Каков КПД феритовых трансформаторов(импульсников)?

[Гость Носир]

Уважаемые электроны тут вот такая ДУМа у меня - если брать голый ферит от транса компютерного блока питания и намотать на нем две одинаковые обмотки с одинаковым количеством витков ну скажем по 60 витков каждый на напругу 220 В с коэфициентом трансформации к=1 (один в один) .......вопрос: ----> будем ли мы иметь на вторичке те же 220 В как было бы в случае обычных силовых трансов?

 

а если вторичку подсоединить к первичке другого точно такого же по характеристикам импульсника, то получим ли мы на его выходе на ну хотя бы 210 В или как? Может 220 В? Меньше? 100 В?....А если третьего трансформатора подсоединить, то каковы будут потери в таком случае?

 

 

если да/нет, то можно ли таким методом судить о КПД или нет?

 

а какие данные тут могут влиять на выход? частота? Транзисторы? Диоды?......

 

ЗЫ: я не опытный электронщик поэтому прошу проявить не то что терпение а даже милость свою))Ррр благодарю заранее

[Evgeniy 280]

КПД в 100% быть не может впринципе. Сердечник с каждым импульсом перемагничивания, сердечник нагревается. Так же, на КПД влияет форма проходящего тока, прямоугольные импульсы не лучшая форма.

Ещё один момент, если брать большой сердечник (с запасом...) и использовать его не под завязку, то ток идущий на перемагничивание сердечника будет ощутимо заметен на фоне рабочего тока. При этом КПД будет не лучшим. Поэтому большой запас по габаритам сердечника не стоит делать.

В импульсных блоках питания очень много нюансов...

[Дмитрий4202 62]

КПД не у трансформатора, а у преобразователя в целом. Кпд зависит, как уже было сказано от многих факторов. А по поводу трансформации 220 в 220,там не совсем так. В разных топологиях подается на трансформатор 155 или 310 вольт. Но да, можно трансформировать 220 в 220 в 220 в 220 и т д. Зависит от стабилизации. Т е у вас будет трансформация с таким же выходным напряжением, но с маленьким кпд (просто ток будет меньше и греться будет всё)

[Гость Носир]

Evgeniy Дмитрий4202 чтобы узнать кое какие "нюансы" я лучше вопросы задам вам а вы можете прямо и кратко дать ответ:

 

1) на ферит имелся две обмотки по 20 витков для пуш-пула тоесть 10 первичка 10 вторичка, так как они работают наполовину из средней точки......подал на первичку 6 Вольт двуполярку 10 кГц и на вторичке вижу 8 вольт(так как амплитудное знач из-за электролита) но по сути это 6 вольт постоянки...ставлю лампочку он светится......фиксирую его яркость на глаз по памяти.....теперь мотаю на тот же ферит обмотки по 40 витков и фазирую их и получается 20 витков по схеме пуш-пула...подаю тот же 6 Вольт и получаю те же 8вольт на вторичке и ставлю ту же лампочку и замечу что он горит чуть ярче чем в прошлой сборке....в ферите был зазор если чесно.....это из за него так вышло? тоесть когда есть зазор то мотать надо больше витков?

кстати что если мотать больше витков обеих обмоток чем показывает программа старичка на процентов 20%? разве магнитосцепление с феритом не улучшится? не повысится КПД?

 

2) так все таки каков КПД такого преобразователя? в лучшем и худшем случае?

3) Без расчета можно мотать? на глаз по опыту? Если да то приведите пожалуйста пример

4) Если сделать КЗ на вторичке то теоретически это будет КЗ первички или же не до конца? p.s. это важный вопрос так как имеется солнечная батарея и надо всю его энергию передать с 12 на 220 В. Чем ближе к 100% тем лучше

5) Если трансформировать 220 в 220 и опять в 220 и опять в 220, то сколько потерь в процентах будет на каждом переходе? Только по опыту ответьте

[Дмитрий4202 62]

1) первичка содержит 20 витков с отводом от середины (10+10)? Между чем и чем было 6 вольт? Лучше конечно прикрепить схему ттго, как вы подключали ваш трансформатор.

1.1) количество витков ни на что, кроме нагрева и самоиндукции не влияет! (слишком мало - будет греться, слишком много - большой ЭДС самоиндукции) Влияет только соотношение витков вторичка/первичка. Это и есть коэффициент трансформации. Горит ярче возможно из за самоиндукции.

1.2 если намотать на 20% больше, ничего не изменится, потратите больше проволоки. Но только все обмотки надо мотать на 20% больше а не только одну, иначе коэффициент трансформации изменится.

