En demo af en OU transformer

[Ole Nielsen]

P.R. Jensens UDT går helt tilbage til "The Science Journal of the University of Science and Philosophy, Vol. 3, No. 2, December 1994:"
http://web.archive.org/web/20010420010832/http://www.zaz.com/usp/fulcrum.v3n2/udt.html der udgives af "the University of Science and Philosophy" stiftet af Walter og Lao Russell.

Forskellen er at feed back viklingen er udeladt. Denne er nødvendig for at undgå at outputtet kan ses på indgangssiden så der er faktisk plads til forbedring af WAs udgave.

/Ole

[anders]

Jeg mener at William Alek omtaler Thane Heins og Floyd Sweet i sine tidligere forklaringer.

Han linker fra sin webside

http://www.intalek.com/Index/Index.htm

til siden

http://www.hyiq.org

hvor Paul Raymond Jensen - Unidirectional Transformer (UDT) er omtalt


/Anders

[anders]

Her er i øvrigt en link til Thane Heins' How-to beskrivelse af hvordan man laver denne transformer. Jeg har ikke haft held til at downloade den, desværre.
Jeg ville gerne gemme en lokal kopi her. Den er relevant, og kunne forsvinde fra nettet.

www.slideshare.net/slideshow/embed_code/16180925?hostedIn=slideshare&referer=http://fr.slideshare.net/ThaneCHeins#

/Anders
 

[anders]

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.

Jeg prøvede med forskellige modstande, hvoraf nogen snart begyndte at lugte brændt. Det duede ikke rigtigt. Modstanden skulle være meget stor for at strømforsyningen ikke påvirkede mit induktans-meter. Modstanden skulle være lille for at slippe strøm nok igennem. De to krav kunne ikke forenes.

Jeg prøvede så med primæren på en stor nettransformer som drosselspole. Den var 3.8 H, og den virkede perfekt. Med den i serie med strømforsyningen påvirkede strømforsyningen ikke min induktansmåler.
Jeg fik målt sammenhængen mellem strømstyrke i primærspolen, og induktans af min ekstra vikling:
0 mA : 24.3 mH
10 mA: 23.5 mH
20 mA: 21.5 mH
30 mA: 19.7 mH
100 mA: 12 mH

Ud fra dette slutter jeg at kernen begynder at gå i mætning ved 20-30 mA i primærspolen (ca 75 viklinger, så det er ca 1,8 Ampere-Turns). Jeg har altså drevet kernen i overmætning med mine kraftige strømstyrker.

Så nu skal der laves nye målinger. (og der skal vel laves B-H kurver). Desværre har min lille nød-tonegenerator ikke nogen volumenkontrol. Det er derfor jeg har kørt med så store spændinger og strømstyrker.

/Anders

 

[anders]

Forskellen er at feed back viklingen er udeladt. Denne er nødvendig for at undgå at outputtet kan ses på indgangssiden så der er faktisk plads til forbedring af WAs udgave.

Måske har Bill Alek udeladt feedback viklingen af pædagogiske grunde. Transformeren er lettere at forstå uden feedback viklingen.

/Anders

[Ole Nielsen]

Anders sagde:

Måske har Bill Alek udeladt feedback viklingen af pædagogiske grunde. Transformeren er lettere at forstå uden feedback viklingen.

Jeg tror at Bill Alek har genopfundet transformatoren. Ifølge WayBackMachine har dokumentet kun ligget fremme i nogle måneder i 2001. Måske er det fjernet af censuren eller dokumentet er trukket tilbage af ophavsretlige grunde da det måske stadig sælges. Bill Aleks transformator er heller ikke bygget af en enkelt transformatorkerne som man normalt ville gøre. Det magnetiske kredsløb er dog principielt det samme.

/Ole

[anders]

Ifølge WayBackMachine har dokumentet kun ligget fremme i nogle måneder i 2001. Måske er det fjernet af censuren eller dokumentet er trukket tilbage af ophavsretlige grunde da det måske stadig sælges.

Hvilket dokument taler du om her?

