#konstruktorelektrykamator #elektryka #energetyka

Każdy pewnie słyszał o urządzeniu zwanym transformatorem.
Najprostsza konstrukcja to dwie cewki i wspólny magnetowód czyli najczęściej kawał stali w postaci blach.
Uzwojenia zazwyczaj są odseparowane od siebie elektrycznie. Spotykamy takie rozwiązania niemal w każdym współczesnym urządzeniu. Począwszy od ładowarki do telefonu, przez wzmacniacze audio, komputery, oświetlenie, czy nawet internet, bo routery mają wbudowane transformatory separacyjne, na linii zasilania jak i na liniach sygnałowych.
Przykładowo trafo 230/12V, zasilając jedno uzwojenie z 230VAC wytwarza się zmienne pole magnetyczne które zamyka się przez rdzeń i na drugim uzwojeniu będziemy mieli 12VAC. To jest najprostsza forma, ale rozwiązań jest znacznie więcej. Kolejna opcja, też dosyć prosta to autotransformator, fizycznie jest to transformator z jednym uzwojeniem ale matematycznie traktujemy jako dwa. Jest to po prostu kupa drutu na rdzeniu podłączona do zasilania tak jak uzwojenie pierwotne w klasycznym transformatorze. A za uzwojenie wtórne robi to samo uzwojenie ale w okrojonej formie, poprzez zastosowanie ruchomego suwaka, dzięki któremu możemy swobodnie i w miarę płynnie regulować liczbę zwojów a przez to i napięcie wyjściowe, prawie jak dzielnik napięcia na dwóch rezystorach. Z tą różnicą że najczęściej autotransformatory dają możliwość uzyskania ciutkę wyższego napięcia niż zasilanie, a dzielnik napięcia tego nie potrafi.
To był szybki opis transformatorów jednofazowych. Ale są też wielofazowe. Np trafo scotta które zasila się z 3 faz z przesunięciem co 120°, a na wyjściu są dwie fazy z przesunięciem 90°, są konstrukcje 3F>6F te są wykorzystywane np na kolei do zasilania trakcji. (Trakcja to śmierć! Tory! To jest przyszłość!)
Fizycznie trafo 3F najczęściej ma 3 kolumny, po jednej na fazę, rzadko 5 kolumn, 3 kolumny z uzwojeniami i dwie jaki magnetowody dodatkowe.
3 uzwojenia pierwotne, 3 uzwojenia wtórne, separacja galwaniczna i spora nieruchoma bryła stali jako magnetowód.

Które urządzenie też ma łącznie 6 uzwojeń, separację galwaniczną, i stalowy rdzeń jak w transformatorze?
Silnik synchroniczny. Z fizycznego i matematycznego punktu widzenia niczym się nie różni od trafa 3f. Prąd przepływa przez uzwojenia, wytwarza pole magnetyczne, które w sąsiadującej cewce wytwarza Siłę elektromotoryczną. W trakcie normalnej pracy ze zwartym wirnikiem możemy traktować taki silnik jak transformator w stanie zwarcia.
Tylko między silnikiem a trafo jest jedna zasadnicza różnica. Mamy ruchomy rdzeń w postaci wirnika. Zmieniając jego położenie wpływamy na stopień sprzężenia magnetycznego strony pierwotnej z wtórną.
A co za tym idzie wpływamy na wartość napięcia wyindukowanego w uzwojeniu wtórnym, i jednocześnie na fazę. Skąd to się bierze? Kręcąc wirnikiem możemy doprowadzić do sytuacji że uzwojenie 1 wirnika zgra się idealnie z uzwojeniem 1 stojana, wtedy napięcie wyindukowane w uzwojeniu stojana będzie się dodawało z napięciem zasilania. Ale możemy obrócić wirnik o 180° co spowoduje że uzwojenie 1 stojana będzie sprzęgnięte po 50% z uzwojeniami 2 i 3 wirnika. Czyli pole magnetyczne będzie miało przeciwstawny biegun więc i napięcie indukowane w uzwojeniu wtórnym będzie miało odwrotną polaryzację. Więc napięcie wyindukowane zostanie odjęte od napięcia zasilania.
Oczywiście możemy ustawić mnóstwo pozycji pośrednich, obracając o dowolny kąt. Spowoduje to że np do fazy L1 dodamy 21% wektora L2 i 79% wektora L3. Albo do L1 dodamy 37% wektora L1 i 63% wektora L3. Jakie wyjdą napięcia? To już trzeba wykres wskazowy narysować i szybko policzyć. Dobierając odpowiedni silnik lub zasilając odpowiednimi napięciem możemy uzyskać napięcie wyjściowe od 0 do dwukrotności napięcia zasilania.
Czyli taki układ może funkcjonować jako autotransformator bez ruchomej szczotki. Co prawda są pierścienie ale jest to ciągły kontakt i tam przepływa tylko połowa wartości prądu odbiornika.

