Autor Tema: Corriente en DC de un transformador  (Leído 37691 veces)

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« Última modificación: 26 de Mayo de 2015, 10:49:32 por Picuino »

Desconectado KILLERJC

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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #16 en: 26 de Mayo de 2015, 12:37:33 »
Sigo sin entender por que asumis que no es una salida senoidal desde el trafo, si es una senoidal rectificada de onda completa son las formulas que pase. La tension seria de esa forma, si asumis una carga resistiva, la forma de onda no se ve alterada y tendrias el valor que queres. El capacitor solo va a influir cuando se cargue, una ves que se cargue la corriente que deberia cargarlo seria poca. Sigo pensando que si se puede analizar de esa forma

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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #17 en: 26 de Mayo de 2015, 12:54:01 »
Imagína un semiciclo (10ms en España)

1. Durante todo el semiciclo la una resistencia en la salida consume 1 Amperio.

2. En total habrá circulado una carga de 1 Amperio por 10 milisegundos = 10 miliculombios

3. El condensador se carga durante un tiempo de 3.3ms (más o menos, para simplificar)

4. La corriente media del trafo será de 3 Amperios

5. En total el trafo habrá suministrado una carga de 3 Amperios por 3.3 milisegundos = 10 miliculombios (igual carga suministrada por el trafo que absorbida por la resistencia)

La corriente por el trafo no es pequeña, es de unas 3 veces más que la corriente de salida.

Esa corriente pulsante no es senoidal. Hay mucha diferencia y el calentamiento que produce es mucho mayor.

Saludos.

Desconectado micro_pepe

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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #18 en: 26 de Mayo de 2015, 13:25:36 »
Yo creo que puedes hacer una buena estimación con una simulación.

......

Pues la simulación se asemeja bastante a los cálculos de Chaly, lo dejo adjunto.


.....

Lo unico que puedo ver limitante es..

- El diametro del cnoductor del bobinado en el cual tomando de punto medio cada bobinado deberia entregar la mitad de corriente.
- Aislante para que no supere el calentamiento y no se ponga en corto
- Saturacion del nucleo

Eso es lo que yo me planteo como limitantes de la corriente del trafo (sin tener en cuenta las perdidas en el hierro, perdidas de cobre,perdidas por que las lineas no se cierran nomas en el hierro, etc.)

Si los pongo en serie para tener toma central, cada bobinado segun el datashet entrega 4.5Aef, en la simulación mide 9Aef, es solo durante un semiciclo, ¿aguantará bién?

Saludos!!!
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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #19 en: 26 de Mayo de 2015, 13:37:03 »
Hola KILLERJC, se puede analizar de la forma que nosotros lo estamos haciendo, no es lo ideal pero se acerca muchísimo. El colega Picuino se está olvidando que es un transformador y no una batería la que estamos tratando.

A un transformador, el cual es básicamente 2 enormes inductancias acopladas magnéticamente, es muy difícil sacarles un pico de corriente por la gran inercia a la misma que poseen sus bobinas.

El colega Picuino, casi seguro, está considerando un transformador "ideal", pero uno real, máxime este que es de buen tamaño, le toma un tiempo considerable (desde el punto de vista electrónico) alcanzar el régimen de trabajo deseado, esto es por la gran inercia que poseen sus bobinados, y por esto mismo es difícil sacarles un pico "importante" de corriente.

Los transitorios que nombra en post anteriores, pues si existen, pero son de tal magnitud y formato, que ni vale la pena tenerlos en cuenta (otro tema muy distintos son los transitorios que vengan de la línea de alimentación), y esto es así por lo mismo que lo anterior, por la gran inductancia que el mismo transformador posee.

Y si bien el condensador no se carga con una intensidad de forma "senoidal", tampoco esta forma es un pico tal como si se cargase por primera ves con una fuente que ya se encuentra en régimen de trabajo.

