Trasformatore Comportamento In Frequenza

[frankye71]

Salve,

il comportamento di un trasformatore in frequenza?

attorno alla frequenza nominale di 50 Hz si comporta meglio al di sopra o al di sotto?

Mie considerazioni:

al di sotto le induttanze tendono ad essere un corto quindi non credo sia il massimo;

salendo sopra i 50 Hz invece?

In termini di perdite nel ferro, se non erro, all'aumentare della frequenza, a tensione costante, le perdite diminuiscono

Sbaglio nel pensare che come separatore galvanico, vada bene alle basse frequenze, minori di 50 Hz, mentre

disturbi ad alta frequenza me li ritrovo pari pari a valle del secondario?

C'è documentazione in merito?

Tutto questo perchè mi ritrovo l'inserimento di un trasformatore a valle di un inverter

Saluti

[Livio Orsini]

Tutto questo perchè mi ritrovo l'inserimento di un trasformatore a valle di un inverter

Se è un inverter per comando motori è un'operazione da evitare.

[frankye71]

Spiego il motivo:

Un collega ha un motore monofase puro, quindi con 2 avvolgimenti e condensatore di marcia.

Ha ordinato un inverter monofase, perchè doveva regolare la sua velocità e gli è arrivato

un inverter con ingresso monofase (F + N) ma uscita trifase!!

C'è un modo ora per adattare tale inverter al motore?

Il tentativo è stato quello di usare a valle dell'inverter un trasformatore con ingresso trifase e uscita manofase.

Il compressore non si è mai avviato.

In realtà è bastato collegare solo 2 uscite dell'inverter (lasciandone una appesa) al carico monofase!!! Senza trasformatore.

Sembra funzionare. Evidentemente l'inverter non fa il controllo che le correnti siano bilanciate.

Ma con il trasformatore no! perchè?

[Livio Orsini]

Ha ordinato un inverter monofase, perchè doveva regolare la sua velocità e gli è arrivato

un inverter con ingresso monofase (F + N) ma uscita trifase!!

Un altro che ordina senza informarsi bene

Sembra funzionare.

Finche la barca va....Faresti meglio a sostituire il motore monofase con uno trifase. Così avresti una soluzione pulita ed affidabile.

Ma con il trasformatore no! perchè?

Per parecch imotivi. Tanto per cominciare l'inverter non genera una tensione sinusoidale, diventa simil sinusoidale solo perchè l'induttanza del motore funge da filtro. Puoi sostituire il motore con un'induttanza equivalente e l'inverter lavora egragiamente. Anzi questo è uno dei metodi per provare gli inverter a banco.

Ma il tuo trasformatore che induttanza ha? Cosa vede l'inverter collegato al primario? Prova ad analizzare il sistema trasfo trifase-monofase con motre monofase come carico, in modo teorico e tirendi conto del problema.

[roberto8303]

Scusate se mi intrometto..., forse questa domanda era gia stata fatta tempo fa e dissi che con questo motore non si poteva far nulla, a parte questo io ho visto collegare un trasformatore trifase ad un inverter trifase trifase, non so bene il motivo forse per aumentare la corrente abbassando la tensione sul secondario, comunque se l inverter veniva tarato con tutti i parametri in un certo modo sembrava andare bene per alcuni motori, ma in altri nella rampa di accelerazione con trasfo primario 380 (dall inverter) e uscita 220v andava in risonanza il trasformatore cioe vibrava che si spostava dal banco!! io ovviamente ho consigliato subito di escludere il trasfo dal inverter!

[Livio Orsini]

...andava in risonanza il trasformatore cioe vibrava che si spostava dal banco

E' proprio dovuto al fatto che un inverter per comando motori ha in uscita una tensione modulata in PWM ad alta frequenza.

[frankye71]

Scusa Livio,

potresti darmi qualche informazione in più

per poi cercare di capire io il problema?

sono in confusione

Mi spiego:

dovrei analizzare il tutto, guardando uno schema euivalente di

un trasformatore con motore come carico (a sua volta schematizzato?)

altro mio dubbio: un motore è esso stesso fatto da induttori,

simile al trasformatore, perchè un'onda PWM non crea stessi problemi?

Un'onda PWM, immagino contenga varie armoniche,

se il trafo per una determinata armonica va in risonanza

(per capacità parassite tra le spire), perchè lo stesso non accade

quando collego l'inverter direttamente al motore?

Anch'esso ha avvolgimenti induttivi.

Modificato: 28 giugno 2009 da frankye71

[Livio Orsini]

altro mio dubbio: un motore è esso stesso fatto da induttori,

simile al trasformatore, perchè un'onda PWM non crea stessi problemi?