2) кпд большинства нормально сделанных импульсников от 80 до 95%. Стабилизация уменьшает кпд кстати.

3) без расчета мотать можно, если у вас есть множество деталей, которые не жалко. Расчет нужен всегда, если конечно вы не делаете 10 абсолютно одинаковых преобразователя, там расчет нужен только для первого. Вобще суть любой науки (и радиоэлектроники тоже) в расчетах и теории.

4) кз на вторичке расценивается как очень сильный перегруз, если щащиты нет, детали не выдерживают и горят

5) по опыту не отвечу, таким не страдал. Формула кпд: Рвых/Рвх*100%, Р=I*U. I-ток, если нагрузки нет, есть только ток холостого хода (маленький). Вы можете хоть 10 трансформаторов 220/220 подулючить и обнаружите 220 на выходе, подключите лампочку и просядет до 22. Кпд зависит от нагрузки, это вот точно, по опыту говорю

[Гость Носир]

Дмитрий4202 какой Вы хороший электрон......не то что некоторые "нейтроны")) а за то что поделились опытом я хочу отблагодарить вас "тем же"...

 

слушайте друг.....короче.... если сделать два перехода 220В в 220В на двух трансформаторах......из-за потерь при переходах в конце теряется ну где-то 10% энергии(это в силовом трансе, на импульсниках не знаю не проверял еще)....но не в этом суть ....посути...посути...мы имеем три замкнутые контура где будут "крутиться" токи одинаковой величины:

первичка 1 транса;

вторичка 1 + первичка 2;

вторичка 2 + нагрузка

.....если цепляем нагрузку на конец(третий контур вторичка 2), то по ней потечет рабочий ток....но на равне с этим такой же величины ток будет идти и по первому и второму контуру, т.к. ихнее "хождение" и создает ток на третьем контуре.....стало быть если текут три контура с одинаковым током и с СОБСТВЕННЫМ разностью потенциалов(т.е плюс тянется к своему минусу, а не к чужому), не разумно ли объеденить их и использовать все ?

ведь две из них мы не используем....это обидно....но как это сделать? поставив сопротивление нагрузки на этих двух контурах приведет к уменьшению тока на третьем, так?....а сделать обрыв цепей и концы проводов абы кабы сфазировать(соединить) тоже не получится, т.к. это переменка... работая они собъют работу друг друга и короче получится хана-я каша, так?.....а что если в этих контурах сделать "обрез" линии и поставить там диодный мост, потом все выводы моста запаралелить (объединить все плюсы и все минусы вместе) ....и на этих ОБЩИХ плюсах и ОБЩИХ минусах поставить нагрузку??....хммм...я согласен, что потечет в этом узле постоянный ток...но ведь на трансах все же переменный течет (см. принцип работы диодного моста) и все довольны при этом.....но, почему же при этом мощность потребления на нагрузку увеличится ровно в ТРИ раза?...хотя на первичке 1 от источника мы тратим 1/3 от потребляемой мощности?....сверх единицей не пахнет? я это проверил даже при КЗ и сам же удивился.....на любом трансе получится и это без всяких резонансов и зазоров....хотя потери бы уменьшить на диодах и переходах будет огого....

как же работает?....нее ну сами узнайте потом...это не важно.....но главное работает и стабильно причем....но проверял на силовых трансах....хочу вот переориентироваться на импульсниках......дабы вес уменьшить...а конструкция это позволяет т.к. как говорил АКА КАСЬЯН он до безобразия прост.....кстати передайте ему привет от меня и от имени шести лет труда в области "альтруистических источников"))))

 

а Вы все еще не верите? или я наверное с расчетами накосячил? Может проверите? Для меня, как другу? кстати и пожалуйста на импульснике тоже проверьте...главное чтоб коэфицент был равен единице......сделаете? в знак уважение?)) просто очень важно услышать мнение професионала....хотя тоже можно теорию выслушать, буду рад.....спасибо заранее

[Гость Носир]

Evgeniy тоже хороший электрон))

[Дмитрий4202 62]

Итак, теория. Если подключать последовательно два трансформатора 220/220 и на вторичку второго нагрузку, то, как вы правильно сказали будет 3 контура:

Вторичка 2 (ток нагрузки)

Вторичка 1 + первичка 2 (ток нагрузки + ток хх 2)

Первичка 1 (ток нагрузки + ток хх 2 + ток хх 1), это то что вся конструкция жрет от сети.

Если подстоединить на втрричку 1 помимо первички 2, еще и мост и другую нагрузку, что будет?