Igual, este pico, nunca poseerá mas energía que la almacenada en el núcleo del propio transformador, y la energía que se le extraerá al núcleo del trafo está definida por la carga, o sea mientras la carga no consuma más de lo que el núcleo está diseñado para "transportar", el trafo no presentará problemas.
Cabe aclarar que un transformador está siempre calculado con un muy buen margen de funcionamiento, este margen normalmente es del 20% superior a la potencia declarada del mismo, más allá de lo anterior, el núcleo está también sobre dimensionado con respecto al límite del nivel de saturación, un núcleo toroidal se lo calcula para un flujo de 14000 gauss (normalmente) y el tipo de laminación usada sabe rondar los 17000 gauss.
Por lo tanto, as los cálculos como te e recomendado, funciona muy bien y esto es dicho por muchos transformadores que e calculado de esta manera durante más de 25 años y todavía ninguno se a quejado  :D  :D

No vale la pena complicar cosas que no tienen sentido, si es para estudio teórico vale, pero aprender por aprender sería mejor y más útil aplicar ese esfuerzo y tiempo en fuentes de tipo conmutadas.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

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Desconectado micro_pepe

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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #20 en: 26 de Mayo de 2015, 13:51:16 »

Por lo tanto, as los cálculos como te e recomendado, funciona muy bien y esto es dicho por muchos transformadores que e calculado de esta manera durante más de 25 años y todavía ninguno se a quejado  :D  :D

No vale la pena complicar cosas que no tienen sentido, si es para estudio teórico vale, pero aprender por aprender sería mejor y más útil aplicar ese esfuerzo y tiempo en fuentes de tipo conmutadas.

Un saludo.

Atte. CARLOS.


Pues tienes razón, esto me recuerda a mi profesor de prácticas en mis dos últimos años de FP, era muy práctico, se dejaba de hacer muchos cálculo y nos ponia ejemplos reales de las cosas, lastima que no fuese así el del primer año  :D que es cuando ví los transformadores.

Saludos!!!
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Desconectado Chaly29

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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #21 en: 26 de Mayo de 2015, 14:00:31 »
Hola micro_pepe

Si los pongo en serie para tener toma central, cada bobinado segun el datashet entrega 4.5Aef, en la simulación mide 9Aef, es solo durante un semiciclo, ¿aguantará bién?

Si lo colocas en serie para que cada bobinado entregue un semi ciclo el bobinado estará sometido a los 9A que tu mensionas, pero solo la mitad del tiempo, ya que la otra mitad del tiempo lo conduce el otro bobinado y eso es y será así, pero si realizas el promedio verás que estaría conduciendo 4.5A y esto es lo que importa.

Lo importante es que el promedio en el tiempo de la corriente que circule por cada bobinado no superes los 4.5A.

Igual en la simulación que as realizado, el amperímetro de la izquierda no está bien ubicado ya que está midiendo un semi ciclo y no una senoidal como debería hacerlo....



Prueba de esta manera a ver los resultados, pero usa un amperímetro DC.

Un saludo.

Atte. CARLOS.
« Última modificación: 26 de Mayo de 2015, 14:18:10 por Chaly29 »
La teoría es cuando se sabe todo y nada funciona. La práctica es cuando todo funciona y nadie sabe por qué.

Desconectado micro_pepe

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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #22 en: 26 de Mayo de 2015, 14:26:38 »
Hola micro_pepe

Si los pongo en serie para tener toma central, cada bobinado segun el datashet entrega 4.5Aef, en la simulación mide 9Aef, es solo durante un semiciclo, ¿aguantará bién?

Si lo colocas en serie para que cada bobinado entregue un semi ciclo el bobinado estará sometido a los 9A que tu mensionas, pero solo la mitad del tiempo, ya que la otra mitad del tiempo lo conduce el otro bobinado y eso es y será así, pero si realizas el promedio verás que estaría conduciendo 4.5A y esto es lo que importa.

Lo importante es que el promedio en el tiempo de la corriente que circule por cada bobinado no superes los 4.5A.

Igual en la simulación que as realizado, el amperímetro de la izquierda no está bien ubicado ya que está midiendo un semi ciclo y no una senoidal como debería hacerlo....



Prueba de esta manera a ver los resultados, pero usa un amperímetro DC.

Un saludo.

Atte. CARLOS.


Pues mide lo mismo que el otro amperimetro.

Edito: Me refiero a U2 que marca 6.289A, no al que usé yo de alterna.

