|
ziki2
Domagoj Zirdum
Bookmaker, Tipico
Član broj: 197190
Poruke: 239
*.adsl.net.t-com.hr.
|
Evo što je naš stručnjak Ilimzn napisao na ovu temu. Tekst je prijenos s drugog foruma, ali mislim da će biti svima koristan.
Moja su iskustva s trafoima raznolika...
Pocet cu s toroidima jer je pokazan posebni interes. Po meni je to vrsta transformatora koju ljudi zapravo najmanje razumiju, upravo zato jer zbog (pre)naglasavanje njihovih pozitivnih karakteristika ljudi cesto generaliziraju da su najbolji i dalje ne razmisljaju. Na zalost, u realnim aplikacijama to uopce nije slucaj.
Jezgre toroida se najvise proizvode na 3 nacina - motane (od trake od istog materijala kao EI jezgra), i amorfne, koje se dijele na sinter i lijevane. Za obicne smrtnike ove dvije slobodno mozemo zaboraviti... premda se i meni dogodilo da mi jedan nas poznati proizvodjac namota 2 trafoa na amorfnoj jezgri jer je pukim slucajem ostalo od neke narudzbe za van.
Bitno je reci da je velik broj proizvodjaca torusnih trafoa na to trziste usao pojavom halogene rasvjete. Naizgled, to ne bi smjelo imati uticaja, ali ta povijest se cesto manifestira cak i kod motanja trafoa po narudzbi. Radi se o tome da neki proizvodjaci imaju unaprijed pripremljene jezgre s primarima. Proracun transformatora za rad s halogenom rasvjetom i onog za rad s ispravljacem s kapacitivnim filtriranjem na izlazu je sasvim razlicit. U prvom slucaju je opterecenje cisti otpor, i namotaji se mogu racunati do zadnjeg militesla gustoce polja. Ovakav trafo spojen na klasicni ispravljac ce zujati, grijati se, proizvoditi rasipno polje, ukoliko se optereti vec i s 10% nazivne snage. U svrhu stednje, ima dosta proizvodjaca koji zrtvuju faktor regulacije da bi trafoi bili upotrebljivi na ovaj nacin bez povecanja jezgre (a time i kolicine zice), dakle bez povecanja cijene - time da namjerno koriste tanju zicu u namotima, kako bi otpor namota limitirao maksimum pikova struje koji se javljaju kod ispravljanja s kapacitivinim filtriranjem. Ovakvi su trafoi vrlo cesti u poluvodickim pojacalima koja rade u klasi AB.
Toroidni trafo koristi 3 svojstva toroidne jezgre da postigne smanjene dimenzije za istu snagu:
1) Motana jezgra omogucava maksimalno koristenje magnetske anizotropije. Magnetska anizotropija je ovisnot permeabilnosti jezgre o smjeru toka polja kroz materijal. U trafo limovima se pojavljuje radi nacina proizvodnje limova, valjanjem. U smjeru valjanja su amorfne strukture u leguri lima 'poslozene', tj. orijentirane, i u tom smjeru jezgra ima cnatno veci prag zasicenja. Kod torioda je jezgra motana od trake koja je proizvedena valjanjem u smjeru motanja, pa je time takva jezgra efikasnija po datom presjeku. Ovo svojstvo toroidi dijele s konceptualno slicnim R i C jezgrama.
2) Buduci da je jezgra motana od jednog komada trake, ili je po definiciji od jednog amorfnog komada, nema koncentriranog zracnog raspora koji ogranicava maksimum gustoce polja, i stvara rasipno polje. Ponovno, ovo omogucava bolje iskoristenje jezgre - ali, smanjuje toleranciju na pojavu bilo kakve istosmjerne komponente polja, bilo radi pojave sitosmjernih struja kroz namote, ili razlicitih struja kroz isti namot u pozitivnoj i negativnoj poluperiodi napona. Ovo svojstvo dijele s R-jezgrama, dok su C-jezgre radi postojanja raspora vise imune na to, ali je i iskoristivost jezgre nesto manja.
3) Namotaji su distribuirani po cijeloj jezgri sto omogucava smanjenje duljine zice potrebne za dati broj navoja. Uz to, moguce je napraviti lezgru okruglog presjeka pa time jos vise skratiti zicu za dati presjek jezgre (krug ima najmanji opseg za datu povrsinu). Transformator je manji i otpor namotaja takodjer, cime j epoboljsana regulacija - ali, smanjenje otpora namotaja povecava maksimum pikova struje kod ispravljanja, pa lakse dodje do zasicenja jezgre. Osim toga, cijela je jezgra zatvorena unutar svih namota, sto povecava kvalitetu magnetskog 'spoja' medju namotajima, tj. smanjuje rasipni induktivitet - ali, buduci da je rasipn iinduktivitet takodjer ogranicavajuci faktor za visinu pikova kod ispravljanja, opet je takav trafo lakse preopteretiti. Na kraju, cak i najjednostavnije namatanje kod torioda daje razmjerno niske kapacitete medju namotima i konsekventno visoke rezonantne i gornje granicne frekvencije, sto na prvi pogled izgleda idealno, no istovremeno znaci da je toroidni trafo vrlo los filter za smetnje u mrezi, kao i za curenje smetnji iz izpravljaca (spomenuti pikovi itd) prema mrezi.