Потребление от сети увеличится на величину равную току второй нагрузки. И всё. Чудес не бывает, кпд трансформаторов при последовательном соединении уменьшается (перемножается). При параллельном соединении трансов, кпд не падает, а остается неизменным. Плюс нет просадок всяких. А что у вас ща нагрущка такая, что при подключении к ней напряжения с одного источника она есть один ток, а при подключении другого такого же, есть больше??? Так не бывает по законам физики! Либо это как раз то что я говорю - просадка напруги на вторичке 2. Там одно напряжение, а на первичке 2 другое, при запараллеливании, ток идет с первички 2,а так как больше напруга, больше ток, вот и жрет много.

Кстати вы сами себе противоречите

потерь при переходах в конце теряется ну где-то 10% энергии

А потом пишите

мы имеем три замкнутые контура где будут "крутиться" токи одинаковой величины:

первичка 1 транса;

вторичка 1 + первичка 2;

вторичка 2 + нагрузка

.....если цепляем нагрузку на конец(третий контур вторичка 2), то по ней потечет рабочий ток....но на равне с этим такой же величины ток будет идти и по первому и второму контуру

[Гость Носир]

нуу каак же чудес не бывает?? вы и есть чудо, Дмитрий!! )) если конечно правильно поймете, то что я имел в виду....спасибо за ваше мнение.....но уверяю вас оно работает....даже по теории, включая все существующие математические формулы.....всё об одном....оно все же работает.....я аш ради забавы на симуляторе EveryCircuit собрал эту схемку))) такие софты как известно работают только исходя из теории и математических расчетов......и к большому удивлению......РАБОТАЕТ!!....даже официальная наука это подтверждает))))

p.s. Дмитрий вы чуть чуть неправильно поняли то что я имел ввиду, там все последовательно надо подключить кроме выходов д/мостов(там паралель)....."обрез линии" имелось ввиду реальный обрез линии по которому должен течь ток(одна линия/проволка)

насчет противоречия - в идеале должно 300%(при двух трансах) но на практике из-за потерь на переходах каждый раз минус 5-10%

 

ну как ? соберете импульсник? )

[Дмитрий4202 62]

Ну не бывает кпд 300%, это противоречит закону сохранения энергии!

У вас эта конструкция в розетку втыкается? Вот измерьте потрeбляемую можность и отдаваемую. Отдаваемая НИКОГДА не превысит потрeбляемую

[Дмитрий4202 62]

А если оно работает с кпд 300%, запитайте его от самого себя, ему не нужна розетка, получается. Заработает? Уверен что нет

[Гость ELMIS]

если брать голый ферит от транса компютерного блока питания и намотать на нем две одинаковые обмотки с одинаковым количеством витков ну скажем по 60 витков каждый на напругу 220 В с коэфициентом трансформации к=1 (один в один) .......вопрос: ----> будем ли мы иметь на вторичке те же 220 В как было бы в случае обычных силовых трансов?

Откуда такая уверенность, что, при одинаковом количестве витков первичной и вторичной обмоток, напряжения на входе и на выходе трансформатора одинаковые? С этого момента и с этой цитатой Вам следует разобраться и всё остальное самому покажется трагикомическим.

У обычного 50Гц трансформатора кроме режима холостого хода, который Вы подразумевали своим представлением об идентичности витков и напряжений на обмотках, есть ещё и режим короткого замыкания и режим, в котором трансформатор применяется. Практически человечество использует трансформатор только в промежутке между режимом холостого хода и режимом короткого замыкания – так как оба эти режима не совершают трансформацию полезной мощности (в первом случае отсутствует ток через нагрузку, а во втором - напряжение на нагрузке). Первый – режим холостого хода, по нему можно судить о потерях в сердечнике (потери в стали). Второй – режим короткого замыкания, по нему можно судить о потерях мощности (потери в меди) на нагревание обмоток и в таком режиме при номинальном токе через накоротко соединённую вторичную обмотку определяется общее падение напряжения на обмотках трансформатора (фиксируется напряжение на входе, при номинальном токе на выходе). Это падение напряжения, выраженное в процентах от номинального входного напряжения, для трансформаторов мощностью 1кВА примерно 3-5% - это значит, что (и при одинаковом количестве витков двух обмоток) напряжение на вторичной обмотке под номинальной нагрузкой будет на эти проценты ниже.

Реальный 50Гц трансформатор имеет оба вида потерь. К примеру, современный 1000ВА тороидальный трансформатор имеет около 5Вт потерь в стали (ток холостого хода менее 40мА) и около 30Вт потерь в меди (при 20С) при номинальной нагрузке, то есть, эффективность трансформации мощности (КПД) около 96,5%.