Saludos!!!
« Última modificación: 26 de Mayo de 2015, 16:15:02 por micro_pepe »
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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #23 en: 26 de Mayo de 2015, 18:38:55 »
Para hacer la simulación más realista, deberías añadir la resistencia y la inductancia del trafo.

La resistencia por devanado secundario es de 0.2155 ohm (según datasheet) más la parte correspondiente al primario, unos 0.19 Ohm
En total unos 0.41 ohm por devanado.

La inductancia debe estar en torno a 1.3 mHenrios por devanado.

Esto produce la "inercia" que comentaba Charly.

Añadiendo estos parámetros la corriente eficaz va a disminuir.

Este trafo no debería tener por devanado más de 5.8 Amperios eficaces para que las pérdidas en el cobre no superen 27W, según hoja de datos.

Los amperios eficaces son los que te está midiendo el amperímetro.
El valor eficaz no se divide entre dos. Aunque sólo dure una semionda ya lo tiene en cuenta el amperímetro rms.


Saludos.

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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #24 en: 26 de Mayo de 2015, 19:40:19 »
Para hacer la simulación más realista, deberías añadir la resistencia y la inductancia del trafo.

La resistencia por devanado secundario es de 0.2155 ohm (según datasheet) más la parte correspondiente al primario, unos 0.19 Ohm
En total unos 0.41 ohm por devanado.

La inductancia debe estar en torno a 1.3 mHenrios por devanado.

Esto produce la "inercia" que comentaba Charly.

Añadiendo estos parámetros la corriente eficaz va a disminuir.

Este trafo no debería tener por devanado más de 5.8 Amperios eficaces para que las pérdidas en el cobre no superen 27W, según hoja de datos.

Los amperios eficaces son los que te está midiendo el amperímetro.
El valor eficaz no se divide entre dos. Aunque sólo dure una semionda ya lo tiene en cuenta el amperímetro rms.


Saludos.

Dejo adjunto el circuito que he simulado, U1 lo he puesto en AC y en DC pero la simulación es muy inestable, pasa de medir sobre 5A a unos pocos mA.
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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #25 en: 26 de Mayo de 2015, 20:08:32 »
Hola Picuino

Para hacer la simulación más realista, deberías añadir la resistencia y la inductancia del trafo.

La resistencia por devanado secundario es de 0.2155 ohm (según datasheet) más la parte correspondiente al primario, unos 0.19 Ohm
En total unos 0.41 ohm por devanado.

La inductancia debe estar en torno a 1.3 mHenrios por devanado.

Esto produce la "inercia" que comentaba Charly.

Añadiendo estos parámetros la corriente eficaz va a disminuir.

No se entiende como llegaste al valor 0.41 ohms, pero no importa, no vale la pena ser tan exactos, porque si no, también deberíamos de agregarle las perdidas del núcleo, las inercias del mismo, la deriva por temperatura de núcleo y cobre, las capacitancias de los bobinados, y usar la tensión inicial del transformador (o sea sin carga aplicada) etc...

Te parece esto necesario y determinante en el resultado final? No, porque en el data sheet ya nos advierten que la tensión inicial o sea sin carga es de 27.12 Vca, y cuando le extraemos la intensidad máxima permitida, pues el trafo entra en el régimen de los 25Vca.

Esto nos de la posibilidad de descartar todas las perdidas que anteriormente te e mencionado y nos facilita a solo el uso de la tensión de salida, que en este caso es de 25Vca, los otros 2.12Vca faltantes son los producidos por las perdidas mencionadas y se disiparán en forma de calor

Este trafo no debería tener por devanado más de 5.8 Amperios eficaces para que las pérdidas en el cobre no superen 27W, según hoja de datos.

Los amperios eficaces son los que te está midiendo el amperímetro.
El valor eficaz no se divide entre dos. Aunque sólo dure una semionda ya lo tiene en cuenta el amperímetro rms.

Gran error, en este caso el valor medido por el amperímetro tal como dices es el eficaz, pero si se divide por dos, porque está midiendo la intensidad de ambos bobinados, o sea la suma de la corriente de los dos, y como es la suma, pues para saber la corriente eficaz de uno de los bobinados se divide por la mitad.

