Autor Tema: Corriente en DC de un transformador  (Leído 37663 veces)

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Desconectado micro_pepe

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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #45 en: 27 de Mayo de 2015, 17:50:30 »
Picuino, el ejemplo que acabas de poner es muy claro, ahora aplicarlo a un trafo no lo veo tanto.

Otra cosa, como dato aplicando los cálculos de Chaly, tengo un transformadorcillo de 12+12Vac que viene etiquetado con esto:

22Vac --> 0.24Aac

Y

0.3Adc

Si echamos cuentas:

- La potencia total: 22 x 0.24 = 5.28w

- La corriente en DC con semipuente y toma central: I = 5.28w / (12 x 1.4142) = 0.31Adc

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Desconectado Picuino

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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #46 en: 27 de Mayo de 2015, 18:25:53 »
Aplicado al trafo, de forma simplificanda:

Supongamos que la corriente por el trafo son pulsos cuadrados de duración 3.6 ms cada 10ms.
Cada devanado tendrá un pulso cada 20ms. Sumando los dos devanados, al condensador le llegará un pulso cada 10ms.

Para entregar una corriente media de salida de 4 amperios, los pulsos deben ser de 11.1 amperios durante 3.6 milisegundos:
(11'1 amperios * 3.6ms + 0 amperios * 6ms) / 10ms = 4 amperios

Ahora hay que calcular la corriente RMS por el transformador (esa es la corriente que calienta el trafo)
Se calcula con la media del cuadrado de las corrientes. Hay que calcularlo para cada uno de los devanados (que entregan un pulso cada 20 milisegundos)

  Irms ^2  = suma( I^2 * tiempo ) / tiempo_total  =  (11.1A^2 * 3.6ms + 0A^2 * 16ms) / 20ms = 444 / 20 = 22.2

  Irms = raiz(22.2) = 4.71 Amperios eficaces

Esto significa que para una corriente de salida de 4 Amperios, la corriente eficaz es de 4.71 Amperios, un 18% mayor. Por eso se coloca el coeficiente de 1.2

Estos valores dependen del condensador y del transformador elegidos. Pueden variar, pero se aproximan bastante a la realidad.

Con un rectificador de puente completo, el efecto es aún mucho mayor y el coeficiente que hay que aplicar es de 1.8

Un saludo.
« Última modificación: 27 de Mayo de 2015, 18:29:34 por Picuino »

Desconectado KILLERJC

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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #47 en: 27 de Mayo de 2015, 18:44:07 »
Citar
La corriente eficaz o corriente RMS sirve para saber lo que calienta una corriente. Ni más ni menos.

Si, esa es una aplicacion, en realidad no es esa la aplicacion sino eso es la aplicacion del efecto Joule. Tenes un mal concepto de lo que es el RMS de una señal.

En el caso de la corriente que es carga por segundo dq/dt = i(t), el valor RMS es la carga neta transportada en ese tiempo sea el sentido que sea . Mirandolo de otro punto de vista, el valor RMS es el valor que deberia tener una corriente en continua  para transportar la misma cantidad de carga en el mismo tiempo.

Si me voy un poco del tema, me encuentro con que si. Es uno de los usos del efecto joule. Lo que te permite medir la potencia de señales de RF a traves de una termoculpa u otra cosa, tambien hay otros sistemas como detectores pico y ya no recuerdo mas que cosa.

Lo que pusiste nuevo luego lo veo, ya que recien cuando intente responder vi que habias respondido.

Offtopic:

ESTO QUE ESSSSSS??? UNA PELEA??¿ UI UI UI, pues OS vais a enterar por que... ¡¡¡LOS DOS ESTAIS EQUIVOCADOS!!¡ y no tenéis ni ¡¡PUT** IDEA!!! Tanto hablar de corrientes ni potencias, ... nada... lo que pasa en el interior de los transformadores se llama MAGIA  y esta permite mediante un hechizo de conversión, que transforma una tensión en otra, y cuando hay picos es simplemente por que estornuda uno de los duendes interiores, a ver si leeis un poco... INCULTOSSS.

Por cierto la culpa es de micro_Pepe por haber abierto esta discusion, vergüenza deberia darte

y dicho esto me voy a seguir estudiando, que creo que me esta afectando,.... ARRE UNICORNIO¡¡¡¡¡

No entendes nada vos, ya hay prototipos con hamster, ves esos que utilizan en las centrales? eso necesitan mayores potencia asi que funcionan a ñandu por su velocidad.

Citar
Picuino, el ejemplo que acabas de poner es muy claro, ahora aplicarlo a un trafo no lo veo tanto.

Otra cosa, como dato aplicando los cálculos de Chaly, tengo un transformadorcillo de 12+12Vac que viene etiquetado con esto:

Si hay una cosa cierta es que la potencia de entrada es igual a la de salida (idealmente) por el principio de conservacion de la energia, asi que te podes agarrar de ese principio lo mas que quieras xD.


Desconectado juaperser1

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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #48 en: 27 de Mayo de 2015, 18:59:02 »
Bueno en primer lugar killer, que narices es un ñandú? No te inventes animales haha, además lo de los hámster es un mito, en realidad son ratones sin cola.

