Werking variac

Op 13 juni 2017 09:24:47 schreef evdweele:
De weerstand van de borstel heb ik geprobeerd te meten; mijn multimeter zwabbert zo rond de 5Ω als ik 1 meetklem op de borstelhouder zet en 1 meetpen op de koolborstel.

Ik zou denken dat het de truuk is om de weerstand van de winding(en) via de borstel naar buiten zo laag mogelijk te houden en de weerstand tussen de windingen juist zo hoog mogelijk. Ik ben dus wel benieuwd hoeveel weerstand die koolborstel heeft van de ene winding naar de volgende.

Na alle variacperikelen, heb ik dan toch nog een vraag.
Ik bezit een Märklin treintransformator, het oude hoge model. Daar zit ook een trafo in met een regelbare aftakking op de secondaire. De loper is echter gewoon messing en raakt zeker twee windingen tegelijk. Toch verbrandt de trafo niet en ook de ingebouwde thermische schakelaar komt niet in. Dat doet die laatste wel als de rijstroom wordt kortgesloten door een ontspoord treintje o.i.d.
Werkt het hier anders?
In vergelijking: beltransformatoren zijn ook langdurig kortsluitvast.

Wat er in die Märklin trafo gebeurt gaat net zo in andere treintrafo's. De loper kan twee draden tegelijk raken en sluit dan dus 1 winding kort. Blijkbaar is dat geen probleem.
De thermische schakelaar schakelt daardoor niet uit want die wordt alleen opgewarmd door de stroom die de trafo verlaat, en niet door interne stromen in de trafo.

Op 13 juni 2017 13:11:26 schreef Hensz:
[...]
Ik zou denken dat het de truuk is om de weerstand van de winding(en) via de borstel naar buiten zo laag mogelijk te houden en de weerstand tussen de windingen juist zo hoog mogelijk.

Dat zou mooi zijn, maar die waarden zijn natuurlijk niet onafhankelijk van elkaar.
Als van de ene winding naar de uitgang bijvoorbeeld 0,1 ohm is, en van de andere winding naar de uitgang ook, dan zal de weerstand van de ene winding naar de andere toch niet meer dan 0,2 ohm kunnen zijn.

Op 13 juni 2017 14:24:45 schreef KlaasZ:
Wat er in die Märklin trafo gebeurt gaat net zo in andere treintrafo's. De loper kan twee draden tegelijk raken en sluit dan dus 1 winding kort. Blijkbaar is dat geen probleem.
De thermische schakelaar schakelt daardoor niet uit want die wordt alleen opgewarmd door de stroom die de trafo verlaat, en niet door interne stromen in de trafo.

DE vraag van mij is , waarom is dat geen probleem.
Ik heb vroeger trafo's gewikkeld en een winding in sluiting was funest.

Op een 3 fazig variac 3 x 400 V bij 23A uitgang heb ik de spanning gemeten tussen twee opeenvolgende windingen, deze spanning bedraagt 0.86Vac. (gemiddelde van 3 metingen op 3 verschillende plaatsen)
Als ik die zelfde twee opeenvolgende windingen kortsluit loopt er een stroom van 6.3A door het meettoestel. (gemiddelde van 3 metingen op drie verschillende plaatsen)

Dit geeft voor één opeenvolgende winding een weerstand van +/- 0.14 ohm en een warmteontwikkeling van +/- 5.4 Watt.
Voor de complete variac geeft dit 3 x 5.4 = 16 Watt opwarming door de kortsluiting, terwijl de variac een vermogen van 400 x 23 x 1.73 = 15.9 kW kan leveren. Dus een verhouding van 1 op 1000.

Ik ga er wel van uit de spanning en stroom hier in faze zijn. Misschien is de kortsluitstroom lager als de trafo belast wordt.

Op het niveau van de complete variac vormt een kortsluiting van één winding wellicht geen probleem omdat de voedingspanning dan verdeelt wordt over de totale wikkeling vermindert met één toer.
De magneetkern zal daardoor (iets) sterker gemagnetiseerd worden, maar blijkbaar is dat geen probleem.

Ook is de spanningval over één winding klein, dit heeft tot gevolg dat de kortsluitstroom in die wikkeling dan ook relatief klein is. Als je de kortsluitstroom vergelijkt met de nominale stroom, kan de variac dat gerust hebben.

Een andere gedachte piste is dat er toch ook kortsluitvaste transformatoren bestaan. Hoe lost men het probleem daar op ?

