Considerazioni sull'uso dei trasformatori calcolati a 50 Hz a frequenza di 400Hz

Avatar utente
IK0QDQ
Sottotenente
Sottotenente
Messaggi: 2184
Iscritto il: 16/06/2013, 0:24

Considerazioni sull'uso dei trasformatori calcolati a 50 Hz a frequenza di 400Hz

Messaggio: #27263 IK0QDQ
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
Immagine # ARO 440/0 Immagine Edoardo IK0QDQ

Avatar utente
i4juq
Caporalmaggiore
Caporalmaggiore
Messaggi: 549
Iscritto il: 01/07/2017, 2:21
Località: Modena

Re: Considerazioni sull'uso dei trasformatori calcolati a 50 Hz a frequenza di 400Hz

Messaggio: #27275 i4juq
24/10/2017, 3:27

grazie veramente interessante e non scontato
gio

Avatar utente
IK2CNC
Sergente maggiore
Sergente maggiore
Messaggi: 1838
Iscritto il: 10/06/2013, 8:16
Località: Borghetto Lodigiano (LODI)

Re: Considerazioni sull'uso dei trasformatori calcolati a 50 Hz a frequenza di 400Hz

Messaggio: #27278 IK2CNC
24/10/2017, 8:53

Concordo, Edoardo grazie dell'approfondimento e degli spunti teorici molto importanti.

Apprezzo veramente l'approfondimento teorico che deve stare alla base di realizzazioni pratiche che potrebbero dare sfumature diverse , ma solo sfumature , le basi sono sempre quelle teorico/matematiche.

Carlo
ImmagineImmagine
# ARO 557/2 Carlo IK2CNC +39 335 186 13 56

Avatar utente
IW1FQG
Sergente maggiore
Sergente maggiore
Messaggi: 1464
Iscritto il: 29/11/2013, 16:31
Località: Torino

Re: Considerazioni sull'uso dei trasformatori calcolati a 50 Hz a frequenza di 400Hz

Messaggio: #27279 IW1FQG
24/10/2017, 10:00

Mi associo. Un problema ingegneristico non è risolto se non sono risolte le relazioni matematiche che lo descrivono.
Bravo Edoardo!

ciao
Ugo IW1FQG


Torna a “Alimentatori”

Chi c’è in linea

Visitano il forum: Nessuno e 1 ospite