Поведение трансформатора с перегрузкой

TLDR; -
Я хочу подключить резистивную нагрузку с таким низким значением к трансформатору, чтобы он потреблял ~ 1,6x номинального выходного тока, но я буду делать это только в течение коротких периодов времени, чтобы трансформатор не перегревался. Помимо падения выходного напряжения, может ли произойти что-то, о чем я должен знать, или трансформаторам все равно, пока они остаются холодными?

Я делаю своими руками паяльную станцию ​​JBC, похожую на дизайн Unisolder и MarcoReps , и у меня есть вопрос о номинале ВА трансформатора, который мне нужен . Все началось с того, что я спроектировал свою станцию ​​на основе трансформатора 130 ВА, 20 В, и он работал очень хорошо, но трансформатор едва нагревался на ощупь (ИК-термометр показал его температуру 36 ° C) даже при работе с высокой нагрузкой при попытке нагреть большой медный стержень. Мой утюг работает очень похоже на JBC и вышеупомянутые самодельные конструкции, где он пропускает только половину или полные волны к утюгу без контроля фазы, уменьшая шум и помехи.

Этот анализ внутренних компонентов одной из станций JBC показывает, что она имеет только трансформатор ~80 ВА, несмотря на то, что станция указана как станция мощностью 130 Вт. Кроме того, исходя из измеренных значений Vp, трансформатор под нагрузкой выдает только ~18 В (среднеквадратичное значение) вместо 23,5 В, указанных на странице продукта. Я вижу этот другой пост о номинальной мощности, поэтому я в какой-то степени понимаю, что цифры напряжения имеют смысл, но цифры мощности все еще нет.

Исходя из всего этого, как поведет себя мой трансформатор при превышении предела выходного тока? Мой выбор трансформатора 80 ВА, 18 В имеет номинальный выходной ток ~ 4,4 ампер. Но морозостойкость наконечника 2,5 Ом приведет к тяге 7,2 арм, по крайней мере, когда наконечник еще холодный. Согласно моим исследованиям, номинальная мощность ВА для больших сетевых трансформаторов основана на эффекте нагрева, который не будет проблемой для меня, так как я буду работать с очень низким рабочим циклом по большей части, а моя усредненная по времени мощность будет < 80 ВА. Однако могло ли произойти что-то еще из-за этих больших токов? Я думал, что здесь может играть роль насыщение магнитного поля в сердечнике? Будет ли это просто проявляться как немного более низкое пиковое напряжение?

«Помимо падения выходного напряжения, может ли произойти что-нибудь, о чем я должен знать, или трансформаторам все равно, пока они остаются холодными?» Насколько коротким является короткий период? Точка доступа где-то?
Помните, что трансформатор будет намного горячее в центре, чем на его поверхности. 36C на поверхности может быть достаточно горячей внутри, чтобы вызвать повреждение.
проверьте, чтобы убедиться, что у вас нет скачков напряжения на первичной обмотке, особенно. с холодным обогревателем

Ответы (1)

Как вы упомянули, есть две основные проблемы с перегрузкой трансформатора: 1 - Перегрев 2 - Падение напряжения

Судя по всему у вас уже есть смета по обоим вопросам, а вот по трансформатору подробность в том, что при требуемой 160% нагрузке потери в обмотках увеличатся до 256% от номинальных потерь, то есть трансформатор может нагреть значительно сократить срок службы изоляции. Конечно, время нахождения под низкой нагрузкой может компенсировать эту чрезмерную потерю ресурса при перегрузке.

О насыщении ядра. В целом проблем нет. Плотности потоков в колонках сердечника напрямую зависят от напряжений, в этом случае я так понимаю, что вы будете подавать номинальное напряжение. Из-за перегрузки плотность потока может увеличиться в некоторых точках сердечника (поскольку к полю намагниченности добавляется поле рассеяния), но падение напряжения, в этом случае, уменьшает поле намагниченности и в целом дело остается далеко от насыщения .

Я забыл о квадратном соотношении, поэтому моя среднеквадратичная мощность должна быть <80 ВА, а не моя средняя мощность. Учитывая, что моя пиковая выходная мощность составляет 130 Вт, это означает, что мой максимальный рабочий цикл должен составлять ~ 38%, верно?
@ c10yas, я предлагаю вам использовать подобную схему ( electronics.stackexchange.com/questions/473554/… ) для расчета мощности, которую вы получите при нагрузке. Что касается рабочего цикла, если вы не хотите сокращать срок службы трансформатора (в частности, из-за изоляции), следует отметить, что уравнения для расчета скорости старения имеют экспоненциальный характер. Таким образом, если трансформатор превысит 10°C номинальной температуры, он потеряет гораздо больше срока службы, чем сэкономит, если его температура будет ниже 10°C номинальной температуры.
Я действительно не понимаю, как использовать эту схему для этого? У меня нет возможности измерить индуктивность трансформатора, который у меня есть, и в таблице данных этого нет. Сопротивление обмотки теоретически поддается измерению, но для этого также потребуется как минимум миллиомметр, так как мой мультиметр определенно не заслуживает доверия в диапазоне 100 мОм без 4-проводного измерения.
@ c10yas, если в техпаспорте содержится некоторая информация о трансформаторе, вы можете использовать их для расчета значений сопротивления и индуктивности эквивалентной схемы. Вам потребуются: - Потери нагрузки для определения последовательных сопротивлений; - без нагрузки, чтобы найти сопротивление намагничивания; - ток возбуждения для определения индуктивности намагничивания; - Полное сопротивление (напряжение короткого замыкания), чтобы найти последовательную индуктивность.