Ämne: En bra teori från mina elkompisar

[GDS-Jan]

Kan någon av mina elkunniga kompisar här på forat hjälpa mig med en teori?

I schemat nedan så är spänningen in 12v AC.
Mät över lampan är det 11v och över trafons primär 3v.

Lampan ensam drar 0,49A

Hela kretsen drar 0,22A från AC källan utan skillnad i ljusstyrka på lampan.

Varför drar den 2,2ggr mindre?
Någon som har en teori?

[GDS-Jan]

Ingen?

För om ingen förstår så kan jag förutsätta att idén är helt klockren och jag behöver inte vara rädd för att den blir stulen innan jag får den i produktion 

[redholm]

Hur mäter du hur mycket ström som dras?

Energi förbrukning för AC är icke trivialt att mäta och du får fasförskutning med kretsen.

[xxargs]

Om inte ljusskenet ändrar sig så mycket och spänningen över lampan går från 12 Volt när den är ensamt matad till strömkällan  till 11 Volt över lampan till trafon med kondingen kopplad till strömkällan så har inte strömmen ändrar sig så mycket som till mindre än hälften - kanske bara till 10-20%. - om du mäter något annat så blir det att kolla igen och försöka hitta mätfelet eller inte räknat med någon faktor (tex. på strömförsörjningssidan) .

elektronik och ellära har en väldigt teoretisk solid grund att stå på och sannolikheten/chansen att hitta en evighetsmaskin genom någon skum koppling är i princip noll - hittar man saker som talar för detta så beror det alltid på någon form av mätfel :-).

Glödlampa i sig är ingen bra 'strömmätare' då dess resistans ändrar sig  med strömmen genom lampan beroende på glödtrådtemperaturen - skall man mäta med stabilare komponent så kan man ersätta lampan med en tex. 24 Ohms motstånd (10 Watt, som simulerar glödlampans resistans när den är matad med 12 Volt) och mäta spänningen över denna då dess resistans inte ändrar sig så mycket även om strömmen igenom motståndet ändrar sig mycket.

som mättekniker så är man alltid misstänksam på varenda komponent tills dom är verifierade att dom mäter rätt, dit inkluderar också att misstänka använd mätinstrument om man får mätvärden som inte stämmer med beräkningen och samt kontrollera att använda kraftkälla beter sig som förväntat (tex. om kraftskällan varierar mycket i spänning beroende på hur mycket ström som tas ut eller om den är kopplad till olika komlexa impedanser)

---

Då din krets innehåller komplexa reaktiva komponenter (trafon med kondingen) så är det vid växelström inget onormalt att du mäter tex. 11 Volt över glödlampan och 3 Volt över trafon och skalärt summerat blir 14 Volt fast strömkällan bara är 12 Volt, det ser väldigt mysko ut men beror på att man inte räknar med fasskillnaden mellan ström och spänning som alltid blir tillsammans med reaktiva komponenter.

Skall man få ihop detta så måste man räkna på vektorer (och visardiagram) alternativt med komplexa tal och till detta så måste man mäta upp resistansen i lindningarna i trafon (båda sidorna), induktansen i trafon när inget är anslutet (dvs tomgångsströmmen när den ensamt är kopplad till strömkällan och öppna anslutninga på sekundären) och helst också veta hur mycket järnförlusterna är pga. av ommagnetiseringen av järnkärnan (tillsammans med kopparförlusterna pga. tomgångsström i lindningen  gör trafon varm även vid tomgång)

Det mesta av matematiken - men i en annan tillämpning kan man finna i i den här tråden http://www.varmepumpsforum.com/vpforum/index.php?topic=47237.0 men där problemet är med vilken konding man skall förkoppla en 110V AC datorfläkt för att kunna matas med  230 Volt.

Din trafo ställer till en aning så dess impedans mot inkopplad konding är kvadratiskt beroende av omsättninsfaktorn, men samtidigt påverkas av trafons egen induktans så att kondingens verkan vid rätt värden helt kan kompenseras bort - vilket man gör ofta för att minska de reaktiva strömmarna till kraftkällan och där minska dess förluster och förluster i ledningarna därimellan.

