Transformator op halve frequentie

Moeilijk te zeggen, je hebt kans dat je geweldige verliezen kreëert in de kern.Hoe ruim bemeten is de kern.

Ik heb geen verdere gegevens van de trafo in het voorbeeld.
Neem bvb. een gewone scheidingstrafo.

Het hoeft niet zo nauwkeurig te zijn.
Het is gewoon om een idee te krijgen wat er gebeurt met-en in de trafo en op welke spanning/stroom (kVA)hij nog mag werken.
Of welke spanning/stroom (kVA) hij nog kan leveren.

Ik neem aan dat het niet de helft(=25kVA) zal zijn, dat ligt te veel voor de hand.

Het moet waarschijnlijk iets met de frequentie te maken hebben, maar verder weet ik het ook niet.

Bedankt voor het meedenken.

Als je een spanning 380V 0 Hz (een gelijkspanning) op de primaire van je transfo aansluit heb je aan de secundaire 0 V.
De stroom door de primaire zal groter zijn bij 0 Hz dan bij 50 Hz omdat de wikkeling nu geen "wisselstroomweerstand" meer heeft.
Met een transfo op 0 Hz ben je niks, hij verbruik alleen maar elektriciteit een geeft niks nuttigs af.

Als je nu de 0 Hz vervangt door 25 Hz zal volgens mij de spanning op de secundaire ongeveer 380/2 V zijn.

Op 23 december 2005 21:59:15 schreef NV Lambik:
Als je nu de 0 Hz vervangt door 25 Hz zal volgens mij de spanning op de secundaire ongeveer 380/2 V zijn.

Ik denk het niet, de wikkelverhoudingen zijn exact hetzelfde dus de spanning zal vast wel (ongeveer?) hetzelfde zijn.
Ik denk dat je het eerder moet zoeken bij de verliezen.

Heb eens in mijn oude schoolboek gekeken en daar staat:
"Als de magnetische flux door het oppervlak van een winding verandert, ontstaat in deze winding een spanning, die toeneemt met de grote van de fluxverandering en met de snelheid waarmede deze verandering gebeurt" ( wet van Faraday)

Bij 25 Hz is de snelheid van de fluxverandering de helft van bij 50 Hz.
De grote van de fluxverandering is afhankelijk van de stroomsterkte door de wikkeling. Bij 25 Hz is de 'wisselstroomweerstand' kleiner dan bij 50 Hz. De stroom is danook bij 25 Hz groter. Hij zou het dubbele moeten zijn om de opgewekte spanning bij 25 Hz even groot te laten zijn als bij 50 Hz.

Bij 25 Hz moet er 2x zo veel flux door de kern als bij 50 Hz, omdat de fluxverandering nog maar de helft is. Het vermogen van de kern om "veldlijnen te geleiden" is dan dus ook nog maar de helft.

Anders gezegd: bij 25Hz gaat de kern al bij de helft van het opgegeven vermogen van de trafo in verzadiging en produceert daarboven eigenlijk alleen nog maar warmte.

Je zult de de kern 2x zo groot moeten maken om de trafo bij 25 Hz zijn specificaties bij 50 Hz waar te laten maken.

Toeval of niet , twee dagen geleden stelde ik me net dezelfde vraag .
Nu weet ik het : XL = 2*pi * f * L
Net zoals Lambik het zegt , bij 25 hz is de reactantie van de spoel 157 ohm , bij 50 hz 314 . Bij halve frequentie wordt de wisselstroom weerstand ( reactantie dus ) de helft meer .
Bij de formule er van uitgegaan dat de zelfinductie van de spoel ( L) 1 henry is

Maar hoe kan de nieuwe toegelaten spanning berekend worden ? Ik zou zeggen : bovenstaande formule toepassen , waarbij men met 50 hz werkt , waarmee de stroom bij 380 V
kan gevonden worden
Weet men dus de nieuwe reactantie ( waarom toch niet gewoon weerstand ?^) en de toegelaten stroom , kan de spanning berekend worden
E = I * R = 1,2 A * 157 ohm = 190 volt .....

Maar dit is TE simpel . Ik durf te wedden dat er ergens wel iets mis mee is . De flux bijvoorbeeld ....

Dank u.

Ik dat ik hiermee mischien wel verder kom.

