درخواست کمک در مورد ساخت نوعی ترانس کاهنده ولتاژ

[kidamen]

با سلام خدمت همه شما دوستان و اساتید گرامی :

من برای انجام یک پروژه ، شدیدا" نیاز به یک نوع ترانسفورماتور کاهنده مخصوص برای تأمین ولتاژ مصرف کننده مورد نظرم دارم(مثلا"یک لامپ کوچک) . اما به دلیل ویژگی خاصی که این ترانس داره و با بقیه ترانسها متفاوته ، خودم باید بسازمش . ولی تو محاسبات مربوط به پیچیدن سیم و تعداد دورهای اون و اینکه سیمها باید از چه شماره هایی باشن خیلی مشکل دارم .

نحوه القاء ولتاژ در اون به این صورته که مثل همه ترانسها ، یک سیم پیچ اولیه داره و یک سیم پیچ ثانویه . با این تفاوت که اولا" هسته اون از جنس هواست(یعنی فضای بین دو سیم پیچ) . دوم اینکه سیم پیچ ثانویه باید بر روی یک استوانه لوله ای شکل چرخنده قرار بگیره . این استوانه ، سوار بر محور یک موتور 12 ولت DC معمولیه که با وصل تغذیه جداگانه به موتور ، شروع به چرخش میکنه و سیم پیچ ثانویه رو درون سیم پیچ اولیه می چرخونه .
سیم پیچ اولیه در جای خودش ثابته و محکم شده .
حالا اگه به دو سر سیم پیچ اولیه ، یک ولتاژ سینوسی(AC) وصل کنیم و بعد موتور DC رو (با تغذیه جداگانه) روشن کنیم ، باعث چرخش ثانویه در درون فضای سیم پیچ اولیه میشه و به این ترتیب ولتاژ از اولیه به ثانویه القاء شده و لامپ مصرف کننده هم که در حال چرخشروی موتوره ، روشن میشه ...

همونطور که در تصویر می بینید ، برای این کار، من از یک فن داخل کیس کامپیوتر استفاده کردم و بعد از اینکه پره هاشو شکستم و روی سطح اونو صاف کردم ، شروع به سیم پیچی ثانویه روى اون کردم . اما چون تعداد دور سیمهاى اولیه و ثانویه ، اصولی و حساب شده نبود ، هنوز موفق به نتیجه گیری نشدم.

من اعداد و مقادیر ولتاژ و جریانهایی رو که مد نظرم هست میدم . از همه دوستان عزیزی که در این مورد سر رشته دارند خواهش میکنم بهم کمک کنند .
---------------------------------------------------------------
ولتاژ سیم پیچ اولیه = 12v AC یا 24v AC یا حتی 220v AC

جریان اولیه = 1A

قطر لوله سیم پیچ اولیه = تقریبا" 40mm

ولتاژ سیم پیچ ثانویه = 6v AC

حداقل جریان ثانویه = 500mA

قطر لوله سیم پیچ ثانویه = تقریبا" 32mm
---------------------------------------------------------------------
من از میزان تلفات احتمالی جریان چیزی نمیدونم . فقط میخوام که حتما" لا اقل 500 میلی آمپر در خروجی ثانویه جریان داشته باشم .

خواهش میکنم کمکم کنید .... ممنونم

تصویرى از ترانس مورد نظر :

[Solsal]

پاسخ : درخواست کمک در مورد ساخت نوعی ترانس کاهنده ولتاژ

با سلام
در سیم پیچ ثانویه:
A=سطح مقطع یک حلقه دایره سیم پیچ
Ns = تعداد دور ثانویه
PHI = فلوی مغناطیسی
B = چگالی میدان مغناطیسی
H = شدت میدان مغناطیسی
µr = ضریب گذردهی مغناطیسی ماده مغناطیسی ( اگر موجود باشد ... مثل هسته) = 1
µ0 = ضریب گذردهی مغناطیسی هوا / خلا
Ni = تعداد دور اولیه
Ii = جریان اولیه

Vs = ولتاژ القا شده در ثانویه

با فرضی اینکه تمام شار مغناطیسی ناشی از سیم پیچ اولیه ، از ثانویه عبور می کند و سایر ساده سازی ها :

Vs=Ns*d(PHI)/dt
PHI = B*A
Vs= Ns*A*dB/dt
B = µr*µ0*H
H = Ni*Ii

Vs = Ns*A*d( µr*µ0*Ni*Ii)/dt

Vs = Ni*Ns*A*µr*µ0*d(Ii)/dt

ملاحظه می فرمایید که ولتاژ ثانویه به
تعداد دور اولیه Ni و
تعداد دور ثانویه Ns و
سطح مقطع A و
ضریب گذر دهی مغناطیسی ماده µr و
ضریب گذر دهی مغناطیسی هوا µ0 و
سرعت تغییرات جریان اولیه ( فرکانس و دامنه ) d(Ii)/dt

بستگی دارد.