Op 13 juni 2017 19:11:04 schreef pamwikkeling:
Dit geeft voor één opeenvolgende winding een weerstand van +/- 0.14 ohm en een warmteontwikkeling van +/- 5.4 Watt.

Ik schat dat je meting voor 2/3e uit de meetweerstand van de meter bestaat. Je zou met een stuk draad moeten kortsluiten en met een stroomtang de stroom moeten meten. Of heb je dat gedaan?

Maar dan nog. Als er 16W in zo'n kortgesloten wikkeling gaat zitten, dan is dat niet zo'n probleem, aangezien je 15kW met zeg 97% efficientie hebt, moet dat ding zichzelf toch ter waarde van 150W per variac kunnen koelen. Die 16W kan daar wel bij.

[Bericht gewijzigd door rew op dinsdag 13 juni 2017 19:23:53 (24%)

Op 12 juni 2017 22:40:18 schreef Aart:
De vraag gaat over het al dan niet kortsluiten van de wikkeling(-en) direct onder de loper, niet over de verdere werking van een variac of autotrafo.

En wederom blijkt dat ik dat soort vraagstukken niet na een lange dag op de late avond moet proberen te ontcijferen.

Ik zat vanochtend op de fiets... 'Het is een trafo...' Het kwartje viel dus.

@ Buzzy: er zal iets met het blikpakket van zowel een treintrafo als variac zijn waardoor het daar goed gaat

Op 13 juni 2017 13:11:26 schreef Hensz:
[...]
Ik ben dus wel benieuwd hoeveel weerstand die koolborstel heeft van de ene winding naar de volgende.

Interessante vraag!
Dus het gaat om de stroom, door de borstel, in die ene "kortgesloten" trafowinding.
Lastig te meten denk ik, ook al omdat er (nog)niemand op heeft gereageerd.

Ik denk aan dit:
De weerstand bepalen van de borstel met het contact oppervlak op de winding zoals in de trafo.(een lastige)
Dan een losse weerstand nemen van dezelfde waarde en die in serie met een amperemeter op die ene winding aansluiten en de stroom meten. (Of de spanning meten en dan berekenen) verder kom ik niet.

@ rew, ik heb met een ampère meter de kortsluitstroom gemeten en met een voltmeter de spanning over een (niet belaste) trafo wikkeling gemeten.
Dan de wet van ohm toegepast.

In mijn variac raakt het wieltje maar een wikkeling. Er zit een sterke veer die dat wieltje met kracht tegen het geslepen koper duwt.
Een kortgesloten wikkeling kun je ook horen.

De treintrafo is een andere constructie dan een variac.

Op 13 juni 2017 20:06:26 schreef pamwikkeling:
@ rew, ik heb met een ampère meter de kortsluitstroom gemeten

Dat dacht ik al. Ik vermoed een mogelijke meetfout van ongeveer 70%....

Op 13 juni 2017 20:42:53 schreef rbeckers:
In mijn variac raakt het wieltje maar een wikkeling.

Ik vraag me af hoe dat dan werkt. Dan zou er steeds een korte onderbreking moeten zijn als het wieltje van de ene winding op de andere overstapt.

En wat is er aan een treintrafo principieel anders?

@ Klaasz: die onderbreking zou best eens kunnen. Toen ik ging testen of mijn WSA werkte, viel me op dat bij langzaam opendraaien van de variac, de spanning op de secundaire kant van de trafo bepaald niet vlekkeloos opliep, maar de meter soms alle kanten op sprong.

Ik heb een OIEA-1 van Tüfvassons, een klein 1 Ampere exemplaar. Daar zit een wieltje dat stevig tegen de wikkelingen drukt, op, maar het lijkt er inderdaad op dat er maar met 1 wikkeling tegelijk contact gemaakt wordt.
Netjes vond ik dat ik er zelfs een reserve koolwieltje bij kreeg

Er werden wel eens variacs omgebouwd tot ontdooi trafo, alleen de ring met wikkeling bleef over. Die werd aangesloten op de 230V en door de ring werd een dikke laskabel gestoken, 2 of 3 keer door de ringkern en vervolgens de uiteinden van die laskabel op de bevroren waterleiding. Er liep zoveel stroom dat de leiding ontdooide. Misschien is het dus niet nodig om precies de stroom tussen twee opeenvolgende windingen te meten maar gewoon een draad door de kern steken en dan de kortsluitstroom meten. Als de weerstand van die draad laag is zullen er fikse stromen gaan lopen.