Warto mieć w swoim otoczeniu ludzi którzy się nawzajem nakręcają. Dzięki temu każdy dąży do zwiększania zakresu wiedzy. Ja tak mam z kilkoma osobnikami z internetu i kilka osób z fizycznego otoczenia. Np mój były nauczycieli z którym zawsze miałem dobry kontakt, a teraz współpracownik. To on mnie tu ściągnął.
Budowa tego układu zaczęła się od prostej rozmowy z o przesunięciach kątowych sygnału wejściowego i wyjściowego przekładnika prądowego. Tam te wartości są w pojedynczych stopniach albo i nawet minutach i sekundach kątowych.

https://youtu.be/M0S7V3XPnPQ

Cz 2.
To tyle byłoby o transformatorze-silniku.
Teraz coś lekko innego, ale wciąż transformator.
Kojarzycie coś takiego jak figury Lichtenberga? Są to twory powstające na powierzchni zazwyczaj izolatora w wyniku uszkodzenia przez łuk elektryczny. Często można spotkać nazwę wyładowanie drzewiaste. Na zdjęciu przykład takiego. Jest to wnętrze uzwojenia wtórnego VTTC. Jako że było to budowane dawno temu, ze znacznie mniejszym zakresem wiedzy to zostały popełnione przynajmniej dwa solidne błędy. Pierwszy to gruby drut, na oko 0,4mm przy małej średnicy i małej długości uzwojenia. To powoduje że ma bardzo dużą częstotliwość rezonansową.
Drugi błąd to wybór rurki PCV na konstrukcję. PCV ma bardzo duży współczynnik przenikalności dielektrycznej, co powoduje zwiększenie pojemności własnej takiej cewki i obniżenie częstotliwości rezonansowej ale jednocześnie duży współczynnik dielektryczny z dużą częstotliwością (setki kHz lub nawet MHz) powoduje grzanie się tego dielektryka.
No i tu nagrzał się na tyle że stracił właściwości dielektryczne i wysokie napięcie zaczęło płynąć po jego powierzchni wypalając takie ładne figury. Jednocześnie dyskwalifikując uzwojenie z użytku.
Dlatego budując cewkę Tesli trzeba starannie wybierać materiał na uzwojenie wtórne. Rury PCV są tanie i sztywne, rury PP są niewiele droższe i trochę mniej sztywne.
Za to PP ma niższy współczynnik przenikalności dielektrycznej dzięki czemu mniej się grzeje, czyli mniejsza szansa na odkształcenie i usterkę.

