Author Topic: En demo af en OU transformer  (Read 45077 times)

anders

  • Administrator
  • Hero Member
  • *****
  • Posts: 1.685
    • View Profile
Re: En demo af en OU transformer
« Reply #60 on: August 18, 2014, 05:38:04 pm »
Men når jeg holder indgangsspændingen konstant og skifter til en 10 ohms belastningsmodstand, så falder udgangseffekten til 2,27 W.
Så den optimale udgangsbelastning synes at være omkring 22 ohm for denne version af trafoen.
Faseforskydningen er stadigt ca 90 grader.
 

anders

  • Administrator
  • Hero Member
  • *****
  • Posts: 1.685
    • View Profile
Re: En demo af en OU transformer
« Reply #61 on: August 18, 2014, 05:51:47 pm »
Ved 1 kHz får jeg 5,82 W ud for en indgangsspænding på 21,2 V RMS, en indgangsstrøm på 0,406 A RMS og en faseforskydning omkring 90 grader.(snarere over end under 90)

Man kunne få det indtryk at den optimale frekvens for denne kerne lå omkring 1 kHz,
Så er der ikke mere tid til målinger i denne omgang.
 

anders

  • Administrator
  • Hero Member
  • *****
  • Posts: 1.685
    • View Profile
Re: En demo af en OU transformer
« Reply #62 on: August 19, 2014, 09:10:47 pm »
Et lille billede af min ringkernetrafo


anders

  • Administrator
  • Hero Member
  • *****
  • Posts: 1.685
    • View Profile
Re: En demo af en OU transformer
« Reply #63 on: August 23, 2014, 01:53:55 pm »
Jeg har lidt tid til at kigge på transformeren i dag.

Min frekvensgenerator er imidlertid ophørt med at fungere. Det gør det jo lidt vanskeligere.

Min sidste fungerende audio-forstærker er designet så ingen af højttalerens to ledninger må være jordforbundet. Den består vel af 4 forstærkere, der er brokoblet 2 og 2.  Jeg har selv bygget den, men jeg husker ikke lige denne detalje. Så hvis man forbinder et oscilloskop eller lignende både til indgangen og udgangen, så går det galt.  Når man måler på sådan en transformator, så bliver der hurtigt behov for fæles jord mange steder, og så er sådan en forstærker uegnet. Man skal bruge en audioforstærker som uden problemer kan fungere med samme jord på indgang og udgang.

I øvrigt har den tilbøjelighed til at gå i selvsving, hvis man forbinde udgangen til indgangen på en eller anden måde, selv med en jordforbindelse. Med en båndbredde på 1 MHz, så opstår der nemt en eller anden frekvens, hvor den kan svinge.

Måling af faseforskel med et almindeligt oscilloskop som mit er vanskeligt.

Jeg fik målt faseforskellen ved 1 kHz på transformeren vha Lissajous figurer til 31 grader, med cosinus(phi)=0.86. Jeg havde givet mig selv de indtryk at faseforskellen var ca 90 grader. Så er der muligvis ikke OU ved 1 kHz. Det viser at man skal ikke lave disse forsøg uden et ordentligt udstyr til måling af faseforskel eller indgangseffekt. William Aleks udstyr er det helt rigtige, men dyrt. Mit er meget billigere, men egentligt ikke egnet. Esbens er bedre, men måske stadigt ikke optimalt.

Man har vel som minimum brug for et oscilloskop med 2 kanaler og matematiske funktioner, der tillader enten at finde fasen på en nem måde, eller direkte at finde effekten ved multiplikation af de to kanaler, og beregning af en gennemsnitsværdi.



« Last Edit: August 23, 2014, 02:48:21 pm by anders »

esben

  • DIFØT medlemmer
  • Newbie
  • *
  • Posts: 16
    • View Profile
Re: En demo af en OU transformer
« Reply #64 on: August 23, 2014, 05:36:27 pm »
Det er helt rigtigt, at det optimale måleinstrument ville være en direkte visning af fasevinkel, effektforhold og samlet input/output effektivitet, altså COP værdi.
Mit oscilloskop har godt nok matematisk funktion og kan multiplicere kanal 1 og 2, hvorved der vises en positiv kurve for aktiv afsat effekt og en negativ kurve, der viser den tilbagesendte effekt. Men den kan ikke generere et gennemsnit til direkte aflæsning af effektforholdet.
Det bringer mig til det næste projekt jeg er i gang med: Jeg er ved at vikle mine spoler om så de bedre passer til formålet, og min erfaring til nu er, at inputsiden fint kan opbygges som en resonanskreds – primærspolen optræder som en ren reaktans ved korrekt belastet sekundær og sammen med en kondensator optræder den som resonanskreds. Outputsiden kan impulsbelastes uden problemer med en brokobling og tilhørende ladekondensator. En lille sinusoscillator drevet af udgangen vil derfor teoretisk kunne opretholde resonanskredsen på indgangen. Altså en loopet selvkørende enhed. Ind til videre ønsketænkning, men jeg prøver.