Om det är så eller inte kan jag inte bedöma då man måste veta trafons induktans när den är helt olastad, och för detta så måste man veta trafons tomgångsström (och med vilken spänning och frekvens  samt att växelströmmen är helt i sinus), helst trafons egna förluster i Watt räknat vid denna drift (för att få med koppar och järnförlusterna) och dess DC-resistans på båda lindningarna (om man inte får får trafons effektförlusterna i Watt vid tomgång så kan man bara räkna ut kopparförlusterna mha. lindningsresistansen och järnförlusterna får man då gissa).

 

[GDS-Jan]

Tack för ditt svar xxargs.
Nej, det är ingen evighetsmaskin, snarare en typ av PFC.

Kondingen på 150nF är vald så att det uppstår resonans med sekundärens 68H vid 50Hz.
Jag mäter med en RMS multimeter.

Bara trafo med öppen sekundär drar 3.98A
Med konding på sekundär 1.42A
Då är det 730VAC på sekundären med en ström på 33mA (mätt över ett 150ohms motstånd i serie med kondingen som gav 5v spänningsfall över motståndet)

Bara lampan ensam drar 0,49A och sätter jag den parallellt över primärlindningen så borde det bli 1.91A?

Då blir den sammanlagda förbrukningen med lampa och primär parallellt istället 1.69A, dvs att lägga till lampan adderar bara 0,27A

De 730VAC med 33mA som cirkulerar i sekundärlindningen transformeras tillbaka till primären och blir då 8,6VAC och 2,8A.

Vänder man på det så borde de 1.42A som bara trafon drar bli 1,42/85 = 16mA i sekundären men där cirkulerar det 2ggr mera ström eller 33mA.

Parallell resonans multiplicerar strömmen med Q-faktorn.

Visst var din förklaring bra men håller inte riktigt när vi kommer in på ämnet resonans.

[Volvo245GLT]

Matematik och att räkna på saker (komplexa tal? är det när fingrarna inte räcker till? ) är verkligen inte min starka sida, föredrar att när möjligt se vad som händer genom praktiska exempel.

Ett enkelt experiment här skulle ju kunna vara att använda ett batteri + sinusriktare och mäta hur länge lampan lyser i serie med kretsen, jämfört med utan, samtidigt som man håller koll på spänning samt ström genom lampan.

[GDS-Jan]

Kör man trafon med konding i LTspice ser det ut så här.

Eftersom det inte finns idealiska komponenter i verkligheten så blir det inte exakt men man ser vad som händer.

[GDS-Jan]

Nu har jag suttit och lekt lite i LTspice och simulerat kretsen.
328° efter att du har matat in ström i primären så kommer den tillbaka igen pga kondingen på sekundären och att fasförskjutningen är 32°

Så nu en fråga rakt till den som törs svara:
Om det oscillerar 730VAC, 33mA i sekundären, vart tar dom vägen?
Med tanke på att sekundärlindningen har samma 85:1 koppling tillbaka till primärlindningen?
0.033*85 = 2.8A, 2.8*3 (3ohm primär reaktans) = 8,4v

Jag matar in 17w (12v*1.42A) i primären och i sekundären oscillerar det 24w (730v*0.033A)

Det betyder att om jag kopplar in en last parallellt med primärlindningen så går det åt först 1.4A för att driva oscillationen på sekundärsidan och sedan vad lasten drar.

Men lasten får också ström från primärlindningen som är en ned-transformation av oscillationen på sekundärsidan.

Nu har jag väl tappat halva forat 

[leifa.k]

Nja, vi läser och förundras, och försöker fatta någe...

[GDS-Jan]

Jag matar i 12VAC, 1.4A
Trafon matar tillbaka 8.4VAC, 2.8A

Volt jag har då är (12+8.4)/2= 10.2VAC
Ampere är noll från källan eftersom alla 1.4A går åt för att oscillera men det kommer tillbaka 2.8 från trafon.

Det blir 10.2VAC och 2.8A

Jag försöker fortfarande inte bygga en evighetsmaskin utan detta är enkel matematik.

[GDS-Jan]

Det är just därför man använder PFC, strömfaktorkorrektion.
Man vill inte ha strömmar som värmer upp saker i onödan som man ändå inte betalar för.