در مقایسه با ترانس هسته آهنی( µr از 2000 تا 100000 ) و هسته فریت ( µr تا چند هزار )
شما حداقل 2000 برابر اختلاف دارید!!!

راه حل ها:
- در سوئیچینگ از هسته فریت و گپ هسته استفاده می شود ، ولی با افزایش فرکانس از 50 به 50000 تا 100000 ، این اختلاف 2000 برابری جبران می شود.

- برای فرکانس برق شهر : تعداد دور اولیه را 10 برابر و ثانویه را 10 برابر ( با سیم های نازکتر )
و سطح مقطع دایره را 10 برابر کنید ( قطر 3 برابر ) ، به این ترتیب تا 1000 برابر جبران می شود ، (جریان کاهش خواهد یافت).

- با ترفندهای ابداعی ، µr محیط را افزایش دهید یا فرمول را تغییر دهید !!! ( نمی دانم چه جوری )

با سپاس

[kidamen]

پاسخ : درخواست کمک در مورد ساخت نوعی ترانس کاهنده ولتاژ

با سلام
در سیم پیچ ثانویه:
A=سطح مقطع یک حلقه دایره سیم پیچ
Ns = تعداد دور ثانویه
PHI = فلوی مغناطیسی
B = چگالی میدان مغناطیسی
H = شدت میدان مغناطیسی
µr = ضریب گذردهی مغناطیسی ماده مغناطیسی ( اگر موجود باشد ... مثل هسته) = 1
µ0 = ضریب گذردهی مغناطیسی هوا / خلا
Ni = تعداد دور اولیه
Ii = جریان اولیه
.
.
.
با سپاس

solsal عزیز ، سلام :

ممنونم ازت که وقت گذاشتی و به درخواستم توجه کردی...

من چطور باید متوجه بشم که مقدار µr و µ0 و di/dt چقدره ؟ آیا استاندارد خاصی داره ؟

از طرفی من در زیاد کردن سطح مقطع سیم پیچ محدودیت دارم و برام امکانش نیست که 10 برابر کنم . من تو یه سایت خارجی دیدم که با همین اندازه سطح مقطع و با ولتاژ اولیه 220v این کارو کرده بود .البته اون شخص چون در خروجی ثانویه فقط 3 ولت نیاز داشته ، به همون نسبت براش محاسبه کرده و سیم پیچیده و در عوض جریان خروجیشو کمی افزایش داده. اما متأسفانه هیچ توضیح فنی ارائه نکرده .

من عکسشو میذارم تا ببینید . از شما خواهش میکنم حالا که لطف کردید و این درخواستمو پیگیری کردید ، مثل این عکسی که میذارم ، یه محاسبه نهایی برام با همون 220 ولت ورودی و همون سطح مقطع انجام بدید تا مشکلم حل بشه ... آخه باور کنید من تو این زمینه خیلی مبتدی تر از این هستم . هرچند توضیحات شما خیلی کامل بود...ممنون میشم اگه این لطفو در حق من انجام بدید. حاضرم هر طور که صلاح میدونید جبران کنم.

[Solsal]

پاسخ : درخواست کمک در مورد ساخت نوعی ترانس کاهنده ولتاژ

solsal عزیز ، سلام :

ممنونم ازت که وقت گذاشتی و به درخواستم توجه کردی...

من چطور باید متوجه بشم که مقدار µr و µ0 و di/dt چقدره ؟ آیا استاندارد خاصی داره ؟

از طرفی من در زیاد کردن سطح مقطع سیم پیچ محدودیت دارم و برام امکانش نیست که 10 برابر کنم . من تو یه سایت خارجی دیدم که با همین اندازه سطح مقطع و با ولتاژ اولیه 220v این کارو کرده بود .البته اون شخص چون در خروجی ثانویه فقط 3 ولت نیاز داشته ، به همون نسبت براش محاسبه کرده و سیم پیچیده و در عوض جریان خروجیشو کمی افزایش داده. اما متأسفانه هیچ توضیح فنی ارائه نکرده .