Se sostituisci al motore un'induttore di eguali caratteristiche hai il medesimo comportamento (salvo che l'induttore non ruota ). Questo è anche il metodo usato per la prova la banco degli inverter.

Il problema è che un trasfo non ha le medesime caratteristiche del motore.

Ti faccio un altro esempio.

Quando i chopper PWM a transistors commutavano a frequenze di 2-3 kHz, per avere un funzionamento decente con i motori a magneti permanenti bisogna mettere in serie al motore un'induttanza (anzi 2 di metà valore). In questo modo il valore totale dell'induttanza era tale da livellare il PWM ad un valore continuo. Poi crescendo la frequenza di commutazione nell'intorno dei 10kHz non è più necessario: a questa frequnza l'induttanza di armatura del motore è di per se sufficiente ad effettuare il livellamento.

Insomma è vero che il motore è circuito magnetico come lo è il trasformatore ed un induttore, però ognuno ha le sue caratteristiche elettriche.

[frankye71]

Vediamo se ho capito.

Avere a valle dell'inverter la semplice bobina del motore, che magari posso vederlo come un LC passa basso

opportunamente dimensionato, non crea problemi, anzi eliminando le armoniche superiori, ci lascia la forma d'onda sinusoidale voluta.

Inoltre viene dimensionato in maniera da non avere risonanza.

A tal proposito ho svolto un esercizio considerando un circuito RLC passa basso.

Quindi resistenza e induttanza in serie sulla linea, e poi condensatore trasversale, ai cui capi trovo la tensione di uscita.

Ho trovato la funzione di trasferimento e viene fuori una frequenza di risonanza Wn pari ad 1/radice di LC e ampiezza

a freq. di risonanza legato al parametro ro= R/2L*Wn.

Ora se ro = 0 ho che alla freq. di risonanza l'ampiezza tende ad infinito; se ro tende ad 1 allora realizzo un buon filtro passa basso.

CLASSICO STUDIO DI UNA FUNZIONE DI TRASFERIMENTO A 2 POLI.,

Tutto stà nel dimensionare R L e C opportunamente?

Se ci metto in mezzo un trafo allora il circuito si complica, diventa magari un RLC (parallelo ? ) che ad una determinata frequenza va in risonanza.

La frequenza alla quale ho risonanza è legata alla caratteristica del circuito in uscita dall'inverter (?)

Non sono più sicuro di questo perchè da manuale inverter Danfoss ho trovato scritto:

Filtri LC per VLT 8000 AQUA

"Quando un motore è controllato da un convertitore di frequenza, sarà soggetto a fenomeni di risonanza.

Questo disturbo, causato dal design del motore, si verifica ad ogni attivazione di uno degli interruttori

dell'inverter nel convertitore di frequenza.

Di conseguenza, la frequenza di risonanza corrisponde alla frequenza di commutazione del convertitore di frequenza.

Per i VLT 8000 AQUA Danfoss offre un filtro LC che smorza la rumorosità acustica del motore. "

[Livio Orsini]

Stai mettendo assieme troppe cose e così fai confusione.

Rumorosità del motore. Dipende anche da effetti di risonanza; risonanze elettriche e meccaniche. Per ovviare a questo inconveniente si usano alcune tecniche. La più usata è l'uso di una modulazione casuale della frequnza di commutazione (carrier). Un'altra tecnica consiste nell'escludere alcuni valori di frequenza di commutazione. Si può anche usare il combinato delle due.

Passa basso. L'induttanza del motore tende ad accumulare energia, energia che renderà nel periodi "vuoti" ricostruendo la sinusoide di base. Questa è, in parole molto povere, l'effetto principale dell'induttanza sulla modulazione PWM. Nel circuito equivalente del motore la resistenza ha un peso non trascurabile, mentre le capacità parassite hanno valori che non influenzano molto il sistema. L'induttanza, come la sua duale capacità, è un elemento che "tiene", cioè conserva energia. Maggiore è il valore dell'induttanza, maggiore sarà la sua inerzia alle variazioni.

Trasformatore. Se alimenti il primario di un trasformatore tramite inverter, l'inverter vedrà come carico l'equivalente lacomposizione del circuito primario, più il secondario accoppiato, più il carico del secondario riportato al primario. Questa combinazione ha comportamenti molto differenti al variare sia della frequenza di commutazione, sia del rapporto di PWM. Ovviamnete anche un solo induttore, equivalente al motore, avrà comportamenti differenti al variare delle frequenze, ma queste differenziazioni sono più contenute.

Ovviamente ho cercato di riassumere banalizzando molto i concetti. Per trattare l'argomento non è certo sufficiente lo spazio di messaggio.