Kann ich Wicklungen separater Transformatoren in Reihe schalten, um die Nennspannung des Ganzen zu erhöhen?

Ich brauche einen 1:1 Trafo, 25VA 600VAC. Ich habe nicht viel Glück, so etwas zu finden. Mir fällt ein, dass ich fünf kleinere 1: 1-120-VAC-Transformatoren (wie diesen ) nehmen, alle Primärwicklungen und alle Sekundärwicklungen in Reihe schalten und den gleichen Effekt erzielen könnte.

Es scheint mir, dass dies kaum anders ist, als einen einzelnen Transformator mit mehreren Wicklungen zu nehmen und seine Wicklungen in verschiedenen Anordnungen zu verbinden. Ist das gültig? Empfohlen? Gibt es Probleme?

Ich denke, Ihre Idee ist gültig, aber Sie benötigen möglicherweise Ausgleichswiderstände, z. B. wenn Sie mehrere Serienkappen verwenden, um die Nennspannung zu erhöhen. Bin mir aber nicht 100% sicher...
Ich bin mir alles andere als sicher. Ich kann mir vorstellen, dass ich für zwei Transformatoren (z. B. über 240 V) arbeite, da die „Mittelverbindung“ bei nominal null Volt liegen würde, aber 6 Transformatoren machen mich nervös. Ein Teil der Ursache meiner Nervosität ist, was jeder Transformator mit der Phase des Stroms macht. Wäre alles in Phase, und was passiert, wenn einer leicht phasenverschoben ist? Was passiert bei Blindlast? Zwei Transformatoren sehen aus wie ein Mittelabgriff und erscheinen daher einfacher. Allerdings bin ich definitiv kein AC-Typ.
@gbulmer Ich denke, dass die Phasensache kein Problem wäre, das ist wie eine große lange einzelne (hauptsächlich) induktive Last.
@VladimirCravero - Ich bin total zufrieden mit der Theorie. Ich bin jedoch weniger glücklich darüber, dass tatsächlich hergestellte Produkte, insbesondere solche mit einem hohen Grad an mechanischer Fertigung, der Theorie gehorchen, bis ich Teile in meinen Händen habe und sie messen kann. Ich hatte noch nie eine Charge Transformatoren und habe sie gemessen. Ich kann mir sogar vorstellen , dass diese Dinge innerhalb einer brauchbaren Toleranz liegen. Ich bin immer noch konservativ. IMHO, es gibt mehrere Dinge, die schief gehen können. Ich würde testen und messen wollen, bevor ich glaube, dass es funktioniert.

Antworten (5)

Ich denke, es wird gut funktionieren, wenn sie richtig angeschlossen sind (wenn sie die Spannung ungleichmäßig teilen, beginnt diejenige, die mehr Spannung erhält, zu sättigen und die Spannung darüber wird begrenzt).

Die Transformatoren sind jedoch möglicherweise nicht ausreichend ausgelegt, um bei 600 VAC sicher zu sein, sodass Isolations- und Kriechstrecken möglicherweise nicht gut genug sind, um die Anforderungen zu erfüllen. Zumindest sind sie vom Split-Bobbin-Typ, was von Natur aus ziemlich gut für die Isolierung ist.

Da 600 VAC eine übliche Industriespannung in Kanada ist, gibt es viele Steuertransformatoren, die von 600 VAC auf 120 VAC oder 240 VAC herunterschalten. Ich würde vorschlagen, zwei dieser Transformatoren (600:120 -> 120:600 oder 600:240 -> 240:600) zu verwenden, um das zu bekommen, was Sie wollen.

Zum Beispiel ist ein Hammond B356633 ein 50 VA 600 VAC:120 VAC Transformator.

https://www.nriparts.com/electrical/transformers/hammond/ph50aj-control-voltage-50va-600v-ac-120v-ac-transformer/

Wenn einer dieser Transformatoren einen Kurzschluss über seine Primärwicklung entwickelt, würde der Fehler kaskadieren, bis er alle fünf Transformatoren auffrisst; einen verlieren und plötzlich würden die verbleibenden vier jeweils 150 V bekommen (und viel heißer als zuvor werden), so dass ein zweiter bald darauf ausfallen würde. Der zweite würde ausfallen, und jetzt würden die verbleibenden vier jeweils 200 V erhalten. Ein dritter würde ausfallen und die verbleibenden zwei würden jeweils 300 V erhalten. Könnte ziemlich spektakulär werden.

Die Reihenschaltung der Trafos ist durchaus realisierbar, allerdings sollte man sehr auf die Phasenlage achten.
In der folgenden Grafik zeige ich, wie der Anschluss der Transformatoren durchgeführt werden muss, für zwei Transformatoren.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Ich empfehle Ihnen, vorher gleichpolige Klemmen (mit einem Punkt markiert) mit einem Oszilloskop zu ermitteln, eine bekannte Signalphase einzugeben und zu verifizieren.
Sie müssen alle Transformatoren vor dem Anschließen überprüfen.