Venligst Esben

anders

  • Administrator
  • Hero Member
  • *****
  • Posts: 1.685
    • View Profile
Re: En demo af en OU transformer
« Reply #65 on: August 23, 2014, 05:46:48 pm »
Jeg har fået lavet en batteridrevet tonegenerator, som jeg har koblet på indgangen af min udgangsforstærker. Når der ikke er noget fælles jord mellem indgang og udgang, så virker det fint.

Jeg har så forbundet et fire-kanals oscilloskop med matematiske funktioner til  transformatoren.

Kanal A = indgangsspændingen, Skopet beregner RMS Volt heraf
Kanal B = spændingen over de 0.47 ohm som måler strømmen. Skopet beregner RMS Volt heraf.
Kanal X = kanal A * kanal B, Skopet beregner AVG heraf.
Kanal C = spændingen over belastningsmodstanden.

Med den opsætning kan jeg på få sekunder lave en måling ved en given frekvens, og taste værdierne ind i et regneark, så man kan beregne fx COP eller cos(phi)
Regnearket er vedlagt.
Kolonne 1 er frekvensen i kHz
Kolonne 2 er skopets beregning af AVG(A*B)
Kolonne 3 er V RMS indgangsspænding
Kolonne 4 er mV RMS over belastningsmodstanden som er 22 ohm
Kolonne 5 er mV RMS over shuntmodstanden på 0.47 ohm
Kolonne 6 er input effekten beregnet som - kolonne 2 /0,47 ohm
Kolonne 7 er udgangseffekten beregnet som (kolonne4 /1000)**2/22 ohm
Kolonne 8 er OU beregnet som kolonne 7 divideret med kolonne 6

Jeg har målt for frekvenser fra 100 Hz til 20 kHz. Ingen steder får jeg OU > 1. Det højeste jeg får er 0.93 ved ca 200 Hz.
Til kontrol har jeg erstattet transformatoren af en 47 ohms modstand og målt på den. Det giver COP = 0.99

Det virker noget nedslående. Nu skal beregningerne checkes efter.





anders

  • Administrator
  • Hero Member
  • *****
  • Posts: 1.685
    • View Profile
Re: En demo af en OU transformer
« Reply #66 on: August 23, 2014, 06:00:09 pm »
Ja, det er naturligt at koble en kapacitor på indgangen, så den bliver en svingningskreds. Når cos(phi) < 0, så burde sådan en svingningskreds gå i selvsving, og transformatoren være selvkørende.

Men man skal jo nok kende transformeren godt nok til at man kan vælge den rette resonansfrekvens.

Med en resonansfrekvens på indgangen har vi en slags QEG. Det ville være fint hvis vi kunne lave en fungerende QEG uden bevægelige dele...

/Anders



anders

  • Administrator
  • Hero Member
  • *****
  • Posts: 1.685
    • View Profile
Re: En demo af en OU transformer
« Reply #67 on: August 23, 2014, 06:17:20 pm »
Når jeg måler på min trafo uden belastning ved 700 Hz, så får jeg en fasevinkel på 76 grader.

Det virker som om kernen har et betydeligt tab ved den frekvens. Eller også er min målemetode forkert.
Fasevinkelen burde være nærmere 90 grader.

« Last Edit: August 23, 2014, 06:23:23 pm by anders »

anders

  • Administrator
  • Hero Member
  • *****
  • Posts: 1.685
    • View Profile
Re: En demo af en OU transformer
« Reply #68 on: August 23, 2014, 06:36:54 pm »
Og når jeg måler på en kapacitor så får jeg en fasevinkel på 86 grader.

Mit skop beregner AVG(A*B) og RMSA og RMSB
AVG(A*B) = RMSA * RMSB * cos(phi)

Så i regnearket beregner jeg fasevinklen som 360/(2PI)*ARCCOS(AVG(A*B)/( RMSA * RMSB))

Når jeg får 86 grader for en 100 mikrofarad delefilters kapacitor ved 700 Hz, så tror jeg beregningsmetoden er korrekt.

Så har jeg vel et problem med tab i mine magnetkerner....

/Anders


anders

  • Administrator
  • Hero Member
  • *****
  • Posts: 1.685
    • View Profile
Re: En demo af en OU transformer
« Reply #69 on: August 23, 2014, 07:53:05 pm »
Så hvordan laver man en magnetiseringskurve for denne transformator? Jeg ved ikke hvornår den går i mætning. Er det ikke noget med at man bruger et skop i XY-mode?

anders

  • Administrator
  • Hero Member
  • *****
  • Posts: 1.685
    • View Profile
Re: En demo af en OU transformer
« Reply #70 on: August 23, 2014, 08:51:14 pm »
Jeg koblede 33 kohm og 2 myF sammen til et RC-led forbundet til sekundæren, og målte spændingen over kapacitoren. Det blev Y-aksen på skopet.
Jeg målte spændingen over 0,47 ohm shunt modstanden i primæren. Det blev X-aksen på skopet.
Frekvensen var 700 Hz.

Det burde give en BH-kurve. Det gav en kurve, en ellipse, ikke en s-formet kurve, som ligner en BH-kurve.
Ellipsen kan måske tolkes som tegn på stort hysterese tab.

