Hoe bereken ik de grootte van onderdelen voor een kortsluit, lastrafo experiment

En welke kernoppervlakte van de trafokern heb ik dan nodig

De grote van de kern word voornamelijk bepaald door de grote van de primaire wikkeling + Secundaire wikkelingen en in veel kleine mate door de veldsterkte.

Ik heb zelf een 2V - 1500A trafo zo gemaakt en heb daar als basis een 3kVA trafo voor gebruikt waarvan ik de secundaire wikkelingverwijdert heb en vervangen door 1 wikkelingen van een koperstaaf gemaakt van 10 x 60 mm = 600mm2. De plaat heb ik in een U gebogen en aan het einde van de U dan verder met kabels.

En hoe kan ik voorkomen als ik de secundaire kant kortsluit zonder dat de
schakelautomaat van 16 Ampere afschakeld?

Zonder enige vorm van regeling zal bij elke poging om de secundaire te kortsluiten de 16A zekering er direct uitgaan.

Ik gebruik een variac van 13A om zo de primaire spanning te regelen, waardoor ik de secundaire kortsluitstroom kan regelen. Die variac durf ik ook wel kort op een iets hogere stroom te gebruiken die kan wel wat hebben.

Ik wil dit nog eens vervangen voor een triac regeling. Op deze manier word een puntlastrafo bij ons op het werk die 9kA aan kan ook zo geregeld. Daar is de triac en de transformator wel een water gekoeld exemplaar.

Hallo

Ontzettend bedankt voor uw inzage,1500 Ampere dat is het grote werk,
geweldig en dat met 2 Volt:)
Met de koperstaaf is ook een mooi idee,600mm2 ongelooflijk, is het niet van belang dat de staaf rond is of vierkant, maar misschien gaat het meer om het totale oppervlak van de staaf diameter in het magnetisch veld, misschien dat u er eens een foto van kan laten zien van de opstelling met variac dat lijkt me leerzaam.
Dat met die stroomregeling en variac daar zit voor mij de moeilijkheid,
maar inderdaad,zo zou het kunnen om het beheersbaar te maken en
ook om het in stappen te meten met een stroomtang hoe de waarden verlopen
bij verschillende spanningen.
Een vraag, welke variac zou ik het beste kunnen kopen,het moet wel veilig zijn,ook een van goede kwaliteit,want daar wil ik niet op besparen.
En waar zou ik zo'n 3 KVA trafo kunnen vinden,kunt u mij bijvoorbeeld een type met gegevens noemen die u zelf gebruikt?
Heb zelf in de tachtiger jaren MTS richting energietechniek afgemaakt ,
heb nog boeken liggen van draaistroommotoren,maar om zelf te experimenteren en iets echt te begrijpen is er nooit van gekomen, theoretisch lukte dat wel, meten aan een opstelling is toch het mooist denk ik.
Voor zover bedankt, alle informatie is welkom..

Wat is het doel van dit experiment?

Ik vind 5V eigenlijk al best hoog, maar de spanning die je nodig hebt is afhankelijk van de lengte en diameter van de kabel, als het verder een harde kortsluiting is.

Moet die stroom heel even kunnen lopen, of voor langere tijd? Ik heb zelf een puntlasapparaat gemaakt van en magnetron transformator (zoals talloze anderen), en die levert ongeveer 500A. Zo'n apparaat staat steeds naar een fractie van een seconde aan, ik denk dat vooral de kabels weer een beetje warm gaan worden als je die voor langere tijd aan zet; immers, het vermogen moet ergens heen.

Zou deze regeltransformator van Conrad geschikt zijn, lijkt of hij
ingegoten is in kunststof dus aanraakveilig?

https://www.conrad.nl/nl/p/regeltransformator-1-x-230-v-2500-va-10-a-e…

SparkyGSX;

Er is geen direct doel voor deze opstelling,wel wil ik aan deze
opstelling metingen verrichten,bijvoorbeeld de secundaire stroom
t.o.v de primaire stroom en beide spanningen meten gelijktijdig onder
een bepaalde belasting, en dat deze met een regeltransformator ingesteld kan worden,de tijdsduur kan kort maar kan zeker ook langer zijn.
Ook het spanningsverlies meten in de dikke secundaire kabel onder belasting is iets wat ik wil gaan doen,dus de echte koperverliezen in de gebruikte lengte.
Wil de theoretische voorstelling vergelijken met de echte meetresultaten.

Jouw voorbeeld met de magnetrontransformator is ook een goede mogelijkheid
maar met echt dikke aderdiameters is een magnetrontrafo (vind ik) daarvoor te krap,maar is wel een relatief goedkope oplossing als het om de meting opzich gaat.