@ Mon1935 : Hoe kom je aan 1,2A?
De trafo is toch 50kVA?

een beetje theorie:

de twee transformatorvergelijkingen in complexe notatie voor sinusoidale signalen ijzerverlies en verzadinging buiten beschouwing gelaten

V₁ = R₁I₁ + j.X_1sI₁ + E₁
V₂ = R₂I₂ + j.X_2sI₂ + E₂

met de EMK's

E₁= jX_m1(I₁ + (w2/w1)I₂)
E₂ = (w2/w1) E₁

met

I₁,I₂: prim, sec stroom
V₁,V₂: prim, sec spanning
R₁,R₂: prim, sec koperweerstand
X_1s,X_2s: prim, sec spreidingsreactantie (inderdaad afhankelijk van de frequentie X = wL -> L = inductantie)
X_m1: magnetiseringsinductantie
w2/w1 : wikkelverhouding

dus zeggen dat de spanning deelt door twee is gevaarlijk

Op 23 december 2005 23:31:29 schreef Mon1935:
Toeval of niet , twee dagen geleden stelde ik me net dezelfde vraag .
Nu weet ik het : XL = 2*pi * f * L
Net zoals Lambik het zegt , bij 25 hz is de reactantie van de spoel 157 ohm , bij 50 hz 314 . Bij halve frequentie wordt de wisselstroom weerstand ( reactantie dus ) de helft meer .
Bij de formule er van uitgegaan dat de zelfinductie van de spoel ( L) 1 henry is

@ als je de impedantie van de spoel berekent bij 50 hz kom je op 314 ohm . Je had nu 380 V . Dus , I = E/R , dat is 380/314 = 1,2 A
Ik heb dus doodgewoon verondersteld dat 1,2 de maximum toegelaten sroom was omdat dat in mijn voorbeeld zo was .
Die getallen die ik nam zijn maar fictief , alleen de frequenties ( 50 en 25) zijn reeel . 1 henry voor de spoel is zomaar genomen . Ik had net zo goed 5 kunnen nemen

Pardon Jonathan , ik heb mijn chinees woordenboek thuis laten liggen

Op 25 december 2005 17:25:03 schreef Tito Rules:
Dank u.

Ik dat ik hiermee mischien wel verder kom.

@ Mon1935 : Hoe kom je aan 1,2A?
De trafo is toch 50kVA?

Ik ben nog wat ....van gisteren avond blijkbaar . Ik wilde HIEROP reageren

Op 23 december 2005 23:31:29 schreef Mon1935:
Nu weet ik het : XL = 2*pi * f * L
Net zoals Lambik het zegt , bij 25 hz is de reactantie van de spoel 157 ohm , bij 50 hz 314 . Bij halve frequentie wordt de wisselstroom weerstand ( reactantie dus ) de helft meer .
Bij de formule er van uitgegaan dat de zelfinductie van de spoel ( L) 1 henry is

je vergeet dat de spoel ook een omhse component heeft, nl de weerstand van de draden. de vectoriele som van deze twee bepalen een spanning/stroom niet enkel de blind-component. afhankelijk van de grootte van de trafo zal deze blind-component meer of minder invloed hebben op de impedantie van je trafo (bij andere frequentie) dus afhanklijk hiervan zal ook de stroom/spanning en de hoek tussen beiden minder of meer veranderen

Het vermogen dat je kunt overzetten zal aanzienlijk afnemen.
denk maar eens aan schakelende voedingen.
Daar doen ze het omgekeerde.
een hogr freq om meer vermogen over te kunnen zetten.

Op 27 december 2005 19:23:07 schreef Jonathan:
[...]

je vergeet dat de spoel ook een omhse component heeft, nl de weerstand van de draden. de vectoriele som van deze twee bepalen een spanning/stroom niet enkel de blind-component. afhankelijk van de grootte van de trafo zal deze blind-component meer of minder invloed hebben op de impedantie van je trafo (bij andere frequentie) dus afhanklijk hiervan zal ook de stroom/spanning en de hoek tussen beiden minder of meer veranderen

Ach Jonathan . Ik wilde dat ik het vergeten was , met die vectoren te rekenen . Dan had ik het nu kunnen herhalen zoals ik nu met de andere dingen doe .
Iets vergeten betekent dat je het eens geweten hebt .
En als je het eens geweten hebt kun je het terug herhalen .
Ik heb het nooit geweten .
Waarom denk je dat ik voor wiskunde maar 1 puntje op 100 had op het examen vroeger , ( lang geleden !!!)
En , dat puntje was niet eens voor wiskunde : ik had proper geschreven volgens die leraar , daarom kreeg ik dat

Maar er is beterschap voor mij : ik negin het gaarne te doen . Vroeger haatte ik wiskunde

Op 27 december 2005 21:20:38 schreef Mon1935:
[...]