Hmm? Hvor leder det så hen?

« Last Edit: August 24, 2014, 08:17:43 am by anders »

Ole Nielsen

  • Jr. Member
  • **
  • Posts: 91
    • View Profile
Re: En demo af en OU transformer
« Reply #71 on: August 24, 2014, 01:52:58 am »
Hej Anders,

Quote
Så hvordan laver man en magnetiseringskurve for denne transformator? Jeg ved ikke hvornår den går i mætning. Er det ikke noget med at man bruger et skop i XY-mode?

Magnetiseringskurve: http://meettechniek.info/passive/magnetic-hysteresis.html

Jeg benytter in variabel stabiliseret DC-spændingsforsyning og en induktansmåler til at se ved hvilken strøm kernen går i mætning. Først måles induktansen uden magnetisering. Derefter tilsluttes jævnstrøm uden L-meteret tilsluttet så der ikke induceres en skadelig strøm i L-meteret. En ny induktansmåling foretages så gentagne gange med større strøm, uden L-meteret tilsluttet mens strømmen ændres, indtil induktansen falder, så er kernen ved at gå i mætning.

/Ole

anders

  • Administrator
  • Hero Member
  • *****
  • Posts: 1.685
    • View Profile
Re: En demo af en OU transformer
« Reply #72 on: August 24, 2014, 09:21:32 am »
Jeg lagde en ny ekstra vikling over de to kerner som primærviklingen er vundet på med 20 vindinger. Induktansen var 26 mH. Jeg sendte 20 mA DC gennem primæren. Induktansen i den nye vikling faldt til 0.2 mH. Når jeg fjernede de 20 mA steg induktansen igen til 26 mH. (Det skyldes dog muligvis at min induktansmåler giver helt andre værdier, hvis primæren er forbundet til et eller andet lavohmigt)

Så de to kerner i primærspolen går i mætning ved måske mindre end 20 mA i primærspolen.

Som man kan se af det spreadsheet som viste mine målinger med en batteridreven oscillator, så har jeg anvendt en strøm i primærviklingen, hvis spids-værdi har nået 0,47 A eller måske mere end 23 gange mætningsstrømmen.

Hvad kan man så lære af det? Man skal aldrig bruge en induktor uden at have målt på mætningsstrømmen....
Og man skal lære at lave BH-kurver. Det duer ikke at springe BH-kurver over fordi det er lidt besværligt. Det er for amatøragtigt at se bort fra den side  af sagen.
Man skal være så rutineret i at lave BH-kurver at det er noget man gør uden at tænke så meget over det.


« Last Edit: August 24, 2014, 12:08:56 pm by anders »

Ole Nielsen

  • Jr. Member
  • **
  • Posts: 91
    • View Profile
Re: En demo af en OU transformer
« Reply #73 on: August 24, 2014, 03:03:00 pm »
Tilføjelse:
Mætningsstrømmen bør måske nok tages med strømbegrænser funktionen aktiv i strømforsyningen for at få en mindre "stiv" regulering der måske kan påvirke induktansmålingen. Ellers kan der benyttes en modstand i serie med spolen så reguleringen bliver blødere og målespændingen genereret af L-meteret ikke belastes gennem transformatorkoblingen.

Normalt måler jeg ikke BH-kurverne. Hvis kernen ikke benyttes over mætningspunktet og over for høje frekvenser er det ikke nødvendigt. Opvarmes kernen minimalt under drift er den ikke presset over grænsen.

Køber man en ny kerne er det nemmere blot at læse databladet med fabrikantens målinger. Her angives mætningspunktet og AL værdien der er induktansen for en enkelt vinding. Der står også til hvor høj frekvens kernen kan benyttes ved fuld magnetisering (forskellige tabeller eller formler og materialekonstanter).

Husk at mætningen af en kerne er den samlede strøm der løber omkring den, altså strømmen i tråden gange antal omgange.

/Ole

esben

  • DIFØT medlemmer
  • Newbie
  • *
  • Posts: 16
    • View Profile
Re: En demo af en OU transformer
« Reply #74 on: August 24, 2014, 05:36:31 pm »
En sidebemærkning til WA.’s OU transformator.
Selv om William Alek har demonstreret en OU transformator, så er det vel egentlig pionerarbejdet fra Thane C. Heins og hans BiTT transformator Bi Toroid Transformator, der danner grundlag for visningen. Jnaudin har udført en forsøgsrække i 2013 http://jnaudin.free.fr/dlenz/heinseffecten.htm vedrørende Thanes BiTT patent fra 2009. Ud over patentet findes et velskrevet dokument med nærmest en byggebeskrivelse af BiTT systemet. http://www.slideshare.net/slideshow/embed_code/16180925?hostedIn=slideshare&referer=http://fr.slideshare.net/ThaneCHeins#

Det er muligt dette har været nævnt i tidligere korrespondance, men i såfald har jeg overset det. Jeg kan ikke se at WA henviser nogen steder til Thane C. Heins.

Det gør dog ikke arbejdet mindre interessant.
Venligst Esben.