/Anders

[anders]

Så har jeg fået lavet et sæt nye målinger, hvor max-strømstyrken i inputspolen er holdt under 20 mA på nær en enkelt måling.
Der er målt ved frekvenser fra 100 Hz til 20 kHz ca.
Shuntmodstanden er denne gang 4.7 ohm, og belastningsmodstanden 22 ohm.
Jeg har målt indgangsspændingen, spændingen over shunten, spændingen over udgangsmodstanden.
Skopet har beregnet RMS-værdierne af spændingerne og AVG(indgangsspænding*shuntspænding)
I vedlagte regneark er beregnet Indgangseffekt, udgangseffekt,cos(phi) og COP
Intet af det er særligt imponerende.

Måske er det ikke så godt at have fælles jord til input og output viklingerne.

[anders]

Jeg forstår ikke rigtigt denne serie af målinger jeg har lavet. Jeg får en cosinus(phi) ved små frekvenser af størrelsesorden 0.98. Jeg synes den burde være mindre.

Jeg har muligvis lavet et eller andet galt, men jeg ved ikke præcist hvad.

Min forståelse af hvordan man måler på en transformer er endnu for ringe. Jeg burde straks kunne sige, hvad disse målinger betyder.

William Alek anbefaler nogle bøger om transformer-teori.  Bl. a. Vincent Del Toro's Electromechanical Devices for Energy Conversion and Conntrol Systems. Jeg fået skaffet et eksemplar fra universitetsbiblioteket i University of Salford, Manchester. Bogen er aldeles glimrende.

Den anbefaler at man i stedet for at lave målinger med een resistor på fx 22 ohm, som jeg har gjort, i stedet laver to sæt målinger. En med åben ubelastet udgang, og en med kortsluttet udgang. De måleværdier kan mere direkte anvendes i teoretiske overvejelser og beregninger, og man vil bedre straks kunne se på måleresultaterne hvad der er galt.

/Anders

[anders]

I øvrigt skal man vel måle i begge retninger, når nu transformatoren er uni-direktional.
Dvs man skal også forbinde audio-forstærkeren til output-spolen, og måle hvilken effekt det har på input spolen.

[anders]

Er der nogen, der lige kan beregne antallet af vindinger, der skal være i en feedbackspole, når man bygger sin transformer-kerne af standard-byggeklodser som Bill Alek gør?

Vi går ud fra at man kender reluktansen R af en standard byggeklods.

Primæren har 2 standardkerner gennem sig, så den ser reluktansen R/2.
Fordi der er to standard-kerner i primæren, så må den samlede flux blive I1 * n1 /(R/2), med da fluxen fordeles på to sekundærer, så får hver sekundær det halve, altså  I1 * n1 / R

Primæren må danne en flux i hver sekundær, som kan beregnes som I1 * n1 / R, hvor I1 er RMS-strømstyrken i primæren, og n1 er antallet af viklinger i primæren.
Dette må inducere en spænding i hver sekundær, som kan beregnes som k * omega * I1 * n1 * n2 / R, hvor omega er vinkelfrekvensen, og k er en konstant.

Strøm i en sekundær  I2, må give en samlet flux på I2 * n2 /(R/3), men da det kun er en trediedel, der går til primæren, må den flux primæren modtager blive  I2 * n2 /R
Dette må inducere en spænding i primæren, som kan beregnes som k * omega * I2 * n1 * n2 / R, hvor omega er vinkelfrekvensen, og k er en konstant.

Det ser jo helt symmetrisk ud. Hvorledes skulle der så opstå en asymmetri mellem input og output?

[anders]

Så når antallet af vindinger i en sekundærspole er N2, så skal antallet af viklinger i feedback spolen vel være N2 med det resultat at den spænding man med en strøm i primærspolen får induceret i de tre serieforbundne sekundærspoler er 0 Volt tilsammen?

[Ole Nielsen]

@Anders

Fra "Reply #81 on: August 25, 2014, 08:42:00 am"

Hvilket dokument taler du om her?

Dette dokument (fra Reply #75):

P.R. Jensens UDT går helt tilbage til "The Science Journal of the University of Science and Philosophy, Vol. 3, No. 2, December 1994:"
http://web.archive.org/web/20010420010832/http://www.zaz.com/usp/fulcrum.v3n2/udt.html der udgives af "the University of Science and Philosophy" stiftet af Walter og Lao Russell.

