Падение напряжения в трансформаторе под нагрузкой

Содержание

Падение напряжения в трансформаторе под нагрузкой
Потеря напряжения в трансформаторе
Дополнительно по теме
Падение напряжения в трансформаторе под нагрузкой
Кто сейчас на форуме

Падение напряжения в трансформаторе под нагрузкой

1.5.6. Падение напряжения в трансформаторе и его КПД

Для определения напряжения на нагрузке трансформатора воспользуемся его упрощенной схемой замещения без намагничивающего контура (рис.1.23а):

Рис.1.23. Схема замещения приведенного трансформатора без учета контура намагничивания (а) и его векторная диаграмма в режиме нагрузки (б)

Погрешность определения тока I 1 , вызванная таким упрощением, при нагрузках, близких к номинальной, составляет величину порядка 0,1%, что вполне допустимо. Обычно падение напряжения в трансформаторе определяется разностью вторичного напряжения трансформатора при холостом ходе U 20 и в режиме нагрузки в процентах по отношению к :

При холостом ходе отсутствуют падения напряжения в обмотках трансформатора. Поэтому, приняв , получим

Эта величина называется относительной потерей напряжения. Ввиду того, что можно приближенно за модуль принять его проекцию на направление вектора , т.е. отрезок (рис.1.23б).

U ka = и U kr = % — активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания в процентах от U 1н .

Для относительного падения напряжения, соответствующего току I 1 получаем

Рис.1.24. К расчету формулы 1.38.

Рис.1.25 Внешняя характеристика трансформатора

Высокие значения КПД трансформатора не позволяют определить его с достаточной точностью путем непосредственного измерения мощности, потребляемой от сети и мощности, отдаваемой нагрузке . Поэтому, согласно требованиям ГОСТа, его вычисляют косвенным методом по данным опытов холостого хода и короткого замыкания. Точность этого метода приемлема для практики.

Зависимость активной мощности трансформатора от коэффициента нагрузки b может быть выражена следующим образом:

При опыте холостого хода ток I 10 невелик, и потерями мощности в первичной обмотке можно пренебречь. Следовательно, с достаточной степенью точности можно считать, что потери в сердечнике трансформатора определяются мощностью, потребляемой из сети при номинальном напряжении сети: .

Из схемы замещения (без учета тока намагничивания) трансформатора имеем для режима к. з.:

Коэффициентом полезного действия трансформатора называют отношение отдаваемой мощности к мощности, потребляемой из сети:

Источник

Потеря напряжения в трансформаторе

Потеря напряжения в обмотках двухобмоточного трансформаторе определяется по формулам:

где Р — активная нагрузка трансформатора, Мвт;

Q — реактивная нагрузка трансформатора, Мвар;

S — полная нагрузка трансформатора, Мва; U — напряжение на зажимах трансформатора, кв;

Uн — номинальное напряжение сети, кв;

cosj — коэффициент мощности нагрузки трансформатора;

R — активное сопротивление обмоток трансформатора;

X — реактивное сопротивление обмоток трансформатора:

В формулах (5-26) и (5-27): Sн — номинальная мощность трансформатора, Мва;

Uн.т. — номинальное напряжение обмоток трансформатора, кв;

DРк.з — потери короткого замыкания в трансформаторе, Мвт;

Ux — падение напряжения, %, в реактивном сопротивлении трансформатора, определяемое по формуле (9-7).

Дополнительно по теме

В формулах (5-24), (5-25), (5-26) и (5-27) все величины должны быть отнесены или к стороне высшего (ВН), или к стороне низшего (НН) напряжения.

В табл. 9-2 приведены значения активных и реактивных сопротивлений трансформаторов по отношению к стороне ВН. Пересчет этих сопротивлений по отношению к стороне НН производится по формулам:

где n — коэффициент трансформации трансформатора:

где — относительная величина напряжения, соответствующая данному ответвлению обмотки ВН;

— номинальный коэффициент трансформации трансформатора.

Величины потерь напряжения в трансформаторах при номинальной нагрузке и номинальном напряжении на зажимах для различных коэффициентов мощности приведены в табл. 5-29.

Таблица 5-29 Потеря напряжения, % в понижающих трансформаторах 6-35/0,4/0,23 кв при номинальной нагрузке

Источник

Падение напряжения в трансформаторе под нагрузкой

_________________
+7911 200 -2820 11-17 мск
» Можно я лягу?»(C)

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет — любой!

Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/cwc

Друг Кота

Карма: 28
Рейтинг сообщений: 271
Зарегистрирован: Ср сен 27, 2006 16:18:57
Сообщений: 3463
Рейтинг сообщения: 0

А как соединены? Обмотки параллельно и диодный мост, или обмотки со средней точкой и два диода?