O sea si la corriente medida es de 6.289A y esta es la corriente de ambos bobinados, pues la corriente eficaz de un bobinado es de 6.289 / 2 = 3.1445A, que no estaría sobrepasando los 5.8A indicados en el datasheet del propio trafo.

Anteriormente habíamos calculado lo siguiente:

225W / 35.25V = 6.38A Muy próximo a lo simulado

Esta es la intensidad máxima de salida permitida.

O sea cada bobinado tendrá un semi ciclo de una intensidad pico de 6.38A.
Como es medio ciclo el conducido, la intensidad eficaz será de 6.38A / 2 = 3.19A
Este valor será muy próximo (un poco superior) al que le dará a micro_pepe si en la simulación coloca un amperímetro en serie con uno de los diodos, la otra mitad del trabajo lo realiza el diodo del ramal opuesto.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #26 en: 26 de Mayo de 2015, 20:25:49 »

Dejo adjunto el circuito que he simulado, U1 lo he puesto en AC y en DC pero la simulación es muy inestable, pasa de medir sobre 5A a unos pocos mA.

Que simulador esta utilizando?, no puede correr un análisis transitorio? podria ser mas útil ver las curvas
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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #27 en: 27 de Mayo de 2015, 06:07:00 »
Charly, con los cálculos que haces no tienes en cuenta que la corriente no es senoidal.

Creo que lo mejor en este caso es ir a la solución sencilla, no hacer simulaciones ni meterse en la teoría.


Suponiendo que el rectificador es Full-Wave Center Tap:



La corriente rms por el transformador (la que calienta el transformador) es 1.2 veces la corriente continua de salida.

Si queremos 5Amperios de salida, el transformador tiene que soportar 5 * 1.2 = 6 Amperios.


Fuentes:
   http://sound.westhost.com/power-supplies.htm
   http://mcitransformer.com/about-mci/power-supply-design-notes
   http://www.powervolt.com/techan01.html

Saludos.
« Última modificación: 27 de Mayo de 2015, 06:19:24 por Picuino »

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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #28 en: 27 de Mayo de 2015, 06:39:03 »
Si tenemos un trafo de 4.5 Amperios, la corriente de salida no debería superar 4.5/1.2 = 3.75 Amperios.

Puede que el trafo esté preparado para una sobrecarga y que aguante hasta un 20 o 30% más corriente de salida.
Si las condiciones son buenas (baja temperatura ambiente, buena disipación, etc) el transformador aguantará más que con malas condiciones.

Un componente diseñado para aguantar 4 amperios puede llegar a aguantar 5 amperios, pero te estás arriesgando a quemarle.
Si pruebas una sobrecarga en un lote de componentes algunos se quemarán y otros resistirán. Eso ya entra dentro del terreno de las probabilidades.
Un trafo también puede aguantar una pequeña sobrecarga sin quemarse, pero el sobrecalentamiento reduce mucho la vida útil del aislante entre hilos de cobre, de manera que el transformador fallará antes de lo previsto. El deterioro es exponencial, de manera que cada vez que aumenta la temperatura ciertos grados sobre la temperatura máxima, la vida útil se reduce a la mitad. El trafo no se quema, pero se agota a toda velocidad.

En conclusión, si quieres que tu trafo aguante una carga permanente sin quemarse en ninguna ocasión y sin reducir su vida útil, hay que hacer el cálculo conservador.


Saludos.

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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #29 en: 27 de Mayo de 2015, 06:46:12 »
micro_pepe:
Esa simulación no es correcta porque faltan la resistencia y la inductancia del transformador, que reducen bastante la corriente rms.
En tu simulación sale 9A rms que es mucho más de lo que saldrá en la práctica.

No te preocupes de simular más, porque el cálculo de la resistencia equivalente del trafo y de su inductancia llevaría bastante tiempo, algun ensayo y meterse en teoría de transformadores.

La simulación viene bien para entender que la corriente por el trafo es pulsante, no senoidal. Y también para medir que la corriente rms es mayor que la corriente de salida en continua. Una vez entendido esto, puedes aplicar el coeficiente de 1.2 que he comentado antes y no hace falta más.

Un saludo.


 

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