Het lijkt me dat de weerstand van de borstel dus een belangrijke rol speelt, zoals eerder werd geschreven

@KlaasZ
Inderdaad. Maar een korte onderbreking in de lage ms is minder problematisch dan een kortgesloten wikkeling.

Een variac is kwa constructie en gebruik toch een uitzondering onder trafo's.

Op 13 juni 2017 09:24:47 schreef evdweele:
Om deze omissie enigszins goed te maken heb ik er even een opengesloopt.

Op 13 juni 2017 10:11:35 schreef Lambiek:
[...]
Hé dat is grappig, heb hier precies de zelfde staan.

Het wordt nog grappiger, toevallig ben ik zo'n zelfde aan het restaureren.
Ik heb dat ding een tijdje geleden gekregen (zonder behuizing) en is een beetje verroest en ga ik dus netjes spuiten.

Het bruine aansluitplaatje is helemaal gebroken en ik heb al een nieuw plaatje gefreesd.
Helaas is de opgedrukte tekst op het oude plaatje nog nauwelijks te lezen.
@Ed of @Lambiek,
Wil een van jullie een foto van het plaatje maken en hoe de variac aangesloten moet worden?

@ Rew Even mijn huiswerk opnieuw gemaakt. Met een vier draads meting de weerstand gemeten van 10 windingen in serie, dit gaf 0.021 ohm dus per winding 0.002 ohm.
Dan de contactzone zuiver geschuurd met fijn schuurpapier en de weerstand gemeten van 80 windingen in serie, dit kwam uit op 0.114 ohm.

Dus de weerstand van één winding is ongeveer 0.0014 ohm.

Indien er bij kortsluiting een stroom loopt van 6.3 A wordt er een vermogen gedissipeerd van RI² = 0.055 Watt

Op 13 juni 2017 23:46:16 schreef Thevel:
Het bruine aansluitplaatje is helemaal gebroken en ik heb al een nieuw plaatje gefreesd.
Helaas is de opgedrukte tekst op het oude plaatje nog nauwelijks te lezen.

Hoi Theo, hierbij wat foto's.

De punten X en Y zijn niet aangesloten.

Ik heb deze variac lang geleden eens gekocht maar nooit gebruikt omdat ik heel kort daarna een variac in een net kastje kreeg.
Er viel me bij het maken van de foto's wel iets griezeligs op; de bevestigingsbouten staan op minder dan 0,5mm van de koolborstelhouder.

Verder verdient de sleepring met de twee veren van de loper de nodige aandacht.

Domme vraag zou je zeggen... Maar is dit nou een Philips? Zo ja dan zou ik aan de hand van het typenummer denken dat hij eerder uit de licht-tak (theaters, bioscopen, etc?) komt dan uit de componenten-tak.

Edit: of er zaten inbouwmodellen in een andere nummerreeks, maar ik gok dan voorlopig op licht.

[Bericht gewijzigd door maartenbakker op woensdag 14 juni 2017 03:32:40 (19%)

Dat moet haast wel want op MP staat een Philips variac met het typenr. 84534,scheelt maar een nummertje.

dat is een philips idd, de bekende 6 kantige kooi eromheen. er waren ook modellen met behuizing.

de bouten met 0,5mm verschil tot de houder klopt niet natuurlijk, daar hoort nog de dikte van een frontpaneel bij te komen, en dan is de afstand wel goed!

Op 14 juni 2017 00:13:28 schreef pamwikkeling:
Dus de weerstand van één winding is ongeveer 0.0014 ohm.

Dus dan wordt de kortsluitstroom niet 6.3A, maar 0.86/0.0014 = 600A. Mijn schatting van 70% van die 0.14 ohm is je meetweerstand van je multimeter was "conservatief", je zat er 99% naast, een factor 100, niet drie.....

Van 600A is het wel erg waarschijnlijk dat zonder andere maatregelen er dingen kapot gaan....

Bij 0.86V per wikkeling, zou je totaal zo'n 267 wikkelingen verwachten. Klopt dat? Je kan ook de DC weerstand over die 267 wikkelingen meten.

In deze link staat meer uitleg waarom de kortsluitstroom in de kortgesloten wikkelingen beperkt is.

http://sound.whsites.net/articles/variac.htm

Prachtige link. Weer wat geleerd. Thanks.

Wel een wat gedateerd artikel. Als je goed leest kan je uitrekenen dat het in ongeveer 2000 geschreven moet zijn.