 А современный 1кВА преобразователь 24/230 (MERU 1K-24) работает с КПД только до 92%, при этом на холостом ходу ему надо в 4!!! раза больше (20Вт) чем современному 50Гц трансформатору. У импульсных трансформаторов не принято рассматривать КПД отдельно взятого трансформатора по причине отсутствия стандартизированного высокочастотного напряжения, к которому напрямую трансформатор можно подключить – такое напряжение создают полупроводниковые генераторы и такой генератор, в составе которого входит высокочастотный ферритовый трансформатор, называют “электронный трансформатор” и КПД определяется для всего таково “электронного трансформатора”.   

Из приведённых примеров видно, что работая на одинаковой полной мощности 1000ВА оба преобразователя по эффективности практически равноценны, но в случае уменьшения мощности нагрузки импульсный преобразователь в разы проигрывает 50Гц трансформатору. Поясню – подключите нагрузку 6Вт к 1000ВА трансформатору и с сети Вам нужно будет 5Вт на потери в стали и менее 1Вт на потери в меди и 6Вт для нагрузки, то есть КПД 6/(5+1+6)=0,5. Ту же 6Вт нагрузку подключаем к инвертору MERU 1K-24 (потери в меди даже не учитываем – они мизерны по сравнению с потерями на полупроводниковых элементах преобразователя), при этом инвертор с аккумулятора будет забирать 20Вт для функционирования самой схемы преобразователя и 6Вт для нагрузки, то есть КПД 6/(20+6)= 0,23. Из этого делается вывод – преобразователи с трансформаторами, независимо от частоты, имеют высокий КПД (свыше 90%) при нагрузках близких к номинальной мощности и имеют КПД=0, работая без нагрузки. Также вывод, что у  трансформатора наивысший КПД, когда потери в стали и потери в меди одинаковы.   

Последовательное включение трансформаторов или преобразователей снижает КПД всей системы, и общий КПД определяется преумножением коэффициентов всех последовательно соединённых трансформаторов или преобразователей. К примеру, соединяя последовательно 10 трансформаторов (КПД 90% для каждого) общий КПД=0,9*0,9*0,9*0,9*0,9*0,9* 0,9*0,9* 0,9*0,9=0,31 (31%). 

 

 'Гость_Носир_*' post='20029' если мотать больше витков обеих обмоток чем показывает программа старичка на процентов 20%?

 

Некоторые радиоинженеры игнорируют, что габаритные мощности первичной и вторичной обмоток могут существенно различаться (разве программой старичка можно оптимально рассчитать 50Гц трансформатор, работающий с двухполупериодным выпрямителем со средней точкой, хотя бы на активную нагрузку, и разве программа учитывает температурный коэффициент материала обмоток?). Поэтому компьютерные программы до возможно полного понимания работы трансформатора лучше не использовать. Тем более программы не универсальны и не подойдут, если нужен трансформатор с минимальным весом или минимальной стоимостью, или с минимальными габаритами, или с минимальным током холостого хода.

 

'Гость_Носир_*' timestamp='1533703777' post='20038' .....а что если в этих контурах сделать "обрез" линии и поставить там диодный мост, потом все выводы моста запаралелить (объединить все плюсы и все минусы вместе) ....и на этих ОБЩИХ плюсах и ОБЩИХ минусах поставить нагрузку??....хммм...я согласен, что потечет в этом узле постоянный ток...

 

И с этим Вам следует разобраться и начинайте с изучения основных дефиниций – что такое постоянный ток и что такое выпрямленный ток, чем эти токи различаются и по каким формулам производятся расчёты выпрямленного действующего тока и выпрямленного среднего тока. Так про какой ток через нагрузку идёт речь в Ваших экспериментах?

 

'Гость_Носир_*' timestamp='1533703777' post='20038' при этом мощность потребления на нагрузку увеличится ровно в ТРИ раза?...хотя на первичке 1 от источника мы тратим 1/3 от потр######емой мощности?

 

Вы же в своём эксперименте перепутали два фундаментальных понятия – постоянный ток и выпрямленный ток.

В первом случае мощность на нагрузке определяется U*I, а во втором U*I*косинус "фи", так как в Вашем эксперименте в качестве нагрузки используются трансформатор.  

 

КПД нужно определять практически по показаниям измерительных приборов предназначенных для измерения напряжений и токов такой формы сигнала, которая присутствует в измерительных цепях и важно учитывать фазовый сдвиг (если такой имеется) между двумя этими величинами. Лампочка, которой Вы пользуетесь, не является измерительным прибором, а индикатором.     

 

И напоследок – трансформатор это не масонский банк, в котором Вы в одно окошко отдаёте 100 тугриков, а из другого окошка забираете 105 тугрика.