Als het alleen om de metingen gaat heb je geen dergelijk grote stroom nodig, je kunt dan ook een wikkeling van 1mm^2 leggen in een kleine ringkern transformator en daar 3A door laten lopen, de natuurkunde wordt daar niet anders van.

[ beetje off-topic maar het gaat wel om leesbaarheid ]
Willen jullie aub "grote" correct spellen als "grootte"? (of als dat al te vreemd aanvoelt, dan kan "omvang" of "grootheid" ook wel, als het echt moet). Ook kan "Hoe dimensioneer ik...
Sorry als dit op gezeik of mierenneuken lijkt, maar ik heb er echt wel eventjes over gedaan om door te krijgen wat er nu eigenlijk bedoeld werd.
_{Aanpassen van de draadtitel laat ik in volle vertrouwen over aan de moderators, die lijken flink op dreef, de laatste maanden !}

[Bericht gewijzigd door Paulinha_B op donderdag 3 november 2022 18:06:41 (10%)]

Ontzettend bedankt voor uw inzage,1500 Ampere dat is het grote werk,
geweldig en dat met 2 Volt:)

2V is nog relatief veel. Een puntlasapparaat dat 9kA aankan doet dat bij ca 3V.

Dat met die stroomregeling en variac daar zit voor mij de moeilijkheid,

Het is toch heel simpel.
230V op variac L en N aanlsuiting
uitgang van de variac naar de 3kVA trafo en de nul gewoon aan de nul.
Variac op 0V zetten.
De trafo secundair kortsluiten.
Variac langzaam op draaien tot de gewenste stroom loopt.

misschien dat u er eens een foto van kan laten zien van de opstelling met variac dat lijkt me leerzaam.

Het weegt bij elkaar ca 60 kilo en ligt opgeborgen met een hoop spullen ervoor. Ben nu met andere projecten bezig.

En waar zou ik zo'n 3 KVA trafo kunnen vinden,kunt u mij bijvoorbeeld een type met gegevens noemen die u zelf gebruikt?

Ik heb gewoon een aantal weken geduldig marktplaats in de gaten gehouden en kwam er gelukkig al vrij snel 1 tegen. Trafo zelf weegt wel 35 kilo.

, is het niet van belang dat de staaf rond is of vierkant,

De staaf is plat dus 10 dik en 60mm breed. De vorm van het koper maakt volgens mij weinig uit zolang het maar in de trafo kern erbij past.
IK heb het idee ook niet zelfverzonnen onze vorige puntlasmachine was een een beest van 15kA met een conventionele trafo ( zonder waterkoeling). Daar zat een kopper stip omheen van ik denk 25mm dik en 150 mm hoog.

https://www.conrad.nl/nl/p/regeltransformator-1-x-230-v-2500-va-10-a-e…

Als je echt 3kVA nodig hebt is die variac net te klein. In je startpost staat 5V 300A dat is 1,5kVA. Daarvoor is die variac wel geschikt.
Ook variac kan je best even voor zeg 1 minuut wat zwaarder belasten met 3kVA, maar als je nu al weet dat je dat vaker gaat doen heb je een grotere nodig.
Op marktplaats worden ze regelmatig aangeboden aan type van 20 en soms 25A. Maar ik marktplaats ca 5 jaar gelden afgezworen ik bleef maar dingen kopen . En als je er niet kijkt kom je ook niet in de verleiding.

maar met echt dikke aderdiameters is een magnetrontrafo (vind ik) daarvoor te krap,

Het kan eventueel wel een begin zijn. En als 1x 70mm2 niet pas mag dat ook 4 x 16mm2 of 7 x 10mm2 oid zijn
De spanning word puur bepaalt door het aantal je keer rond gaat. De lengte verschillen zorgen wel voor iets ongelijk weerstand dus lengte zoveel mogelijk gelijk houden maar komt ook niet op een paar cm aan.
Ergens is meerde dunne aders wel beter om ze relatief gezien meer stroom mogen hebben.
Er is ook gelakt koper met best grote diameters. Op een andere trafo zit gelakt koper van ca 5mm dik bij 10mm breed wel halfrond maar zal toch meer zijn dan 35mm2

Benleentje;

Wederom bedankt voor de antwoorden,U heeft gelijk dat de regeltransformator van Conrad te licht is voor 3 KVA, het ging zomaar om het voorbeeld,het aanraakveilge kunststof staat me wel aan.
Je moet inderdaad oppassen dat je niet te veel gaat kopen op marktplaats, soms denk ik achteraf hoe heb ik dat ooit kunnen kopen,een soort impulsieve aankopen:)

U schreef;

"Het weegt bij elkaar ca 60 kilo en ligt opgeborgen met een hoop spullen ervoor. Ben nu met andere projecten bezig."

