Fläktkylning av trafo

[rikkitikkitavi]

Säg man har en trafo på 300VA (2*24V sek, 230V prim, toroid) , hur mycket mer skulle man våga ta ut om den är väl kyld mha en fläkt?

10-15% ?

edit: Rprim = 4,7 ohm, Rsek = 0,15 ohm (eller vad det nu blir

jag höftar kopparförlusterna till 7-8W per lindning vid 300VA .

[mr.olle.norell]

Har inget svar, men en tanke

Det är en toroid säger du. En gång läste jag en jämförelse mellan toroider och EI-trafos.
När en trafo belastas så tappar den ju lite i spänning. 2*24V är vid full belastning, den kanske ger runt 26V olastad...

Efter vad jag läst ska en toroid vara "styvare" än en motsvarande EI, alltså att ovan nämnda skillnad i spänning blir mindre.
Men när man väl lastat för mycket och toroidens kärna blir mättad så skall spänningen tydligen dyka snabbt.

I fallet EI utnyttjas inte kärnan lika hårt och ovan nämnda problem skall bli mindre.

Stämmer det här så kanske man ska vara lite försiktig med att överlasta toroider?
Någon annan som vet mer?

[xxargs]

Kärnan blir faktiskt mindre lastad ju mer ström man tar ut ur en trafo - så det är inte denna som begränsar strömmen.

Det som begränsar är resistansen i lindningarna och för att ha så låg tomgångsström som möjligt så vill man ha hög induktans - vilket innebär antingen många varv koppatråd med ansenlig längd och därmed hög resistans eller stor kärna med få varv koppartråd.

Att en trafo ser ut som de gör idag är en kompromiss mellan längden och dimensionerna på koppartråden som lindas, kärnans storlek, tomgångsström samt hur mycket värme som hela konstruktionen kan avge utan att bli för varm.

Man har nämligen oturen att när volymen ökar i kubik så ökar ytorna bara i kvadrat - vilket innebär att just större en trafo är, ju mindre värme kan den avge per kubikcentimeter metall och koppar eftersom all värme måste ta sig till ytan innan den kan kylas. Därför blir det ofta mer plåt och mindre med koppar ju större trafon är - och att plåten är allt mindre magnetiskt utstyrd ju större den är för att minimera värmebildningen av hysteresförlusterna i kärnan (det som kallas järnförluster).

Ofta dimensionerar man så att järnförlusterna och kopparförlusterna är ungefär lika när trafon arbetar på sin dimensionerade maxström, och också en förklaring varför en olastad trafo eller elmotor är ganska varm redan vid tomgång och blir inte sådär väldigt mycket varmare vid märklast (då har kopparförlusterna ökat pga. ökade strömmen medans magnetiska utstyrningen minskat något och med samma belopp som spänningsfallet pga. resistivitet i kopparen har ökat)

[rikkitikkitavi]

ja det är klart att vid max last är.spänningen över lindningarna som lägst pga I*R och därmed lägre fältstyrka i järnet och därned lägre hysteresförluster men även om jag vet detta kom jag inte en millimeter närmare svaret.

bästa resonemanget jag har kommit fram till är att prim o sek lindning har inte helt men nästan försumbara värmemotstånd ut till ytan och värmemotståndet till luft är dominerande och därmed viktigast att minska mha forcerad konvektion och den sista går lätt att halvera m en vettig fläktlösning. om fördelningen är 25/75 i dT

tyckte jag att då skulle jag kunna öka förlusterna med.ca 50% vif halverad dT över yta/luft. det gav ca 20-25% mer ström.

ca 10-15% med marginal 50% eftersom jag höftar vilt.

eller?

[kimmen]

Kärnförlusterna för toroidtransformatorer vid nätfrekvens brukar vad jag sett vara nästan helt försumbara i jämförelse med kopparförlusterna. Det är vad jag förstår till stor del tack vare att man använder "grain-oriented steel", vad nu det heter på svenska. Även om man ligger precis under mättning med flödestätheten blir kärnförlusterna små.

Så det blir väl i princip så att om du klarar att halvera den totala termiska resistansen från lindning till omgivning kan du dubbla effektutvecklingen i lindningarna, dvs. öka effektuttaget med 41% vid oförändrad spänning.

Jag kan tänka mig att det vore lämpligt att montera transformatorn så att luft även blåses genom hålet i mitten så att den tillgängliga ytan utnyttjas optimalt om man nu är ute efter största möjliga vikt/kostnads/storleksminskning. Oftast är ju luften instängd där vilket ger väldigt dålig värmeavledning - och det driftsfallet är ju transformatorn rimligen dimensionerad för. Å andra sidan är väl ofta en sida av transformatorn monterad mot ett chassi som kan leda bort värmen...

edit: Här är ett exempel. Den här tillverkarens tabeller anger kärnförlusten till c:a en tiondel av fullastkopparförlusterna. Det liknar vad jag sett på andra ställen.
http://www.raftabtronics.com/TECHNOLOGY ... fault.aspx

[rikkitikkitavi]

så tänkte jag först , men eftersom kylningen är beräknad utifrån en installation med ena sidan mot en plåt, m gummiplatta mellan etc tror jag man utgår från att det enbart är egenkonvektion. och en monteringsplatta som spänner fast trafon, så luften kommer inte ner på insidan.

jag tror jag skall göra ett försök med att lasta trafon till 100%, och mäta resistansen på primären före och efter eftersom den torde värmas upp mest (innerst) samt göra om last testet fast med en rejäl fläkt på. resistansen ökar ju med temperaturen och är ett mått på uppvärmningen.

50C ger ca 0,0039*50 = +20% resistansökning, eller knappt 1 ohm i detta fallet. jag kan mäta m 0,01 ohms upplösning (ej noggranhet)