Скорее всего, обмотки не могут отдавать большой ток. Кроме этих двух, на трансформаторе есть ещё вторичные обмотки?

А какое стабилизировенное напряжение Вы собираетесь получить при токе 1,7 А ?

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Мучитель микросхем

Карма: -1
Рейтинг сообщений: -3
Зарегистрирован: Сб фев 09, 2013 11:39:13
Сообщений: 447
Откуда: Украина, Марганец
Рейтинг сообщения: 0

Соединены параллельно, для получения большего тока.
Да, присутствуют еще вторичные обмотки: на 5 и на 18В. Но там ток небольшой, порядка 0,3А. Ток 1,7А не критичен, пусть будет меньше, но главное чтобы напряжение не так проседало. Ну 12 Вольт.

Построение источников бесперебойного питания с двойным преобразованием, широко используемых в современных хранилищах данных, на базе карбид-кремниевых MOSFETs производства Wolfspeed позволяет уменьшить мощность потерь в них до 40%, а также значительно снизить занимаемый ими объем и стоимость комплектующих.

Друг Кота

Карма: 28
Рейтинг сообщений: 271
Зарегистрирован: Ср сен 27, 2006 16:18:57
Сообщений: 3463
Рейтинг сообщения: 0

Хорошо. Этот вариант лучше, чем отвод от середины и два диода.

Как я понял, их вклад в общую мощность не такой большой.

Чтобы получить стабилизированные 12 вольт после LM317 при токе нагрузки хотя бы 1 ампер, надо, чтобы напряжение на входе LM317 было не меньше 14,5 вольт. Поскольку, на сглаживающем конденсаторе, который стоит после диодного моста есть пульсации, то вольтметр там Вам покажет некоторое среднее значение напряжения. А на самом деле из-за пульсаций, напряжение там может проваливаться ниже на 1 — 2 вольта (а может и больше — зависит от ёмкости сглаживающего конденсатора), чем показывает вольтметр. Так что под нагрузкой Вы должны намерять где-то вольт 16 — 17. Лучше, конечно посмотреть пульсации осциллографом, если есть такая возможность.

Теперь смотрим на трансформатор. Номинальное напряжение обмоток 13,5 вольт. Тут дело тёмное. Это напряжение на холостом ходу или под нагрузкой номинальным током 0,85А ? Ну пусть это напряжение под нагрузкой. Но это значение для чисто активной линейной нагрузки при синусоидальном токе.
Амплитудное значение напряжения будет 13,5*1,41 = 19 вольт. Из него надо вычесть прямое падение напряжения на диодах моста — примерно 2 вольта. Получается, что сглаживающий конденсатор может зарядиться максимум до 17 вольт. А про пульсации не забыли? От этого напряжения надо отнять размах пульсаций — эдак вольта 2 — 3. Вроде бы, по теории, всё получается впритык.

Но действительность ещё кошмарней. Дело в том, что диодный мост с конденсатором и нагрузкой потребляет от трансформатора не синусоидальный, а импульсный ток. И значение этого импульсного тока в несколько раз превышает ток нагрузки! Этот ток создаёт падение напряжения на активном сопротивлении первичной и вторичной обмоток. Причём, подлость в том, что напряжение проседает сильнее как раз тогда, когда оно нам наиболее нужно — на вершинах синусоиды. Поэтому замечательная формула для расчёта амплитудного значения просто не работает. На вторичной обмотке трансформатора не синус, а трапеция. Вот поэтому так просаживается напряжение под нагрузкой. И это ещё не всё. Поскольку в электросети Вы не один такой, а есть ещё дофига подобных нагрузок, то форма напряжения в сети тоже не очень синусоидальная, а похожая на трапецию.

Так что ищите такой трансформатор, который при Вашем токе нагрузки обеспечит на входе LM317 напряжение не меньше 14,5 вольт с учётом пульсаций.

Компэл объявляет о значительном расширении складского ассортимента продукции Connfly. Универсальные коммутирующие компоненты, соединители и держатели Connfly сочетают соответствие стандарту ISO9001:2008, высокую доступность и простоту использования. На текущий момент на складе Компэл – более 300 востребованных на рынке товарных наименований с гибкой ценовой политикой.

Говорящий с текстолитом

Карма: 3
Рейтинг сообщений: 38
Зарегистрирован: Ср сен 08, 2010 20:33:39
Сообщений: 1501
Откуда: Воронеж
Рейтинг сообщения: 0

_________________
С шерстью на сайте постоянные проблемы. Обещали исправить, но никак. Вот работающая ссылка, если кому нужно. http://radiokot.ru/circuit/power/charger/40/

Мучитель микросхем

Я бы не спешил с такими выводами. Я измерял ток между выходным конденсатором и лампой, включая амперметр последовательно с нагрузкой.