Laat het maar fijn liggen dan,had gekund dat het in het gezichtsveld
lag

Hoe de Variac aan te sluiten is me nu helemaal duidelijk.
Heb nog een enkele vraag over aarding in deze opstelling,op een variac zit een aardeaansluiting,moet deze samen met het transformatorhuis geaard worden?
Ook het verhaal over de koperen aders heb ik meegenomen,bedankt.

Heb nog vragen over aarding in het algemeen,maar die stel ik in een ander topic.

het aanraakveilge kunststof

Als je het geheel goed bouwt is dat kunststof niet nodig. Gewoon zorgen dat alle spanningsvoerende delen zijn afgeschermd.

op een variac zit een aardeaansluiting,moet deze samen met het transformatorhuis geaard worden?

Als jet geheel via een stekker aansluit dan zit daar ook maar 1 aarde draad in. Dus alle metalen delen moeten geaard zijn.
De trafo zelf hoeft niet perse apart geaard te zijn, als daar een metalen frame met plaat omheen zit moet dat frame wel geaard zijn. Als er bv een deur in het geheel zit met een scharnier dan moet de deur ook geaard worden omdat de contactovergang via de scharnier soms te hoog kan zijn.

Benleentje;

"Als jet geheel via een stekker aansluit dan zit daar ook maar 1 aarde draad in. Dus alle metalen delen moeten geaard zijn.

De trafo zelf hoeft niet perse apart geaard te zijn, als daar een metalen frame met plaat omheen zit moet dat frame wel geaard zijn. Als er bv een deur in het geheel zit met een scharnier dan moet de deur ook geaard worden omdat de contactovergang via de scharnier soms te hoog kan zijn."

Helemaal duidelijk,ook met die deur en het scharnier is iets
waar je niet snel op let,maar niet moet verwaarlozen.

Op 3 november 2022 15:38:33 schreef edwin1967:
Hallo

Ontzettend bedankt voor uw inzage,1500 Ampere dat is het grote werk,
geweldig en dat met 2 Volt:)
Met de koperstaaf is ook een mooi idee,600mm2 ongelooflijk, is het niet van belang dat de staaf rond is of vierkant, maar misschien gaat het meer om het totale oppervlak van de staaf diameter in het magnetisch veld, misschien dat u er eens een foto van kan laten zien van de opstelling met variac dat lijkt me leerzaam.
Dat met die stroomregeling en variac daar zit voor mij de moeilijkheid,
maar inderdaad,zo zou het kunnen om het beheersbaar te maken en
ook om het in stappen te meten met een stroomtang hoe de waarden verlopen
bij verschillende spanningen.
Een vraag, welke variac zou ik het beste kunnen kopen,het moet wel veilig zijn,ook een van goede kwaliteit,want daar wil ik niet op besparen.
En waar zou ik zo'n 3 KVA trafo kunnen vinden,kunt u mij bijvoorbeeld een type met gegevens noemen die u zelf gebruikt?
Heb zelf in de tachtiger jaren MTS richting energietechniek afgemaakt ,
heb nog boeken liggen van draaistroommotoren,maar om zelf te experimenteren en iets echt te begrijpen is er nooit van gekomen, theoretisch lukte dat wel, meten aan een opstelling is toch het mooist denk ik.
Voor zover bedankt, alle informatie is welkom..

In plaats van koperen staaf, kun je ook een strook koperplaat nemen. Dat ai wellicht gemakkelijker buigbaar. Bij een breedte van 15 cm en 2mm dikte heb je al 300mm2

Het onhandige daarvan is dan weer dat je moelijk meer dan één winding kunt maken, tenzij je al met een L-vormig stuk begint zodat je de binnenste aansluiting bereikbaar kunt maken.

In plaats van koperen staaf, kun je ook een strook koperplaat nemen.

IK werk bij een bedrijf wat aan metaal bewerking doet, daar staat een kantzetpers (kantbank) en verschillende ander hand buigbanken. Echter 10mm is te dik voor deze machines en gelukkig hebben we ook een buigblok die tot ca 80mm breed gaat en zo dik als je genoeg kracht hebt .
Koper is erg zacht en het buigen was goed te doen.

Het onhandige daarvan is dan weer dat je moelijk meer dan één winding kunt maken,

Dat kan ook best maar dan zal je wel geschikt isolatie materiaal moet hebben voor ertussen. Dat zou denk ik kunnen met kapton tape. Als je een stuk van 2 mm dik over een hoek van 45% aftekent en dat zo ver mogelijk buigt en daarna helemaal plat drukt heb je een L.

[Bericht gewijzigd door benleentje op vrijdag 4 november 2022 20:02:01 (31%)]

buzzy;

Bedankt,ja dat kan dus ook heb ik vernomen,ik denk dan altijd dat het een ronde staaf of vierkante staaf moet zijn ,maar schijnbaar maakt het niet
uit hoe de veranderende fluxveldlijnen het vlak van de denkbeeldige spoel raken, het gaat dus om de totale oppervlakte in het veldlijnen gebeuren als deze veranderende flux overal hetzelfde is.

het gaat dus om de totale oppervlakte in het veldlijnen gebeuren als deze veranderende flux overal hetzelfde is.