Reply #83:

Jeg forstår ikke rigtigt denne serie af målinger jeg har lavet. Jeg får en cosinus(phi) ved små frekvenser af størrelsesorden 0.98. Jeg synes den burde være mindre.

Dvs. ved lave frekvenser er der meget lille faseforskydning så transformatoren virker mere ideel (spændingstransformator eller svagt belastet transformator). Når frekvensen øges forskydes fasen så transformatoren begynder at ligne en spole. Man kan også se af målingerne at transformationsforholdet ændres. Når impedansen i sekundæren øges stiger faseforskydningen efter formlen forneden i teksten under billedet på følgende side. Fold først teksten ud ved klik på "[more]:" http://demonstrations.wolfram.com/ACTransformers/.    Frekvens (f), sekundær induktans (L_s) og belastningsmodstand (R).
Med andre ord; transformatorens udgangsimpedans bliver for stor til at drive den samme belastning ved den forhøjede frekvens. Den begynder at virke som en strømtransformator.

I øvrigt skal man vel måle i begge retninger, når nu transformatoren er uni-direktional.
Dvs man skal også forbinde audio-forstærkeren til output-spolen, og måle hvilken effekt det har på input spolen.

Da det er en envejs transformator burde den så kun lede energien i den ene retning modsat en normal transformator der virker i begge retninger.

Så når antallet af vindinger i en sekundærspole er N2, så skal antallet af viklinger i feedback spolen vel være N2 med det resultat at den spænding man med en strøm i primærspolen får induceret i de tre serieforbundne sekundærspoler er 0 Volt tilsammen?

Nej ikke korrekt. P.R. Jensen har fire gange højere reluktans i primær benet.

Jeg arbejder på beregningerne af UDT'en inklusiv feed back viklingen. Det går ikke så hurtigt som ønsket, men håber at få tid i weekenden til at fortsætte. Forholdene mellem de forskellige viklinger afhænger også af de magnetiske modstande (reluktansen) i magnetkernen. Det er mere komplekst end i en normal transformator hvor viklingerne alle ligger på samme ben, dvs. med kun et magnetisk kredsløb.

/Ole

[esben]

Jeg er pt. hægtet lidt af grundet anmassende arbejdspres. For nogle dage siden fik jeg viklet nye spoler til min OU-trafo. Første spæde afprøvning gav ikke OU, men fik det ønskede omsætningsforhold 1:2x6 a la WA, hvilket giver en lille gain spændingsmæssigt fra primær til sekundær.
Ind til næste forsøgsperiode, må jeg forblive i tænke-mode:
Envejstransformator – det er vel kun muligt grundet begrænset bemf fra sekundær til primær, igen forårsaget af kerneopbygningens forskellige magnetiske veje og reluktanser. En ”normal” transformator, hvor ønsket er overførsel af effekt, arbejder stort set aldrig med større fluxmængder end hvad er givet fra tomgangstilstanden. Man kan opfatter primær emf og sekundær bemf som modarbejdende og ophævende hinanden, og dermed ikke eksisterende fluxmængde i kernen. Med det vil jeg sige, at når bemf mangler i envejstrafoen, er der kun mulighed for at overføre energimængder i ”tomgangsflux-størrelser” (ind til kernen mættes) – altså forholdsvis små wattmængder i forhold til kernestørrelsen! VA ind og VA ud er ens, på nær tab.
WA reklamerer med et 200 watts modul bl.a. til elscooteren, og hvis ikke der findes en genvej til flere watt pr. kernestørrelse end ”tomgangswatt”, så må trafokernerne i hans moduler være af en anselig størrelse.

Venligst Esben

[Ole Nielsen]

Esben sagde:

hvis ikke der findes en genvej til flere watt pr. kernestørrelse end ”tomgangswatt”, så må trafokernerne i hans moduler være af en anselig størrelse

Det kan løses ved at gå op i frekvens. Hver gang frekvensen fordobles firedobles energitætheden. Kik blot på de SMPS topologier der først lagrer energien i kernen (inverter, buck og boost typerne) og derefter sender den til belastningen. En 200W SMPS kan have en rimelig lille transformator når blot frekvensen er høj nok. Det er så blot at finde det egnede kernemateriale hos en af producenterne.

Ole