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progetto trasformatore dodecafase

Trasformatori, macchine rotanti ed azionamenti

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[1] progetto trasformatore dodecafase

Messaggioda Foto UtenteSediciAmpere » 5 gen 2021, 1:05

Salve a tutti
come da titolo dovrei progettare un trasformatore dodecafase con tensione raddrizzata di 250V CC
vorrei usare questa configurazione
Representation-of-a-12-pulse-parallel-connected-rectifier-bridge-with-fault-at-inverter.png

ma con un solo trasformatore con 2 secondari, uno a stella da 102V e l'altro a triangolo da 177V, come calcolo la corrente? Facendo una simulazione con LT-Spice ho visto che la corrente in ugni secondario è simile ad un'unda quadra a cui manca un impulso ogni due
posso considerare la corrente di picco (che è uguale a quella nel carico) diviso 6 , oppure la caduta di tensione sarebbe troppo alta?

Grazie
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[2] Re: progetto trasformatore dodecafase

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 5 gen 2021, 9:12

Di solito i raddrizzatori a 12 impulsi li si vede in configurazone serie. In parallelo hanno bisogno di due induttanze di uscita e bisogna fare attenzione che le tensioni siano uguali, includendo nell'analisi anche le induttanze di leakage, altrimenti non è garantita l'equipartizione della corrente.

Non ti fidare mai troppo delle simulazioni Spice, specie con componenti ideali. Metti delle asimmetrie e tolleranze.
Per usare proficuamente un simulatore, bisogna sapere molta più elettronica di lui
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[3] Re: progetto trasformatore dodecafase

Messaggioda Foto UtenteSediciAmpere » 5 gen 2021, 13:36

Ho rifatto la simulazione con i secondari in serie
adesso ogni avvolgimento conduce per 2/3 del periodo, a questo punto lo tratterei come se fosse un a normale corrente sinusoidale
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[4] Re: progetto trasformatore dodecafase

Messaggioda Foto UtenteEdmondDantes » 5 gen 2021, 14:21

SediciAmpere ha scritto:Ho rifatto la simulazione con i secondari in serie
adesso ogni avvolgimento conduce per 2/3 del periodo, a questo punto lo tratterei come se fosse un a normale corrente sinusoidale


Non e' corretto.
Devi considerare tutte le armoniche di corrente presenti nel sistema, calcolando il vero valore efficace della corrente alternata lato convertitore.
Inoltre devi conoscere la corrente nominale lato corrente continua, oltre la tensione a vuoto del ponte in condizioni nominali. Nello schema hai riportato dei tiristori (considerandoli anche nella configurazione serie), pertanto dovresti considerare i valori nominali degli angoli alfa e gamma che influenzano i parametri della potenza.
Nella simulazione hai probabilmente inserito dei diodi ideali, comunque.

A partire da questi dati calcoli la tensione concatenata nominale lato convertitore e la potenza nominale dei trasformatori.

Se conosci l'argomento non sono difficili da calcolare, anche se il processo di calcolo e' abbastanza lungo. Cercando in rete dovresti trovare qualcosa se non sai dove mettere le mani :mrgreen:

PS
Con questi dati scegli la taglia e le tensioni nominali del trasformatore, non lo progetti. ;-)
Per progettarlo hai bisogno di molte piu' informazioni e non puoi affidarti ai calcoli ben noti del classico trasformatore in quanto in questa situazione abbiamo una componente in corrente continua, oltre le armoniche, che fa i capricci :mrgreen:
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Se non studio un giorno, me ne accorgo io. Se non studio due giorni, se ne accorge il pubblico.

Io devo studiare sodo e preparare me stesso perché prima o poi verrà il mio momento.
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[5] Re: progetto trasformatore dodecafase

Messaggioda Foto UtenteSediciAmpere » 7 gen 2021, 15:45

Ho fatto il progetto usando la guida di Admin

P = 1,25 kVA
V1 = 400V a triangolo
V2a= 109,7V
V2b = 190V

\Phi = C \sqrt{\frac{S}{f}}
posto il coefficiente C = 0,0135 (va bene?)
Φ = 0,002135 Wb
S(Fe) = 0,002135/1,7 = 0,001256 , che corrisponde ad una colonna di 35x35mm

tenendomi abbondante, ho scelto un nucleo a tripla colonna 50x50mm , altezza finestra 125mm

V/spira = 4,44 * Φ * 50Hz = 0,474V
avvolgimento primario = 844 spire ; I1= 1,05A ; d1=0,8mm => 2,1A/mm²
avvolgimento secondario a = 231 spire ; I2 = 3,67A ; d2 = 1,4mm => 2,38A/mm²
avvolgimento secondario b = 401 spire ; stessa sezione

quello più interno sarà il secondario "b" e quello più esterno sarà il secondario "a", in modo che la lunghezza totale del filo sià abbastanza simile (39,2 e 38,7m) e anche la resistenza sia simile, così da non dover sovradimensionare la sezione di uno dei due per ottenere la stessa resistenza. Anche la potenza dissipata sarà circa la stessa, intorno ai 6W per agnuno dei due secondari.

L'avvolgimento primario sarà interposto tra i due secondari, la potenza dissipata sarà leggermente inferiore agli altri due: circa 4W

Se ho fatto bene il foglio excel per calcolare gli spessori, tra un cartoccio e l'altro dovrebbero avanzare 6mm.
Non posso passare alla sezione superiore per gli avvolgimenti secondari, perché non ci entrerebbe, forse potrei usare un filo di 1mm per il primario, ma sarei troppo preciso e se venisse anche solo leggermente più grosso, il trasformatoraio non riuscirebbe a chiuderlo, inoltre il secondario "a" verrebbe più lungo e la sua resistenza diventerebbe troppo diversa dal "b"

Che ne pensate? E' molto impoprtante che la resistenza dei due secondari sia uguale? L'induttanza sarà sicuramente molto diversa, essendo diversa la tensione
Ci sono castronerie che saltano agli occhi?

Grazie

L'avvolgimento primario
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[6] Re: progetto trasformatore dodecafase

Messaggioda Foto UtenteSediciAmpere » 8 gen 2021, 0:28

SediciAmpere ha scritto: E' molto importante che la resistenza dei due secondari sia uguale?

ripensandoci, l'impedenza del secondario a tensione più alta deve essere tripla di quello a tensione più bassa.
con la componente resistiva è facile, con l'induttanza non so proprio come fare... La prima cosa che mi viene in mente è che il rapporto spire è √3 perciò l'induttanza sarà √3² , ma l'area delle spire sarà per forza diversa
L'impedenza del primario vista dai secondari, però, sarà sicuramente diversa
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