Mislim da bi iz ovog trebalo biti jasno da se nista ne moze dobiti besplatno, niti se ista moze zanemariti bez obzira koliko dobrih svojstava neki element imao.
Kako namotati 'dobar' toroid? Za pocetak, kod namatanja traziti proizvodjaca da racuna s manjom maksimalnom gustocom polja. Tipicno se to radi s 1.8-2 Tesla, a preporucljivo bi bilo s 1.5, ili za neke posebne aplikacije (npr kad se ocekuju ogromni kapaciteti filterskih kondenzatora) i manje. Takav ce trafo biti znatno veci za istu nazivnu snagu - ali ce se ista moci i izvuci iz njega, umjesto da se dobije pregrijavanje, izoblicenje valnog oblika prema mrezi i rasipno polje. Ponekad je vrlo tesko natjerati proizvodjaca da to i napravi jer cesto vec unaprijed imaju izracunate tablice s zavojima po voltu za datu jezgru, kao i potrebne duljine zice za nahraniti motalicu. U tom slucaju, to se moze izvesti na prevaru - narucite trafo s naponima svih namota pomnozenim za faktor cca 1.2-1.3 (npr. umjesto 230 -> 24, sa 280 -> 29) - za ekstremne slucajeve 300V napon primara umjesto 230, uz isto toliko smanjenu nazivnu snagu u odnosu na tipicno motanu jezgru. Osim toga, ponekad se isplati namjerno stanjiti zicu, pogotovo za preimenzioniranu jezgru - najvise za pojacala u klasi AB koja imaju vrlo velike filterske elektrolite - pri kontinuiranoj maksimalnoj snazi (sto se u stvarnosti nikad nece desiti van testiranja) ce se takav trafo nesto vise grijati i regulacija ce mu biti nesto losija, ali ce zato filterski kondenzatori, a pogotovo diode biti puno manje optereceni, uz znatno (ponekad i radikalno) smanjenu osjetljivost na smetnje iz mreze, kao i generiranje smetnji prema mrezi.
Tko je pazljivo citao, zna da sam gore vec pokrio R i C jezgru. R jezgra je zapravo pokusaj da se izbjegne placanje patentiranog uredjaja za motanje, i donekle ubrza samo motanje, po cijenu profiliranja lima od kojeg je namotana jezgra, tako da ista ispadne okrugla u presjeku. Iako ovi trafoi slove za posebno kvalitetne, zapravo ih ima sve manje jer je u medjuvremenu patent toroidne motalice istekao.
S druge strane, C jezgra je spoj dobrih svojstava toroidne i klasicne EI jezgre - radi se zapravo o jezgri slicnoj toroidnoj, koja je prerezana i polirana u paru tako da ponovnim spajanjem rez potpuno pase uz minimalni, ali ipak postojeci, zracni raspor. Taj zracni raspor zrtvuje jedan dio iskoristivosti presjeka jezgre za jako povecan imunitet na istosmjerni disbalans, i smanjenje problema s zasicenjem radi umjerenog povecanja rasipnog induktiviteta. Na zalost, pravi bum u upotrebi toroida je ove jezgre ucinio vrlo rijetkima. Zgodno je jos napomenuti da je C jezgre spojene unaprijed, moguce namatati i na opremi za toroidne trafoe, cime je moguce uz zracni raspor postici i smanjenje rasipnog polja, kolicine zice, i medjunamotajnog kapaciteta. Postoje cak i toroidni trafoi s rasporom koji su upravo napravljeni na ovaj nacin, jedino sto se pocelo od motane ili amorfne toroidne jezgre koja je prerezana, polirana i zatim spojena s rasporom, te namotana kao klasicni toroid. Plitron i VanDerVeen su radili ovakve trafoe.
Na kraju smo stigli i do klasicnih EI jezgri. Na zalost, masovni prelaz na toroide je znatno pokvario izbor raspolozivih limova za srednje snage (od cca 50-1000VA), tako da je jako tesko u normalnoj prodaji naci tanke limove kakvi e koriste za npr. audio trafoe. S druge strane, tehnologija zastite lima je napredovala pa je moguce napraviti jezgru koja ima efektivni presjek znacajno blize geometrijskom.
Klasicni trafoi se motaju za gustoce polja do 1T, no ponovno, za rad s ispravljacem s velikim filterima, bolje je da ta cifra bude cca 0.8T. Ponovno, to daje vecu jezgru za istu snagu, i skuplji trafo. Iako je cak i mediokritetni EI trafo lakse spojiti s ispravljacem bez pojave problema kakvi su moguci s toroidom, ukoliko se radi o klasicnom mreznom trafou (dakle, konstrukciji koja ne zahtijeva specijalno motanje tipa multifilarnost ili interleave), propisno napotani toroid ce biti kvalitetniji, premda ne i radikalno manji a posibno ne znatno jeftiniji. No, bit ce tisi i s manje rasipnog polja, za sto je kod EI jezgre u pravilu potrebna nekakva impregnacija.