En segundo solo quería rebajar un poco la conversación con humor haha ;-)

Un saludo.

Desconectado sander

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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #49 en: 27 de Mayo de 2015, 19:21:09 »
Quiero compartir un par de extractos del libro The Art of Electronics, un libro bastante recomendable, el primero habla sobre como calcular el fusible de proteccion del transformador y el otro sobre lo que comenta Picuino del calentamiento,
La electrónica es el arte de manipular señales eléctricas que transportan información
Jan Davidse

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Desconectado Chaly29

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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #50 en: 27 de Mayo de 2015, 23:35:41 »
Hola juaperser1, pues nada se a inventado:

Te presento al ñandú:



Ave muy veloz, fácilmente supera los 60 KM/h, aunque es incapaz de volar...

Y no es ratón sin cola, se llama cuis:



Ambos bichos Argentinos por excelencia...

Un saludo.

Atte. CARLOS.

« Última modificación: 27 de Mayo de 2015, 23:41:01 por Chaly29 »
La teoría es cuando se sabe todo y nada funciona. La práctica es cuando todo funciona y nadie sabe por qué.

Desconectado Chaly29

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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #51 en: 28 de Mayo de 2015, 00:29:18 »
Hola Picuino, entiendo lo que deseas explicarme, esta perfecto tal como lo ves, pero observa que en los cálculos que yo e realizado, este punto es tenido en cuenta.

Fíjate que según mis cálculos, la intensidad máxima en continua debe de ser de 6.36A, lo cual sería una media de 3.18A y si a esto lo multiplicas por el 1.2 que tu mencionas sería 3.81A, o sea estamos todavía sobrados y podemos multiplicar por 1.4 y no pasar la intensidad del transformador que es de 4.5A por bobinado.

Lo mismo sucede de usar los bobinados en paralelo y un puente rectificador, la intensidad será el doble por el único bobinado secundario, pero recordar que la sección de alambre que disponemos en el bobinado ahora se a multiplicado por dos al estar en paralelo.

Igual, me gustaría que expliques de donde obtienes el 3.6ms que usas para dar el ejemplo, porque de ser al azar, me gustaría que hicieses el mismo ejemplo, pero con un tiempo de 5ms así vemos los resultados y podemos comparar.

Creo que con esto, usando tus propias formulas el asunto queda más que claro, o le estoy errando en algo?

Un saludo.

Atte. CARLOS.

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Desconectado Picuino

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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #52 en: 28 de Mayo de 2015, 08:34:19 »
He abierto un hilo donde explico qué son y cómo se calculan los valores medios y eficaces:
http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=44591

KILLERJC: Te recomiendo que lo leas.

Respecto al transformador, uno de los problemas para analizarlo consiste en que hay dos bobinados. Hay señales que hay que repartir entre ellos y otras señales son individuales de cada uno.

Las señales medias de cada devanado secundario se suman para calcular la corriente media de salida.

La señal RMS se calcula de forma individual para cada devanado. Cada uno de los devanados soporta una corriente RMS máxima de 4.5 Amperios y eso es lo que hay que asegurar.

¿Hasta aquí estamos de acuerdo?


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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #53 en: 28 de Mayo de 2015, 09:42:57 »
Voy a suponer una corriente de salida de 4 Amperios en continua.

Corriente media:
Con la rectificación de dos diodos, la corriente media de cada devanado secundario será de 2 Amperios, la mitad del total.



Corriente eficaz (RMS):

Ahora sabemos que la corriente media de un devanado es de 2 amperios y hay que calcular la corriente RMS.

Un ciclo de un devanado secundario dura 20 milisegundos:
   5 milisegundos: La tensión aumenta desde cero hasta el máximo (positivo)  Al final de este ciclo se carga el condensador.
   5 milisegundos: La tensión disminuye hasta cero
   5 milisegundos: La tensión sigue disminuyendo hasta el valor mínimo (negativo)
   5 milisegundos: La tensión aumenta desde el valor mínimo hasta cero.

En este ciclo el condensador se carga durante la parte final del primer ciclo de 5ms. En la práctica, la carga del condensador dura aproximadamente 3.5ms.
Respondiendo a Charly: ese valor lo he tomado de la práctica. poner 5ms es demasiado. El condensador debería estar completamente descargado para que absorba corriente desde la tensión cero hasta la máxima (primeros 5 milisegundos) El resto del ciclo no carga el condensador.

El ciclo de trabajo es:

   D = Tiempo de carga / Tiempo de ciclo =  3.5 ms / 20ms =  0.175

La corriente de pico se calcula con la corriente media que conocemos, suponiendo una señal cuadrada:

   Imedia = Ipico · D
   2 A  = I pico · 0.175

   Ipico = 11.42 A

La corriente rms la calculamos suponiendo señal cuadrada:

   Irms = Ipico · sqrt(D)
 
   Irms = 11.42 · sqrt(0.175) = 4.78 A

La corriente RMS de un solo devanado será de 4.78 Amperios, que supera la corriente RMS máxima (4.5 Amperios)


Saludos.