Och i dessa sammanhang om man får resonans eller övertoner så kan man få överspänning vilket kan ha sönder saker.

Vid serieresonans så multipliceras volten med Q-faktorn och vid parallellresonance så multipliceras strömmen.

Normalt händer detta bara över kondingen eller spolen men i fallet transformator så går det även tillbaka till den andra lindningen.
 

[GDS-Jan]

Skall man få ihop detta så måste man räkna på vektorer (och visardiagram) alternativt med komplexa tal och till detta så måste man mäta upp resistansen i lindningarna i trafon (båda sidorna), induktansen i trafon när inget är anslutet (dvs tomgångsströmmen när den ensamt är kopplad till strömkällan och öppna anslutninga på sekundären) och helst också veta hur mycket järnförlusterna är pga. av ommagnetiseringen av järnkärnan (tillsammans med kopparförlusterna pga. tomgångsström i lindningen  gör trafon varm även vid tomgång)

Det mesta av matematiken - men i en annan tillämpning kan man finna i i den här tråden http://www.varmepumpsforum.com/vpforum/index.php?topic=47237.0 men där problemet är med vilken konding man skall förkoppla en 110V AC datorfläkt för att kunna matas med  230 Volt.

Din trafo ställer till en aning så dess impedans mot inkopplad konding är kvadratiskt beroende av omsättninsfaktorn, men samtidigt påverkas av trafons egen induktans så att kondingens verkan vid rätt värden helt kan kompenseras bort - vilket man gör ofta för att minska de reaktiva strömmarna till kraftkällan och där minska dess förluster och förluster i ledningarna därimellan.

Om det är så eller inte kan jag inte bedöma då man måste veta trafons induktans när den är helt olastad, och för detta så måste man veta trafons tomgångsström (och med vilken spänning och frekvens  samt att växelströmmen är helt i sinus), helst trafons egna förluster i Watt räknat vid denna drift (för att få med koppar och järnförlusterna) och dess DC-resistans på båda lindningarna (om man inte får får trafons effektförlusterna i Watt vid tomgång så kan man bara räkna ut kopparförlusterna mha. lindningsresistansen och järnförlusterna får man då gissa).

Om man nu skippar ovanstående och även LTspice för en liten stund och gör något enkelt:

Jag kopplar skåpet över primärlindningen och pulsar med ett batteri.
För varje puls jag skickar på så ringer primären ner med 10-15 cykler.
Även med belastning som en lampa eller motstånd parallellt.

För en enkel puls på primärlindningen som är på 3ohm skapar en våg på över 1Kv och 50mA på kondingen över sekundären och när kondingen laddar ur sig så kommer den tillbaka till primärlindningen.

[GDS-Jan]

Detta är vad som händer.
Den röda kurvan är strömmen jag matar in och den blå kurvan är strömmen som transformeras tillbaka från sekundär till primärlindningen.

Om den röda kurvan är 12v så visar diagrammet att 8,4v kommer tillbaka eftersom den blå kurvan ligger 32° efter

Enkelt.

[Cix]

jag förstår inte riktigt hur du har tänkt så rätta mig om jag har fel :p. Men kondensatorn som ligger på primärsidan kommer ju att laddas upp och laddas ur. Men det kommer ju att ske med olika tider beroende på sekundärsidans spoles resistans(induktans). Så det blir ingen sinuskurva tillbaka från kondensatorn, detta gör att transformatorn inte kommer att fungera optimalt. Så i verkligheten kommer du bara att förlora värme = förora effekt i transformatorn.
 

[GDS-Jan]

jag förstår inte riktigt hur du har tänkt så rätta mig om jag har fel :p. Men kondensatorn som ligger på primärsidan kommer ju att laddas upp och laddas ur. Men det kommer ju att ske med olika tider beroende på sekundärsidans spoles resistans(induktans). Så det blir ingen sinuskurva tillbaka från kondensatorn, detta gör att transformatorn inte kommer att fungera optimalt. Så i verkligheten kommer du bara att förlora värme = förora effekt i transformatorn.

Du får nog läsa på lite mer

Tips:
1) En sinuskurva blir det.
2) Läs på om LC-kretsar och frekvens.