Considerazioni sull'uso dei trasformatori calcolati a 50 Hz a frequenza di 400Hz
Inviato: 22/10/2017, 22:32
In questi giorni sto tentando di capire se posso usare un traformatore fatto per funzionare a 50 Hz come trasformatore di isolamento per il mio inverter a 400 Hz.
Non avevo mai affrontato il problema in modo determinato ma "a naso" pensavo che ciò non fosse possibile.
Analizzando trasformatori che lavorano a 400 Hz, in mio possesso mi sono accorto che tutti, dico tutti, sono laminati con spessori molto sottili (dell'ordine di 0.1/0.2 mm). Quelli per i 50 Hz hanno laminazione dell'ordine di 03/05 mm.
Volendo capire come si comporterà il nucleo in mio possesso, se lo farò lavorare a 400 Hz, sono andato alla ricerca di dati sulla rete.
Ho una coppia di nuclei standard della serie HRW V/38 dello spessore del laminato da .3 mm che possono lavorare a 50 Hz con una induzione di 17.000 Gauss. La sezione totale è di 2 x 4.839 cmq. . Le specifiche dichiarano di poter lavorare fino a 220 W con perdite totali nel nucleo di 2. 92 W.Le stesse tabelle dichiarano che un trasformatore delle stesse dimensioni ma laminato a 0.1 mm può lavorare a 400 Hz gestendo una potenza massima di 820 W con perdite del nuscleo di 29.6 W.
Questi dati mi hanno incuriosito e quindi sono andato a cercare la formula che fornisce la potenza perduta per correnti parassite Pcp:
Pcp = K dq fq Bq
per mancanza di caratteri opportuni il significato è:
dq = spessore del laminato al quadrato
fq = frequenza al quadrato
Bq = valre dell'induzione al quadrato
Se si considera che il valore dell'induzione consentita a 400 hz è di 15KGauss la potenza gestibile diminusce di poco più di un punto percentuale, (questo non è un problema). Le perdite, purtoppo, aumentano con il quadrato della frequenza, quindi con un aumento di frequenza di otto volte aumentano di SESSANTAQUATTRO volte. Significa che a 820 W mi devo aspettare di perdere 187 W. Se invece si "mitiga" l'effetto di questo aumento con la diminuzione dello spessore, portandolo da .3mm a .1 si ottiene una diminuzione delle perdite compatibile con i dati riportati.
Questo significa che un nucleo progettato per lavorare a 50 Hz non può lavorare a 400 Hz : anche se accettassi di perdere il venticinque percento, circa, della potenza, dovrei risolvere un problema di raffreddamento non indifferente.
Speriamo di trovare i nuclei adatti.
Edoardo
Non avevo mai affrontato il problema in modo determinato ma "a naso" pensavo che ciò non fosse possibile.
Analizzando trasformatori che lavorano a 400 Hz, in mio possesso mi sono accorto che tutti, dico tutti, sono laminati con spessori molto sottili (dell'ordine di 0.1/0.2 mm). Quelli per i 50 Hz hanno laminazione dell'ordine di 03/05 mm.
Volendo capire come si comporterà il nucleo in mio possesso, se lo farò lavorare a 400 Hz, sono andato alla ricerca di dati sulla rete.
Ho una coppia di nuclei standard della serie HRW V/38 dello spessore del laminato da .3 mm che possono lavorare a 50 Hz con una induzione di 17.000 Gauss. La sezione totale è di 2 x 4.839 cmq. . Le specifiche dichiarano di poter lavorare fino a 220 W con perdite totali nel nucleo di 2. 92 W.Le stesse tabelle dichiarano che un trasformatore delle stesse dimensioni ma laminato a 0.1 mm può lavorare a 400 Hz gestendo una potenza massima di 820 W con perdite del nuscleo di 29.6 W.
Questi dati mi hanno incuriosito e quindi sono andato a cercare la formula che fornisce la potenza perduta per correnti parassite Pcp:
Pcp = K dq fq Bq
per mancanza di caratteri opportuni il significato è:
dq = spessore del laminato al quadrato
fq = frequenza al quadrato
Bq = valre dell'induzione al quadrato
Se si considera che il valore dell'induzione consentita a 400 hz è di 15KGauss la potenza gestibile diminusce di poco più di un punto percentuale, (questo non è un problema). Le perdite, purtoppo, aumentano con il quadrato della frequenza, quindi con un aumento di frequenza di otto volte aumentano di SESSANTAQUATTRO volte. Significa che a 820 W mi devo aspettare di perdere 187 W. Se invece si "mitiga" l'effetto di questo aumento con la diminuzione dello spessore, portandolo da .3mm a .1 si ottiene una diminuzione delle perdite compatibile con i dati riportati.
Questo significa che un nucleo progettato per lavorare a 50 Hz non può lavorare a 400 Hz : anche se accettassi di perdere il venticinque percento, circa, della potenza, dovrei risolvere un problema di raffreddamento non indifferente.
Speriamo di trovare i nuclei adatti.
Edoardo