Cz 3.
Wezwano mnie wczzoraj do zakładu obróbki CNC. Przenieśli część maszyn do prostej ślusarki do innego pomieszczenia. I przestała im działać pompka podawania chłodziwa w pile taśmowej.
Lokalna złota no może raczej srebrna rączka sprawdził że pompka działa bo podłączał w w innym miejscu i się kręci, a w maszynie się nie kreci, a prąd dochodzi.
No faktycznie, prąd dochodzi, każdy zacisk pokazuje 230V względem obudowy. Ale jednocześnie przy sprawdzaniu napięcia międzyfazowego wychodzi że są tylko dwie fazy. To szybko sobie przypomnieli że kiedyś był wymieniany termik. To mierze tam, na wyjściu z termika? 2 fazy. Na wyjściu ze stycznika? 2 fazy. Na zasilaniu stycznika? 2 fazy. Na zasilaniu maszyny? 2 fazy. Tu znów sobie przypomnieli że zakładali nową wtyczkę. Ale mówię, czekaj, zobaczymy w gnieździe. A w gnieździe? 2 fazy. Tzn między N a fazami jest po 230V ale międzyfazowo jest tylko 2x400 i raz zwarcie. Gdzie jest rozdzielnica? W rogu, przy regałach. Z mocno ograniczonym dostępem. Żeby cośkolwiek zrobić musiałem ściągnąć drzwiczki z zawiasów. Na wyjściu zabezpieczenia? 2 fazy. Na wyjściu z RCD? 2 fazy. Na wejściu RCD? 2 fazy, ale normalnie podpięte 4 żyły, czyli N i 3 tory fazowe. A zasilanie przychodzi z bloku rozdzielczego. No i tam normalnie są 3 fazy.
Ktoś kto składał rozdzielnicę pomylił się w przykręcaniu kabelków i podłączył dwa od RCD pod tą samą fazę. Odbiorniki 1 fazowe działały bo im to bez różnicy. Ale 3f już potrzebują 3 faz.
Widzicie. Miała być naprawa pompki do chłodziwa a trzeba było naprawić rozdzielnicę.

Cz. 4.
O kolejnym uszkodzonym silniku chyba nie chce wam się czytać.
de298a35-e388-4d6d-838b-27dad8148244
6e961731-5a93-45ad-abd9-634a2c41c240
7cf805ce-6bd4-41b5-86df-c8304085d5bf
5bcaf155-6282-43c7-9a17-a04857212b88
b22f6fb9-c336-4c8e-9b88-0c73b09b1220
myoniwy userbar
37

Komentarze (37)

Felonious_Gru

@myoniwy no wreszcie!


Czytam

Felonious_Gru

Przeczytałem, a mogę dać tylko jednego pioru a, a należy się 4 pioruny. Co teraz?

myoniwy

@Felonious_Gru Trzeba ściągnąć @bojowonastawionaowca żeby ustawić inny mnożnik przy piorunach.

Felonious_Gru

@myoniwy

Kojarzycie coś takiego jak figury Lichtenberga?

Ulubiony sposób na samobójstwo widzów 5 minute crafts ( ͡° ʖ̯ ͡°)

Felonious_Gru

@myoniwy

Miała być naprawa pompki do chłodziwa a trzeba było naprawić rozdzielnicę.

https://youtu.be/XDB8apvcHJo

m_h

O takie wpisy nic nie robiłem.

myoniwy

@m_h To zacznij, np pioruny dawać.

American_Psycho

Silnik najciekawszy a nie napisał A o co chodzi z trafem 6f z zasilania trakcji?

myoniwy

@American_Psycho więcej faz to mniejsza pulsacja napięcia, czyli łatwiejszy do zbudowania układ filtracji. Mniejsze dławiki, mniej kondensatorów (jeśli na trakcji w ogóle się używa, małe na pewno do wyłapywania wyższych harmonicznych)

Przykładowy schemat trafa Y/∆Y

Napięcie na zaciskach wtórnego w połączeniu ∆ będzie przesunięte o 60° względem tego z uzwojenia w Y. Więc mamy 6 faz wyjściowych.

Podobne rozwiązanie można zrobić na układzie Y/YY, ale ten układ ma inną charakterystykę.

6b56e8f2-fdc5-4c63-b9e3-1f7143f205c1
a286fb40-74fe-4cdd-aac6-d158fa7f119d
Felonious_Gru

@American_Psycho w Polsce kolej leci zasilaniem DC, z trzech faz masz "pofałdowane" napięcie, a prądy są takie, że kondensatorami tego nie ogarniesz. To żeby kolejny szczyt był bliżej to robi się magiczne przesunięcia fazy transformatorami.