Думал питать от 18 Вольтовой обмотки кулер для охлаждения Lm317. А пятивольтовую обмотку использовать для подсветки стрелочных индикаторов.
Там 13.5В под нагрузкой. Вхолостую трансформатор выдает 14-15В. А вхолостую на выходе блока питания 17В.
Трансформатора другого нет. Есть конечно ТС-180, но там обмотки по 6,5В, соединяя их последовательно получим 13В. Та же песня.
Собственно мне ток не так нужен, как напряжение.

Говорящий с текстолитом

Друг Кота

Карма: 28
Рейтинг сообщений: 271
Зарегистрирован: Ср сен 27, 2006 16:18:57
Сообщений: 3463
Рейтинг сообщения: 0

Ну так нагружайте источник питания постепенно. И посмотрите, какой ток можно отбирать при напряжении 14,5 вольт на сглаживающем конденсаторе. Если устроит, то и хорошо.

А если надо напряжение, включите обмотки последовательно. Тогда напряжения точно хватит А ток будет определяться допустимым нагревом трансформатора.

Мучитель микросхем

Опечатка получилась. Там обмотки по 0,85А, соединяем параллельно и получаем 1,7А.

И тогда 10В гасить на LM317? Это вы советуете мне кипятильник. А если на вход микросхемы взять конденсатор с еще большей ёмкостью, это не улучшит ситуацию?

Говорящий с текстолитом

Мучитель микросхем

Это паспортные данные трансформатора.

Говорящий с текстолитом

Друг Кота

Карма: 28
Рейтинг сообщений: 271
Зарегистрирован: Ср сен 27, 2006 16:18:57
Сообщений: 3463
Рейтинг сообщения: 1

Немного улучшит, но незначительно. Напряжение на сглаживающей ёмкости Не увеличится. Но пульсации уменьшатся. Увеличите ёмкость вдвое — пульсации уменьшатся вдвое.

Ну не 10, а поменьше. Напряжение под нагрузкой нехило просядет на сопротивлении обмоток. Но кипятильник будет, это точно. Чудес не бывает. Особенно с такими источниками питания. Я же говорю, надо искать другой трансформатор.

Мучитель микросхем

Я даже не знал куда копать. Мне говорили, что 1А — 1000мкФ. Я опирался на эту информацию.

Хорошо. Допустим я соединю обмотки последовательно. Получу почти 30В на выходе. Какой ток я смогу выжать в реальности из БП (по паспорту 0,85А)?

Друг Кота

Карма: 28
Рейтинг сообщений: 271
Зарегистрирован: Ср сен 27, 2006 16:18:57
Сообщений: 3463
Рейтинг сообщения: 0

Согласно паспортным данным, Вы можете отбирать с двух этих обмоток (13,5+13,5)*0,85 = 23 ватта. Но это при условии, если к этим обмоткам подключена линейная чисто активная нагрузка. (типа, резистор). Но в случае, когда к обмоткам подключён диодный мост со сглаживающим конденсатором, всё гораздо хуже. Это нагрузка сильно нелинейная и потребляет ток от обмотки короткими импульсами. Такая нагрузка характеризуется коэффициентом мощности примерно 0,6 — 0,7. В лучшем случае, от трансформатора с такой нагрузкой можно отбирать 23*0,7 = 16 ватт.
Напряжение на сглаживающем конденсаторе под нагрузкой будет где-то 26 — 30 вольт. Тогда можно будет отбирать ток 16/26 = 0,6 ампера.

Мучитель микросхем

Ясно. Ну да и пусть. Но теперь появляется новая проблема! Я никак не могу настроить делитель напряжения с сглаживающими конденсаторами. Без них нормально — но при подключении конденсаторов получается интересная штука: 2/3 оборота переменного резистора регулируется 95% всего напряжение, а оставшиеся 1/3 регулируют лишь 5% всего напряжения. Почему? Именно с конденсаторами. И еще: мне вообщем-то больше 12В не нужно, а в теории я смогу добыть более 23В точно. Обычным делителем я еще уменьшу мощность. (Если установить максимальный предел, допустим, 15В, для более удобной настройки напряжения) Такой вывод я сделал, экспериментируя с разными вариантам делителей.

Говорящий с текстолитом

Мучитель микросхем

Друг Кота

Карма: 28
Рейтинг сообщений: 271
Зарегистрирован: Ср сен 27, 2006 16:18:57
Сообщений: 3463
Рейтинг сообщения: 0

Схему в студию! Иначе никак.

Страница 1 из 2

[ Сообщений: 38 ]

На страницу 1 , 2 След.

Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: aeniks, ЖуЧоК и гости: 37

Источник