Bearbeiten: Nachdem ich diese Antwort geschrieben hatte, konsultierte ich die Mitarbeiter von Transformer Test, wo ich arbeite. Die Antwort war, dass es egal ist, ob die Phasenbeziehung des Transformators einphasig ist, da in diesem Fall keine Verkettung des Magnetflusses vorliegt. Ich kann diese Behauptung nicht versichern. Persönlich habe ich Gruppen von bis zu drei Transformatoren wie oben beschrieben angeschlossen und kann versichern, dass es funktioniert.

Sie scheinen sehr überzeugt von dem zu sein, was Sie sagen, aber können Sie einige Beweise (Artikel), Erklärungen oder zumindest ein „Ich mache das seit Jahrzehnten!“ liefern? Es sind etwa 600 VAC beteiligt.
Ein (sehr, sehr) kurzer Blick in die Umgebung ließ mich feststellen, dass Induktivität und Widerstand der Wicklungen nicht immer angegeben sind ...
Wenn er die Phasenbeziehung falsch versteht, weil die Wicklungen alle in Reihe geschaltet sind (und die Transformatoren als nicht magnetisch verbunden angenommen werden können), was könnte im schlimmsten Fall passieren?
@Andyaka, Sie würden 2x die Leistung eines Transformators verlieren ... eine für die umgekehrte Phase und eine zweite, um die Umkehrung zu neutralisieren. Ihre Sekundärseite würde nur 360 V statt 600 V liefern.
Wirklich, es ist keine so große Sache. Der einzige Vorbehalt besteht darin, dass die Transformatorisolierung ( Spule zu Spule und Spule zu Kern) für die vollen 600 V ausgelegt sein muss. Haken Sie die Vorwahlen in Reihe. Haken Sie die Sekundärteile in Reihe (aber verbinden Sie sie nicht mit irgendeiner Last). Legen Sie eine Leitung Ihres Wechselstrom-Voltmeters an den Anfang der Reihe von Sekundärwicklungen und prüfen Sie jeden der Zwischenpunkte mit der anderen Leitung. Die Messwerte sollten in der Reihenfolge 120 V, 240 V, 360 V, 480 V und 600 V ansteigen. Wenn die Spannung zu irgendeinem Zeitpunkt abfällt, anstatt anzusteigen, müssen die Anschlüsse der gerade passierten Sekundärseite umgekehrt werden.
@VladimirCravero Ich arbeite derzeit in einer Fabrik für Leistungstransformatoren und Gleichrichter. Wir haben manchmal solche Verbindungen hergestellt.
@Andyaka Wenn die Sekundärwicklungen gegenphasig angeschlossen sind, werden ihre Spannungen subtrahiert. Es gibt sogar ein Verfahren zur Netzspannungsregelung, das dieses Prinzip auf Wicklungen anwendet, die mit der Last in Reihe geschaltet sind.
@DaveTweed Genau. Ich finde deinen tollen Beitrag.
@TDHofstetter Ich bin mir vollkommen bewusst, was tatsächlich passiert - ich versuche darauf hinzuweisen, dass es kein schlechtes Szenario gibt - der Antwortende schlug vor, "aber Sie sollten sehr vorsichtig mit der Phasenbeziehung sein", als ob es eine Brandgefahr gäbe .
@Andyaka - Ich glaube, ich verstehe, was du sagst; deine Frage war eine rhetorische Frage, richtig?

Ihre Lösung wird funktionieren (ist gültig), mit Ausnahme des Sicherheitsaspekts. Um dies zu berücksichtigen, müssen Sie in Reihe mit den Eingangswicklungen eine 15-mA-800-V-AC-Sicherung hinzufügen. Dadurch wird ein möglicher "Durchgehen"-Zustand verhindert, der die Transformatoren zerstören und möglicherweise einen Brand oder eine Explosion verursachen könnte!

Mit identischen theoretischen Transformatoren gibt es kein Problem.

Bei vermeintlich identischen realen Trafos könnte es Probleme geben. Ich kann mir vorstellen, dass die Primärinduktivität (dies treibt die Transformatorwirkung an) im Vergleich zu einer anderen um bis zu 30% unterschiedlich sein könnte, und wenn 4 15% niedrig und 1 15% hoch wären, würde dieser Transformator beim Verdrahten deutlich mehr Primärspannung sehen Serie.

Stellen Sie es sich wie 4 Widerstände mit dem Wert 85 und einen Widerstand mit dem Wert 115 vor - zusammen ergeben sie 455 und der Bruchteil der Spannung über dem 115-Widerstand beträgt 25,3 % oder als Bruchteil von 600 VAC 157 Volt. Auf den ersten Blick nicht viel mehr, aber wenn dieser Transformator zu sättigen beginnt, wird er warm und kann tatsächlich durchbrennen.