Po więcej szczegółów to już musisz @myoniwy , bo ja z elektryki, a tym bardziej energetyki jestem noga.

0ff901a3-a8e6-4524-8aba-d6dee4845797
myoniwy

@American_Psycho Ogólnie układów połączeń transformatorów jest dużo, bardzo dużo. Jak byś zachciał to i tą śnieżynkę można rozbudować jeszcze bardziej.

98cf668d-d842-4922-ba7c-a77136e1ba1b
myoniwy

@American_Psycho patrz, przejeżdżałem koło stacji trafo dla PKP.

Dwa trafa z lewej to 15/3,3kV, a dwa z prawej to trafa 3/6F. Najprędzej Y/∆Y, ale równie dobrze może być Y/YY

e357a58c-2f88-4c95-99ad-83afb71e12ae
kermelanik

Czytam twoje elektryzujące wynurzenia z wypiekami na twarzy, chociaż ni dudu się nie znam na temacie. Niepokojące.

myoniwy

@kermelanik Akurat uszkodzony silnik jest z piekarni. Więc wypieki jak najbardziej pasują.

Hejto_nie_dziala

@myoniwy ale przed RCD czy za były dwa fazowe spięte? Weź wyjaśnij jak co czemu

myoniwy

@Hejto_nie_dziala Przed.

Blok rozdzielczy, 3 fazy i N. Różnie ludzie podłączają kolejność, ale to nie ważne. Z bloku szły normalnie 4 żyły do RCD. Tyle że dwie były podpięte pod tą samą szynę fazową. N, L1, L2, L1, a powinno być N, L1, L2, L3.

7bc2210a-8877-49ab-abca-9992796a1ab6
Hejto_nie_dziala

@myoniwy na transformatorze to niczego nie zepsuło? Nie zauważyli że silniki się dziwnie kręcą?

myoniwy

@Hejto_nie_dziala A co ma transformator do tego? Żadnego zwarcia nie było przecież.

No właśnie silniki się nie kręciły. Na tym RCD były dwa gniazda 3F, i tylko do jednego była podpięta piła taśmowa.

Odczuwam_Dysonans

@myoniwy bardzo ciekawy wpis, w sam raz na sobotę

kitty95

Nie bardzo rozumiem jak można podpiąć dwie różne fazy do tego samego złącza. Kolejność pomylić, czy coś. Ale mamy 3 kable, 3 złącza, no to jak?


Ten silnikoautotransformator to jakie mógłby mieć praktyczne zastosowanie? Czy tylko taka zabawa teorią, na zasadzie, że można, ale po co.

Felonious_Gru

@kitty95 a tą samą fazę na dwa różne złącza łatwiej? Bo właśnie tak zrobili

kitty95

@Felonious_Gru no to też trochę ciężko. Z jednrgo do wielu czy z wielu do jednego to tylko kierunkiem się różni, a wynikowa ilość przewodów ta sama przecież.

Felonious_Gru

@kitty95 no tak. I koleś dwa różne przewody do tej samej fazy przykręcił. Sprawdził potem probowką czy jest faza na fazie, a nie ma na neutralnym (albo i tego nie) i fajrant.

Gdyby sprawdził robotę wskaźnikiem rotacjibto by od razu zauważył błąd

kitty95

@Felonious_Gru sorry, nadal nie kumam jak można się tak jebnąć. Przecież wtedy jeden zacisk wolny zostaje po którejś stronie. Albo coś źle sobie wizualizuje.


Jak szło z bloku, to ze złej szyny pociągnął? Ale jak to tak. No ok, blok może być zajebany kabelkami ale to widać gdzie się przykręca przecież.

Felonious_Gru

@kitty95 oj widać, że mało żeś pan robił na serwisach.