Volgens mij niet. De stroom heeft veel minder met het oppervlak te maken dan je zou verwachten
https://www.powerstream.com/wire-fusing-currents.htm

Als ik mijn 3kVA 2V 1500A trafo neem. Dan kan ik de sencundaire wikkeling ook gewoon zeg 11,68mm2 maken (zie tabel). Want die draad kan max ca 3196A aan.
En dat zou verder ook prima werken, voor heel even dan.

We zitten dan wel met aantal problemen.
1 de draad word dan wel heel erg warm

Ik krijg met mijn trafo opstelling een 25mm2 gelakte koperdraad van 10cm heel makkelijk rood gloeiend en tegen het smelten en verdampen aan. En 25mm2 is al 2,5x dikker dan de 10.68mm2 van dit voorbeeld.
Echter denk ik dat de trafo dan al meer dan 1500A doet maar ik had toen nog geen ampère meters ertussen zitten ook niet primair. En een 16A zekering doet het ook prima als je voor een aantal seconden 25A trekt.
Ik heb ondertussen al een 2.5kA meter met stroomtrafo liggen. Dus als ik ooit nog eens tijd heb....
Je wilt een trafo heel wat langer dan een aantal seconden kunnen gebruiken zonder dat de wikkelingen dan al veel te warm worden

2 de draadweerstand gaat heel snel een probleem worden

Om uit 2V 1500A te halen mag de totale weerstand inclusief de weerstand van de wikkeling zelf maar maximaal 1.3mΩ zijn. Een 10,68mm2 mag dan maximaal 0,8 meter zijn.

3 Door 2 is de maximum stroom dus vast, terwijl je een trafo best tijdelijk 1,5X of meer kan overbelasten en dat lukt zo niet om de je de door weerstand van de secundaire wikkeling al snel vastloopt en er niet meer stroom kan lopen.

Andersom kan je ook prima een 50VA 5V 10A trafo bouwen met een secundaire wikkeling van 300mm2. De secundaire wikkeling word dan gehinderd door het dunne draad van de primaire wikkeling die dan door zijn grootte maar 50W aankan. De trafo zijn dan onnodig groot zijn, zwaarder en duurder dan conventionele 50va trafo. Het zijn best een monsterlijk grote trafo worden als je die werkelijk zo zou maken. Primair heb je gok ik even 966 windingen dan moeten dat er secundair 966 / (230 / 5) = 966 / 46 = 21 windingen secundair zijn.

Benleentje;

Was een zaterdag de hele dag weg,ga morgen uw hele verhaal lezen over de totale oppervlakte van de veldlijnen, lijkt me interessant:)

@benleentje: daar ga je toch wel een paar keer fout.

Om te beginnen is ruim 3kA door een 11.68 mm^2 kabel echt niet plausibel; immers, bij installaties vinden we 2.5mm^2 nodig voor 16A, en bij de dubbele stroom zijn de verliezen al 4x zo groot; dat gaat immers kwadratisch. Daar had dus al een lampje moeten gaan branden, maar jij maakt van de hele kabel een gloeilamp.

In de tabel waar je naar linkt, staat niet 11.68mm^2 als doorsnede, maar 11.68mm als diameter, en dat is ~108mm^2! Toegegeven, de diameter in plaats van de doorsnede specificeren is stom, maar de hele tabel gaat over amerikaanse kabels (AWG).

Je rekent zelf al voor dat die kabel maar 0.8m lang mag zijn (dat heb ik niet gecontroleerd), en daar zou je 3kW in verliezen. Zonder verdere informatie kun je ook wel bedenken dat die kabel daar erg warm van zou worden.

-

[Bericht gewijzigd door edwin1967 op zondag 6 november 2022 20:58:11 (100%)]

@sparkyGSX.

Inderdaad de fout die ik dan gemaakt heb is dat ik de diameter en oppervlakte verkeerd uit de tabel heb gehaald. Maar verder mis je helaas het punt dat ik wou maken.

maar jij maakt van de hele kabel een gloeilamp.

Dat haal ik ook aan en vertel daarover waarom dat geen goed idee. Het was precies mijn punt. Mijn punt is dus dat de oppervlakte van de ader in het veld niet de stroom bepalend is maar meer dat de temperatuur en weerstand van de draad die bepalen.

[Bericht gewijzigd door benleentje op zondag 6 november 2022 16:29:22 (36%)]

Wie heeft ooit beweerd dat de oppervlakte van de kabel daar invloed op had, anders dan dat de weerstand veranderd? Nergens in je verhaal zie ik daar ook maar enige referentie naar.