I jos ovaj tekst, isto od Ilimzna u vezi motanja
Prilicno se velika cuda daju napraviti i s normalnim jezgrama ako je proizvodjac voljan slusati, ili znas kako ih 'prevariti' da rade nesto sto njima pase a zapravo je po tvome.
Evo, jedan slucaj je bio moj upit o tzv. jednoslojnom motanju. To je nacin motanja koji je moguce lako izvesti samo kod toroida, i koji zapravo ima vecina masina za motanje.
Kod toroida postoje 3 vrste jezgre za isti presjek, a razlikuju se po odnosu visine i sirine presjeka. Standardna jezgra ima unutrasnji promjer jednak trecini vanjskog, sto znaci da jedan sloj namota ima po unutrasnjem obodu zicu do zice, dok po vanjskom za vaki namot ostaje mjesta za jos 2 sirine zice, koje se ispunjava u slijedecem sloju namota. No, postoji i nacin namatanja gdje motalica manipulira jezgrom tako da se namotaji slazu po vanjskom obodu jedan do drugog a po unutrasnjem obodu jedan na drugi, prije nego se vrsi pomak jezgre. Na taj nacin ono sto bi normalno bila 3 sloja namotaja napravljena kroz 3 puna okretaja jezgre prilikom njihovog namatanja, postaje jedan okretaj, a masina mota jedan namotaj, pa pomakne jezgru za debljinu zice nazad, pa preko toga drugi namotaj, pa za 2 debljine napred, pa jos jedannamotaj, pa onda za jednu debljinu naprijed, i sljiede 3 namotaja pored ova prva tri itd. Ovakav namotaj ima minimiziran napon nedju susjednim namotajima, s tim da se krajevi namota moraju ostaviti malo razmaknuti. Na moj upit moze li to izvesti, jedan poznati proizvodjac je pitao sto je to uopce, a kad sam objasnio, covjek je rekao, aaaaa, uvijek sam se pitao zasto nase masine imaju tu postavku i cemu uopce sluzi.
S druge strane, jedan drugi proizvodjac je bez problema ponudio potokariti jezgru na nestandardnu dimenziju, da bi stala u zadane gabarite...
Ovisi kako je napravljena jezgra. Amorfne se mogu tokariti bilo kako, jedino sto za neke jako specijalne jezgre se to ne radi jer opterecenje materijala tokom tokarenja mijenja povrsinsku kristalnu strukturu pa se time jedan dio povrsine presjeka jezgre 'pokvari'.
Motane se jezgre uvijek mogu stanjiti (plosnatiji trafo). Kod suzavanja jezgre (visi trafo ali manjeg promjera) problem je skinuti nekoliko slojeva namotanog lima bz da se sve skupa ne odmota. Nekada su motane jezgre bile tockasto zavarene na kraju, danas su uglavnom ljepljene, slicno kao C-jezgre. Uz malo paznje mogao bi se odrediti smjer motanja i u tom smjeru bi trebalo vrtiti jezgru prilikom tokarenja. Alternativno, ali puno neurednije, moglo bi se jednostavno 'oguliti' par slojeva lima, iako s danasnjim ljepilima mislim da bi to islo jako tesko. Najjednostavniji nacin je naruciti jednu od3 standardne jezgre - tzv. visoku. Ako se ne varam, odnos visine i sirine jezgre je priblizno 1.5:1, dok je kod standardne 1:1. Inace je moguce naruciti bilo kakvu jezgru, cak i prilicno apsurdnih dimenzija, ali kao i uvijek, problem je minimalna narudzba. Osobno sam u jednom pojacalu vidio kombinaciju gdje su zakljucili da motanje jezgre za dva vrlo razlicita transformatora omogucava ustedu ako se mota s jednakom trakom. Tako je jedan trafo ispao manje-vise standardan 350VA toroid, dok je drugi imao isti vanjski promjer ali tek kojih centimetar siroku jezgru, iste visine.
Jos jedan nacin je namotati trafo tako da se skupa stave dvije jezgre - imao sam i taj slucaj. Bitno je samo dobro ili ih zalijepiti skupa da ne vibriraju (dvokomponentno ljepilo za vise temperature je sasvim OK), ili, izmedju staviti tanki elasticni separator. U mom slucaju radilo se o ovoj drugoj verziji - jezgre su sljepljene tankom dvostrano ljepljivom spuzvom (cca 0.5mm) prije inicijalnog omatanja izolacijom, Sve ostalo su odradili sami namotaji.
Na kraju, moguce je napraviti 'stacking' dva trafoa, sto je dosta skuplje ali ima potencijalno znacajne prednosti po pitanju rasipnih polja za one koji razumiju kako medjusobno spojiti namotaje.
by Ilimzn, preuzeto sa Audiofil foruma.
|
TRANSFORMATORI u audio-tehnici;tutorijali i objašnjenja
jer znanje je moc, i jedino ono sto mozemo da ostavimo i prenesemo,svakom koga interesuje,ovim putem.
