Transformer-Überziehungsverhalten

TLDR; -
Ich möchte eine so niederohmige Last an einen Transformator anschließen, dass sie das ~1,6-fache des Nennausgangsstroms zieht, aber ich werde dies nur für kurze Zeit tun, damit der Transformator nicht überhitzt. Gibt es, abgesehen von einem Abfall der Ausgangsspannung, irgendetwas, das passieren könnte, auf das ich achten sollte, oder dass es Transformatoren egal ist, solange sie kühl bleiben?

Ich baue gerade eine JBC-Lötstation, die dem Design von Unisolder und MarcoReps ähnelt , und ich habe eine Frage zur VA-Bewertung des Transformators, die ich benötige . Das alles begann, als ich meine Station um einen 130-VA-, 20-V-Transformator herum konstruierte, und es funktionierte wirklich gut, aber der Transformator wurde kaum warm (das IR-Thermometer hat ihn mit 36 ​​° C getaktet), selbst wenn er mit hoher Einschaltdauer betrieben wurde, während versucht wurde, a zu erhitzen große Kupferstange. Mein Bügeleisen funktioniert sehr ähnlich wie JBCs und die oben genannten DIY-Designs, wo es nur halbe oder volle Wellen ohne Phasensteuerung an das Bügeleisen weiterleitet, wodurch Rauschen und Interferenzen reduziert werden.

Diese Analyse der Interna einer der JBC-Stationen zeigt, dass sie nur einen ~80-VA-Transformator hat, obwohl die Station als 130-W-Station aufgeführt ist. Darüber hinaus scheint der Transformator basierend auf den gemessenen Vp-Werten unter Last nur ~18 Veff auszugeben, anstatt der auf der Produktseite angegebenen 23,5 V. Ich sehe diesen anderen Beitrag über die Nennleistung, daher verstehe ich bis zu einem gewissen Grad, wie die Spannungszahlen Sinn machen, aber die Leistungszahlen immer noch nicht.

Wie würde sich mein Transformator basierend auf all dem verhalten, wenn ich die Ausgangsstromgrenze überschreite? Meine Wahl des 80-VA-, 18-V-Transformators hat einen Ausgangsnennstrom von ~4,4 Arms. Aber der 2,5-Ohm-Kältewiderstand der Spitze würde zumindest bei noch kalter Spitze zu einem Zug von 7,2 Arms führen. Nach meiner Forschung basiert die VA-Bewertung für Anwendungen mit großen Netztransformatoren auf Erwärmungseffekten, die für mich kein Problem darstellen, da ich größtenteils mit sehr niedrigen Arbeitszyklen arbeiten werde und meine zeitlich gemittelte Leistung < sein wird 80 VA. Könnte jedoch aufgrund dieser größeren Stromentnahmen noch etwas anderes passieren? Ich dachte, die Sättigung des Magnetfelds im Kern könnte hier eine Rolle spielen? Wird sich dies nur in einer etwas niedrigeren Spitzenspannung manifestieren?

„Gibt es, abgesehen von einem Abfall der Ausgangsspannung, irgendetwas, das passieren könnte, auf das ich achten sollte, oder dass es Transformatoren egal ist, solange sie kühl bleiben?“ Wie kurz ist eine kurze Periode? Irgendwo ein Hotspot?
Denken Sie daran, dass der Transformator in seiner Mitte viel heißer sein wird als an seiner Oberfläche. 36 °C an der Oberfläche könnten intern heiß genug sein, um Schäden zu verursachen.
Überprüfen Sie, ob auf der Primärseite keine Spannungsspitze auftritt, insb. mit kalter Heizung

Antworten (1)

Wie Sie bereits erwähnt haben, gibt es zwei Hauptprobleme bei der Überlastung eines Transformators: 1 - Überhitzung 2 - Spannungsabfall

Anscheinend haben Sie bereits eine Schätzung zu beiden Themen, aber ein Detail zum Transformator ist, dass, wenn Sie 160 % der Last benötigen, die Verluste in den Wicklungen auf 256 % der Nennverluste ansteigen, dh der Transformator kann sich erwärmen a viel und die Lebensdauer der Isolierung kann drastisch reduziert werden. Natürlich kann die Zeit, in der es unter geringer Last ist, diesen übermäßigen Verlust an Lebensdauer während der Überlastung kompensieren.

Über Kernsättigung. Im Allgemeinen gibt es keine Probleme. Die Flussdichten in den Kernsäulen hängen direkt von den Spannungen ab, in diesem Fall verstehe ich, dass Sie die Nennspannung anlegen werden. Durch die Überlastung kann die Flussdichte an einigen Stellen des Kerns ansteigen (da sich das Streufeld zum Magnetisierungsfeld addiert), aber der Spannungsabfall reduziert in diesem Fall das Magnetisierungsfeld und im Allgemeinen bleibt das Ding weit von der Sättigung entfernt .

Ich habe die quadratische Beziehung vergessen, also müsste meine RMS- Leistung <80 VA sein, nicht meine Durchschnittsleistung . Angesichts meiner Spitzenausgangsleistung von 130 W würde das bedeuten, dass mein maximaler Arbeitszyklus ~ 38 % betragen sollte, richtig?
@c10yas, ich schlage vor, dass Sie eine Schaltung wie diese ( electronics.stackexchange.com/questions/473554/… ) verwenden, um die Leistung zu berechnen, die Sie an der Last erhalten. Wenn Sie die Lebensdauer des Transformators (insbesondere durch Isolierung) nicht verkürzen möchten, ist in Bezug auf die Einschaltdauer zu beachten, dass die Gleichungen zur Berechnung der Alterungsraten exponentiell sind. Wenn also der Transformator 10 °C der Nenntemperatur überschreitet, verliert er viel mehr Lebensdauer, als er spart, wenn die Temperatur unter 10 °C der Nenntemperatur liegt.
Ich verstehe nicht wirklich, wie man diese Schaltung dazu benutzt? Ich habe nicht die Möglichkeit, die Induktivität des Transformators zu messen, den ich habe, und das Datenblatt gibt es auch nicht an. Der Wicklungswiderstand ist theoretisch messbar, aber auch dafür bräuchte es mindestens ein Milliohmmeter, da mein Multimeter im 100mohn-Bereich ohne 4-Leiter-Messung definitiv nicht vertrauenswürdig ist
@c10yas, wenn das Datenblatt einige Informationen zum Transformator enthält, können Sie damit die Widerstands- und Induktivitätswerte des Ersatzschaltbilds berechnen. Sie benötigen: - Lastverluste, um die Serienwiderstände zu finden; - Leerlauf, um den Magnetisierungswiderstand zu finden; - Erregerstrom zur Ermittlung der Magnetisierungsinduktivität; - Impedanz (Kurzschlussspannung), um die Serieninduktivität zu finden.