирования не на пальцах показываю и не в терминах много-мало, весьма прилично. здорово. прекрасно, замечательно.
Поэтому, хотя бы из уважения к оппоненту, хотелось бы более серьёзного подхода, если вы таки собираетесь обсуждать сабж серьёзно. В противном случае, не стоит утруждать себя и напрягать посетителей форума.

Спасибо, что напомнили. И что принято на технических форумах, и как мне следует себя вести в серьёзном обсуждении.
Исключительно из уважения к оппоненту уточняю: трансформатор перегревался на несколько десятков градусов относительно работы в тех же условиях, но на номинальной частоте. Причём, напомню ещё раз: мощность отбиралась половинная от габаритной.
Я не сильно напряг посетителей форума?
Или мне провести НИОКР: измерить с точностью до градуса по отдельности перегрев обмоток и сердечника, привести весь набор параметров материалов и среды, включая атмосферное давление, прежде чем отважиться вступить с Вами в диалог?

Вы уж, если не в пример мне, не ведёте беседы на пальцах:

На одном из сайтов по самодельному сваркостроению видел такую картинку:
В данном случае, сердечник трансформатора на стали перемагничивается с частотой около 500Гц, но, в принципе, частота может быть любой.

То сообщите нам, о какой стали тут идёт речь. И каковы те самые цифры, список которых Вы перечислили выше.
А то выражение в принципе, частота может быть любой выглядит ничем не лучше в техническом плане.

[druutten]

А то выражение в принципе, частота может быть любой выглядит ничем не лучше в техническом плане.

Упомянутое выражение означает, что любой оппонет, пожелавший повторить модель в своём симуляторе, может задать любую частоту и посмотреть результат. А сообщение, что трансформатор "заметно"(С) или до "нескольких десятков градусов"(С) грелся, проверить невозможно, поскольку это ваша субъективная оценка. Ведь даже количество десятков вы не указали. Что касается параметров сердечника, то они известны и задаются в симуляторе в зависимости от используемой модели нелинейного магнитного элемента, буде то дроссель, как в LTspice, или трансформатор, как в MC.

Я не поленился, воспроизвёл модель и посмотрел результат на частоте пятьдесятВас


Сообщение отредактировал druutten - Aug 29 2012, 18:49