Ach Jonathan . Ik wilde dat ik het vergeten was , met die vectoren te rekenen . Dan had ik het nu kunnen herhalen zoals ik nu met de andere dingen doe .
Iets vergeten betekent dat je het eens geweten hebt .
En als je het eens geweten hebt kun je het terug herhalen .
Ik heb het nooit geweten .
Waarom denk je dat ik voor wiskunde maar 1 puntje op 100 had op het examen vroeger , ( lang geleden !!!)
En , dat puntje was niet eens voor wiskunde : ik had proper geschreven volgens die leraar , daarom kreeg ik dat

Maar er is beterschap voor mij : ik begin het gaarne te doen . Vroeger haatte ik wiskunde

Naar mijn bescheiden mening, zou ik de verhouding spanning / frequentie constant houden. Dus 380V bij 50Hz op de primair geeft 190V bij 25Hz.
Wat betreft de stroom sterkte, deze zou ik gelijk houden zowel bij 50 als bij 25 Hz, immers de transformator gaat pas verbranden als de draden te warm worden. Dus als de verhouding stroomsterkte/ draadoppervlakte te groot wordt.
(ik geloof dat dat in de buurt van 4 Amp / mm2 ligt)

besluit, bij halve frequentie, zal het vermogen ongeveer halveren, en de maximale toegelaten ingangsspanning zal op ongeveer de helft komen te liggen.

groetjes

Het vermogen bij halve frequentie is hoger dan de helft.

Aangenomen dat de belastingsstroom primair en dus ook secundair gelijk blijft: Als de frequentie en spanning halveert zal de magnetiseringsstroom niet veranderen. De kern wordt nog steeds met hetzelfde nivo uitgestuurd.

De hystereseverliezen zijn evenredig met de frequentie en het uitsturingsnivo tot de macht 1,6. De wervelstroomverliezen zijn evenredig met met het product van de frequentie en de amplitude in het kwadraat.
Hierdoor mag de spanning verhoogt worden om tot dezelfde kernverliezen te komen. Hierdoor neemt ook de magnetiseringsstroom toe wat de koperverliezen in de hand werkt. Een minder grote verhoging van de spanning compenseerd dit.
Alles bij elkaar is het over te dragen vermogen bij halve frequentie van een trafo hoger dan de helft.

Je nullaststroom neemt toe.

De hoeveelheid flux hangt evenredig af van de spanning, omgekeerd evenredig met het kernoppervlak en omgekeerd evenredig van de frequentie.
Door de wet van Faraday toe te passen en wat te goochelen met de formules wordt uiteindelijk het volgende verband gevonden:

Btopwaarde = Û/(N*A*2*Pi*f)

U = Spanning
B = fluxdichtheid (De hoeveelheid flux per vierkante meter)
N = Aantal windingen
A = Kern oppervlak van de transformator waar de flux door heen gaat
f = frequentie

Als de frequentie dus halveert en de ingangsspanning constant blijft verdubbelt de hoeveelheid flux in de kern. Er mag van worden uitgegaan dat de kern dan in verzadiging raakt.
Dit betekend dat de transformator een sterk vervormde uitgangsstroom gaat leveren (De hysteresislus is niet recht maar buigt af in de gebieden van verzadiging).

Een transformator in verzadiging gaat een enorme nullaststroom trekken waardoor de transformator uiteindlijk zelfs kan verbranden

Even antwoorden op de vragen van de topicstarter:

Een transformator op de helft van de frequentie gebruiken bij een zelfde voedingsspanning kan niet. Het zou wel kunnen als de frequentie halveert en de spanning halveert zoals pamwikkeling al zei.

De stroom kun je het zelfde houden Deze is zoals pamwikkeling ook al zei bijna alleen afhankelijk van de dikte van de draden.

Als je de trafo zou gebruiken bij halve spanning en frequentie dan zal het maximaal te transformeren vermogen 4 keer zo laag worden ( P = U^2/R )

@Capt501 Bij een schakelende voeding verhogen ze de schakelfrequentie (20kHz bijvoorbeeld) omdat dan de kern dan compacter gebouwd kan worden weer i.v.m. de spanning

Als je de trafo zou gebruiken bij halve spanning en frequentie dan zal het maximaal te transformeren vermogen 4 keer zo laag worden ( P = U^2/R )

Halveren, de stroom mag hetzelfde blijven dus. P=U*I.
P=U^2/R, de R is de R van de last en die mag je halveren als je U halveert. (Freddy's verhaal even niet meegenomen)

Ik bedoel het nominale vermogen dat de transformator kan transporteren bij een gelijk blijvende nominale stroom van de transformator Dan geldt wel P= U^2/R Met de R de weerstand van de transformator. Wat de belasting doet is niet zo interessant. Het gaat er om dat de transformator niet wordt overbelast

Welke R van de transformator ?

Je hoeft geen genie in wiskunde te zijn , deze formule zegt genoeg : XL = 2pi * f * L
hoe lager de frequentie , hoe kleiner de reactantie XL zal zijn . Deze reactantie is dus de wisselstroom weerstand
Hoe hoger de frequentie , hoe groter de weerstand XL
Dus , hoe lager de frequentie wordt , hoe kleiner XL en hoe meer stroom er zal vloeien .
Als je in de bovenstaande formule voor f 1 hz en voor L 1henry neemt , is XL nog maar 6,28 ohm ....

Ik heb zonet de gelijkstroom weerstand van de primaire van mijn trafo gemeten , 50 ohm ongeveer . Deze is dus niet zomaar te verwaarlozen zoals men altijd zegt