Was ist mit Ausgleichswiderständen? Kann das überhaupt funktionieren?
@VladimirCravero Die Primärinduktivität könnte 3 Henry betragen (weil es sich um kleine Transformatoren handelt) und bei 60 Hz ist dies eine Impedanz von ungefähr 1131 Ohm - denken Sie darüber nach, wie warm die Ausgleichswiderstände werden. Ich glaube nicht, dass die Primärinduktivität eines kleinen Transformators viel mehr als 10 Henry erreichen kann, aber es hängt alles davon ab, was das OP betrachtet - er hat vielleicht etwas, das 30 Henry ist, aber trotzdem wird das Ausgleichen mit "R" braten - bis eine Menge Watt LOL.
Der richtige Weg ist also "ausreichend Transformatoren verwenden, um sicher zu sein".
@VladimirCravero - Ich würde sie abgleichen, indem ich zwei über 120 VAC verbinde und überprüfe, dass der Mittelpunkt 110 VAC beträgt, und dann schrittweise wiederholst, um 5 einigermaßen übereinstimmende Primärfarben zu erhalten.
Ich weiß nicht, warum Sie denken, dass die Eigenschaften so unterschiedlich sein würden. Die Induktivität ist in erster Linie (Wortspiel beabsichtigt!) eine Funktion der Anzahl der Windungen in der Wicklung und der Permeabilität des Kerns, die beide im Herstellungsprozess ziemlich streng kontrolliert werden. Außerdem ist die Kernsättigung eine Funktion des Stroms, und da die Wicklungen in Reihe geschaltet sind, muss der Strom überall gleich sein.
Werden alle Transformatoren mit einer Maschine hergestellt, die Windungen zählt, oder werden viele von ihnen hergestellt, indem eine Maschine eingeschaltet wird, die beginnt, Drahtlagen zu wickeln, und die Maschine ausgeschaltet wird, wenn die Drähte die richtige Dicke erreicht haben? Das Zählen von Runden ist keine Raketenwissenschaft (Ausrüstung zur Textilherstellung aus dem 18. Jahrhundert konnte solche Dinge tun), aber Ausrüstung, die nicht zählen musste, könnte einfacher und billiger sein.
@DaveTweed Wie ich in einem anderen Kommentar gesagt habe, hat eine sehr schnelle Suche ergeben, dass die Induktivität manchmal nicht angegeben ist und daher wahrscheinlich nicht gut kontrolliert wird ... Vielleicht war es sowieso nur eine unglückliche Suche.
@supercat: Sie zählen die Umdrehungen. Wie Sie sagen, ist es einfach zu tun, und alles andere wäre zu unkontrolliert.
@VladimirCravero: Es wird nicht angegeben, weil die meisten Kunden sich nicht wirklich für den genauen Wert interessieren. Anzunehmen, dass dies bedeutet, dass es nicht gut kontrolliert wird, ist ein ziemlicher Sprung.
@DaveTweed Nun, es scheint mir legitim, das Gegenteil anzunehmen, dh wenn der Hersteller einen Parameter so genau kontrolliert, dass er ihn spezifizieren kann, warum nicht? Sie können sagen, dass die Induktivität von Natur aus genau kontrolliert wird, und dem kann ich zustimmen.
@DaveTweed: Wenn Wicklungsschichten überlagert werden, würde ich ein gewisses Maß an Zufälligkeit erwarten, wie genau sie "packen". Dies wiederum würde bedeuten, dass zwei Wicklungen mit gleicher Windungszahl unterschiedliche Drahtlängen aufweisen können. Ist die Anzahl der Windungen immer der "kontrollierte" Parameter und die Drahtlänge ist einfach das, was sie gerade ist? Wenn zwei Transformatoren die gleiche Anzahl von Windungen haben, aber einer einen zusätzlichen Draht von 0,2 Ohm hat, würde das Hinzufügen eines 0,2-Ohm-Widerstands in Reihe mit dem ersten ihr Verhalten ununterscheidbar machen?
@supercat: Hast du jemals einen Leistungstransformator zerlegt? Es gibt wirklich überhaupt keine "Zufälligkeit". Zwischen den Wicklungsschichten befinden sich Isolierschichten (Papier oder Kunststofffolie), die die Dinge ziemlich gleichmäßig halten.
@DaveTweed: Ich habe keine Transformatoren auseinandergerissen, aber viele von ihnen scheinen zumindest von außen keinen Separator zwischen jeder Wicklungsschicht zu haben. Ich könnte mir vorstellen, dass das Hinzufügen solcher Separatoren bei höheren Spannungen die für den Wicklungsdraht erforderliche Isolierung verringern würde, würde jedoch erwarten, dass die Installation einige eigene Kosten verursachen könnte.
Andi hat recht. Sie entwerfen nicht nach unspezifizierten Kriterien, und die Variation der Primärinduktivität zwischen Einheiten wird mit ziemlicher Sicherheit unspezifiziert sein.
Kann ich Wicklungen separater Transformatoren in Reihe schalten, um die Nennspannung des Ganzen zu erhöhen?
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