Ba, ja mało robiłem, a mnie to nie dziwi xd

eac80ac2-8e09-47f0-8e43-6645bf594bf4
kitty95

@Felonious_Gru nie mówię, że nie. Fuszerki są różne, ale takie najtoporniejsze zawsze mnie dziwią.


Ps. Co to qrwa jest?

myoniwy

@kitty95 obrazowo na przykładzie.

Wtyka to nasz blok rozdzielczy. Kolorowe żyły to zasilanie do RCD.

Na rysunku jest tak jak powinno być. A wyobraź sobie że bierzesz szarą żyłę podłączasz razem z brązowąm. Od strony RCD wszystko jest ok, ale od strony bloku już nie

72cdf5d9-541b-4064-80ea-bb071f46f031
Felonious_Gru

@kitty95 głupsze błędy robiłem xd

kitty95

@Felonious_Gru ale to nie chodzi o błędy, błędy każdy robi albo zrobi, ale żeby sprawdzać to co się zrobiło.

Felonious_Gru

@kitty95 no to sprawdził, nawet co napisałem jak

myoniwy

@kitty95

Ten silnikoautotransformator to jakie mógłby mieć praktyczne zastosowanie? Czy tylko taka zabawa teorią, na zasadzie, że można, ale po co.

To konkretne rozwiązanie jest mało praktyczne bo jest mało sprawne energetycznie.

Ale przesuwniki fazowe same w sobie są stosowane tak jak wspomniałem w filmie.

Tu jest artykuł o tym.


https://www.pse.pl/-/pierwszy-przesuwnik-fazowy-jest-juz-montowany-na-transgranicznej-stacji-elektroenergetycznej-mikulowa

kitty95

@myoniwy czyli przesuwnik powinien korygować (automatyczniecw założeniu) nierównomierności obciążenia, czy też rozpływu energii w fazach obu podłączonych systemów pl i de. Tak to rozumieć?


A do tej pory jak to się regulowało?

myoniwy

@kitty95 do tej pory właśnie się nie regulowało. Co Niemcy wykorzystywali i energię wytwarzaną na północy pchali przez naszą sieć do swojego przemysłu na południu.

A teraz u nas przesuną fazę napięcia o kilka stopni względem niemieckiego systemu i już nie wepchają. No chyba że zapłacą za przesył.

kitty95

@myoniwy hehe. Ale to nie jest jakaś hiper nowa technologia. Czyli PSE się dawało w chuja robić. Nowe, nie znałem.

Zielonywewszystkim

@myoniwy Silniki 3 fazowe, potrzebują 3 faz.

4103167b-168e-4dca-a8d8-1438e8da741a
cec

Które urządzenie też ma łącznie 6 uzwojeń, separację galwaniczną, i stalowy rdzeń jak w transformatorze?

Silnik asynchroniczny pierścieniowy.

Silnik synchroniczny ma na wirniku jedno uzwojenie wzbudzenia (na prąd stały) albo i zero.

dziedzicpruski

@myoniwy Chciałem jeszcze wtrącić trzy grosze o transformatorach.

Transformatory bywają zaliczane do maszyn elektrycznych niewirujących ze względu na właściwości, które opisałeś.

Maszyna, która się nie rusza... He he. Kto to słyszał?

No i jeszcze o autotransformatorach.

Te ruchomym suwakiem to tylko jeden z rodzajów autotransformatorów. Są jeszcze autotransformatory o stałym przełożeniu. Oczywiście na początkującym elektryku największe wrażenie wywołują czary przy pomocy autotransformatora z pokrętłem.

No i zdaje się, że autotransformatory mogą podnosić napięcie nie ciutkę wyżej, tylko tyle ile trzeba. Jak zwykły transformator, tylko bez separacji galwanicznej. Za to mogą przenosić większe moce, przy mniejszych gabarytach niż klasyczny transformator.

W zamierzchłych czasach zetknąłem się z bydlakiem 220/110 kV. Oczywiście bez dotykania.

Zaloguj się aby komentować