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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #54 en: 28 de Mayo de 2015, 11:16:50 »
Simulación de un transformador:
Adjunto imagen del circuito eléctrico y de las gráficas de corriente y tensión, así como de la corriente eficaz.

El pulso de corriente dura unos 5ms, como quería Charly que simulase.
A final, el valor RMS es de unos 4 Amperios.

Este caso es más favorable que los cálculos anteriores y permite conseguir a la salida hasta 4.5 Amperios de corriente media.

De todas formas, lo más exacto sería medir los valores en el rectificador real, puesto que los parámetros de resistencia y de inductancia del trafo pueden ser diferentes.


Saludos.


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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #55 en: 28 de Mayo de 2015, 11:31:23 »
Adjunto gráfica de la regulación de voltage a la salida con la carga.

micro_pepe, si puedes subir alguna gráfica o foto de curvas de osciloscopio de tu rectificador sería estupendo.

Un saludo.

Desconectado KILLERJC

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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #56 en: 28 de Mayo de 2015, 13:18:18 »
Estoy de acuerdo con vos Picuino, y si se que lo que son las señales y a las matematicas me remito y entender cada una de sus formulas, ademas es bueno ver una simulacion.

No se por que hizo falta todo lo demas. Con solo haber puesto la simulacion me sobraba, una cosa que noto en la simulacion es que tiene 38V cada devanado cuando deberia ser 27 y algo, segun el datasheet.
Igual podes modificar la carga y que te de el mismo valor de corriente.
« Última modificación: 28 de Mayo de 2015, 13:25:44 por KILLERJC »

Desconectado micro_pepe

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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #57 en: 28 de Mayo de 2015, 14:21:33 »

micro_pepe, si puedes subir alguna gráfica o foto de curvas de osciloscopio de tu rectificador sería estupendo.

Un saludo.

Ahi vá.

Dejo adjunto el esquema usado, R1 es de 0R1 para medir la corriente, la carga son dos lamparas en serie de 21w cada una, aproximadamente 14 ohmios.

Los gráficos son:

- I_V_D1 --> Corriente y voltaje en D1.

- Vo_I_D1 --> Voltaje de salida y corriente por D1 o secundario.

La corriente medida en DC son 2A.

Saludos!!!
« Última modificación: 28 de Mayo de 2015, 14:29:55 por micro_pepe »
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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #58 en: 28 de Mayo de 2015, 14:42:10 »
¿Puedes medir valores medios y rms en la tensión de R1?


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Re: Corriente en DC de un transformador
« Respuesta #59 en: 28 de Mayo de 2015, 15:02:50 »
Mientras tanto voy contando cómo se aplica la corriente RMS a calcular las pérdidas del trafo.

El trafo tiene dos tipos de pérdidas de potencia por las que se calienta:

 1. Pérdidas en el hierro.
      Se producen en el núcleo de hierro debido a las corrientes de foucault inducidas en el hierro y por la histéresis de magnetización.
      Depende de la magnetización y por lo tanto de la tensión de pico máxima, que suele ser constante.
      Se producen en todo momento, incluso cuando el transformador no entrega corriente a la salida

      Las pérdidas en el hierro suelen ser pequeñas y constantes.
      Se pueden calcular con un aumento de temperatura interna del trafo sobre la temperatura ambiente.


 2. Pérdidas en el cobre.
      Estas pérdidas se producen en la resistencia interna de los devanados de cobre del primario y secundario.
      Dependen de la corriente eficaz que circule por los devanados de cobre,
      por lo tanto sólo se producen cuando el transformador está trabajando.
  
Las pérdidas en el cobre se estiman con la ecuación:

    Pcu = Irms ^ 2 · R

El transformador tiene dos resistencias, en el devanado primario y en los secundarios.
Según el datasheet de micro_pepe:

   R primario = 8 Ohmios

   R secundarios = 0.2155 Ohmios

La corriente en el primario es proporcional a la corriente por el secundario (despreciando los efectos de la corriente de magnetización)
Se calcula dividiendo la corriente RMS por el secundario entre la relación de transformación.
La corriente RMS máxima en el secundario es:

    Irms_secundario = 4.5 Amperios

La corriente RMS máxima en el primario será:

   Irms_primario = Irms_secundario * Vo / Vi =  4.5 * (27 * 2) / 230 = 1.06 Amperios

En este caso no voy a tener en cuenta la contribución de la corriente de magnetización. En general es bastante pequeña.

La potencia perdida en el cobre es por lo tanto

   Pcu secundario 1 =  4.5 ^ 2 · 0.2155 = 4.36 vatios
   Pcu secundario 2 =  4.5 ^ 2 · 0.2155 = 4.36 vatios
   Pcu primario       =  1.06 ^ 2 · 8       = 8.82 vatios

   Pérdidas totales  =  17.5 vatios

Esto es suponiendo que todo funciona con corrientes senoidales. Para corrientes con picos, el cálculo de la corriente por el primario será algo distinto.

Saludos.
« Última modificación: 28 de Mayo de 2015, 15:07:31 por Picuino »