من عکسشو میذارم تا ببینید . از شما خواهش میکنم حالا که لطف کردید و این درخواستمو پیگیری کردید ، مثل این عکسی که میذارم ، یه محاسبه نهایی برام با همون 220 ولت ورودی و همون سطح مقطع انجام بدید تا مشکلم حل بشه ... آخه باور کنید من تو این زمینه خیلی مبتدی تر از این هستم . هرچند توضیحات شما خیلی کامل بود...ممنون میشم اگه این لطفو در حق من انجام بدید. حاضرم هر طور که صلاح میدونید جبران کنم.

با سلام

µr برای محیط هوا = 1
µ0 برای تمام شرایط کاری عادی ( هسته از هر نوع باشد ) یک عدد ثابت است.
di/dt (اگر فرض کنیم سیم پیچ اولیه شما اجازه عبور 1 آمپر را در فرکانس 50 هرتز بدهد-به دلیل مقدار سلفی آن):
i=Im*SIN(w*t) ok
i=1*sin(314*t) ok
di/dt= 314*cos(314*t) ok
اون کلمه ok برای نمایش درست عبارت انگلیسی قرار داده شده،

مطابق تصویر جدید شما ، که به نظر می رسد امکان استفاده از هسته آهنی وجود داشته، اگر شما هم از تصویر ذیل استفاده کنید:
و دو سیم پیچ را درون قطعات آهنی قرار دهید( اطراف سیم پیچ و مرکز آن توسط آهن پر می شود)، در ثانویه امکان تولید ولتاژ و جریان بسیار بیشتری را خواهید داشت.
و تقریبا مانند ترانس معمولی می توانید محاسبه کنید:
تعداد دور سرانگشتی: برای برق 220 ولت شهری
اولیه 2200 دور
ثانویه بین 60 تا 150 دور

دقت بفرمایید بدون وجود هسته آهنی اگر اولیه را به برق 220 ولت وصل کنید ، به دلیل سلف کوچک ، امکان عبور جریان زیاد و خطر خواهید داشت پس فیوز و ااحتیاط را فراموش نکنید.



با سپاس

پ.ن:
μ0برابربا 4π×10-7
t هم بر حسب ثانیه محاسبه می شود.

[kidamen]

پاسخ : درخواست کمک در مورد ساخت نوعی ترانس کاهنده ولتاژ

با سلام

µr برای محیط هوا = 1
µ0 برای تمام شرایط کاری عادی ( هسته از هر نوع باشد ) یک عدد ثابت است.
di/dt (اگر فرض کنیم سیم پیچ اولیه شما اجازه عبور 1 آمپر را در فرکانس 50 هرتز بدهد-به دلیل مقدار سلفی آن):
i=Im*SIN(w*t) ok
i=1*sin(314*t) ok
di/dt= 314*cos(314*t) ok
اون کلمه ok برای نمایش درست عبارت انگلیسی قرار داده شده،

مطابق تصویر جدید شما ، که به نظر می رسد امکان استفاده از هسته آهنی وجود داشته، اگر شما هم از تصویر ذیل استفاده کنید:
و دو سیم پیچ را درون قطعات آهنی قرار دهید( اطراف سیم پیچ و مرکز آن توسط آهن پر می شود)، در ثانویه امکان تولید ولتاژ و جریان بسیار بیشتری را خواهید داشت.
و تقریبا مانند ترانس معمولی می توانید محاسبه کنید:
تعداد دور سرانگشتی: برای برق 220 ولت شهری
اولیه 2200 دور
ثانویه بین 60 تا 150 دور

دقت بفرمایید بدون وجود هسته آهنی اگر اولیه را به برق 220 ولت وصل کنید ، به دلیل سلف کوچک ، امکان عبور جریان زیاد و خطر خواهید داشت پس فیوز و ااحتیاط را فراموش نکنید.

با سپاس

مرسی solsal عزیز :

با توجه به راهنمایی های خوبت ، شروع میکنم ببینم به کجا میرسم . فقط می مونه یه چیز :

گفتی پارامتر µ0 در هر حالت یه عدد ثابته . اون عدد چنده ؟

بازم بخاطر همه چیز ازت ممنونم. موفق باشی... :smile: