Ricostruzione Segnale Elettromagnetico - Funziona Sovrap Degli Effetti x I campi?

[RobyMax1]

Ciaooo a tutti!

Sono nuovissimo...appena registrato praticamente! E soprattutto sono alla ricerca di un forum con gente in gamba che possa aiutarmi nella difficile missione di terminare la tesi di laurea.

Sto lavorando sugli interruttori a microprocessore...dobbiamo analizzarli in conzione di forte distorsione del segnale che analizzano, in modo da vedere se si verificano scatti intempestivi.

Vi dico subito quale è il mio dubbio, rimandando magari ad un'altra volta una piccola descrizione del mio lavoro di tesi...così magari posso chiedervi aiuto anche su altre cosette future

Il quesito è il seguente: immaginate di avere un filo percorso da una corrente distorta, avente un contenuto armonico fino alla ventesima armonica.

Questa corrente genererà un campo elettromagnetico, che può essere captato da un avvolgimento (un TA o una Rogowsky) ed utilizzato per alimentare qualcosa o per essere analizzato.

Supponiamo che io voglia riprodurre tale campo con 2 fili percorsi da:

- fondamentale + armoniche fino alla settima del segnale totale

- armoniche dall'8° alla 20° di quello che resta del segnale

Secondo voi, con questo stratagemma riesco a generare gli stessi effetti sugli avvolgimenti??

Cioè, il campo irradiato nello spazio dai due fili, ognuno con parte del contenuto armonico, è uguale a quello irradiato da un unico segnale con quel contenuto armonico totale?

E nel caso...ci sarebbero dei particolari accorgimenti da tener presente (tipo...posizione relativa dei due fili, lunghezza ecc ecc)??

Spero di essere stato abbastanza chiaro...e soprattutto che almeno in questo forum io possa trovare un pò di luce...

Grazie a tutti in ogni caso!

[FranSys]

Se ho capito bene, vorresti riprodurre un segnale distorto veicolato su un unico conduttore utilizzando in realtà due conduttori, ciascuno con una parte dello spettro in frequenza di quel segnale. Se i due generatori utilizzati per ottenere tale segnale sono in fase riterrei che lo stratagemma possa funzionare. I fili dovrebbero essere il più vicino possibile.

Qual'è in realtà il tuo problema? Perché non utilizzare un unico conduttore? Hai problemi a riprodurre uno spettro simile con un unico generatore? Quali sono le correnti in gioco?

Ciao.

[rguaresc]

Se ho capito c'e' un filo percorso da una corrente distorta che crea un campo magnetico in un TA il cui secondario chiuso riproduce, ferro permettendo, un segnale immagine della corrente primaria.

Al posto del filo primario ne metti due ripartendo le armoniche. In questo modo hai un TA con tre avvolgimenti. Il presupposto per veder riprodotta nel vecchio secondario la sovrapposizione dei due segnali e' che i due circuiti "primari" abbiano impedenza infinita. I due generatori dei segnali dovrebbero essere dei generatori di corrente per essere immuni dagli effetti del campo altrimenti quando analizzi gli effetti di un circuito vedi che ci sono due secondari interessati dal campo e nel circuito di analisi non avresti piu' l'immagine della compenente che eccita, ma solo una sua parte.

Guardati il trasformatore a tre avvolgimenti.

[rguaresc]

Per la geometria:

Se usi un TA la geometria dei due fili non ha importanza, i problemi spaziali vengono annullati dalla permeabilita' del nucleo per il quale contano solo i concatenamenti.

Anche se usi la bobina Rogowsky penso che non sia importante la disposizione dei fili per la legge di Ampere.

Modificato: 1 aprile 2005 da rguaresc

[RobyMax1]

Impressionante...negli altri forum non hanno nemmeno capito bene il problema.

Grazie a tutti!!

[at] FranSys

Hai inquadrato perfettamente il discorso. Il motivo per cui non posso usare un unico filo è che non ho a disposizione generatori all'altezza. Ho potenza a volontà (ho un generatore statico di corrente capace di erogarmi 15000 A ed un altro in grado di darmi 1200A) ma non vi dico la risposta in frequenza...

Questi generatori hanno un ingresso in tensione che viene pilotato da un normale generatore di funzioni.

Io devo arrivare a 1050 Hz come contenuto armonico, facendo una prova di sovraccarico a 160A ed una prova di corto a 600A.

Sfrutterò il generatore da 160A, facendogli erogare la fondamentale e una parte del contenuto armonico.

Il restante, a frequenza più elevata, lo faccio passare nel secondo filo di cui vi ho parlato e lo lo ricavo da un generatore Omicron che dispone di un apposito programma che mi permette di costruirmi un segnale armonica per armonica, arrivando oltre i 1000Hz e con una corrente sui 75A.

Purtroppo non si può pensare di far comprare un potente generatore con banda passante di oltre 1 kHz.

Aggiungo 1 ultima cosa. Il generatore più piccolo ha come dati di targa 1000A continuativi e 1200 per 10 secondi. Tempo fa feci la seguente prova: imposto il segnale di ingresso in modo tale da avere 600A. Quindi aumento la freq del segnale di ingresso dai 50Hz nominali e mano a mano l'uscita in corrente diminuisce vistosamente. Arrivato a circa 600Hz si comincia a sentire uno strano ronzio...a 800Hz puzza di bruciato (...e panico annesso...). Corrente scesa molto, quindi eravamo ben lontani dal limite!

non so cosa sia successo...avete qualche idea?

Quindi ho necessita di suddividere il segnale tra 2 strumenti...e questa soluzione, se attendibile, mi permette anche di meglio gestire il contenuto armonico per fare le più svariate prove

comunque penso anche io che l'unica cosa a cui bisogna stare attenti sia mettere i due segnali in opportuna fase...sfruttando magari i trigger dovrei risolvere tranquillamente!

[at] rguaresc

non ho ben capito per quale motivo parli di 3 avvolgimenti... In pratica immagina un normale trasformatore TA...ed in uno degli avvolgimenti passano 2 fili invece che 1. Faccio passare delle correnti nei due fili e vado a misurarmi la tensione di uscita dal TA...tensione che sarà proporzionale alle correnti.

Per quanto riguarda la disposizione dei fili mi trovo d'accordissimo con te...ma mi preoccupano fenomeni di mutua induzione e capacita parassite tra i due fili.

Ad esempio, mi conviene mettere i fili il più possibile vicini...o no?

Ho pensato che, mettendoli molto vicini avrei che la distanza "d" che compare nella formula della capacità "C" mi darebbe la stessa molto alta, nonostante sia piccola la superficie "s" delle piastre,simulate dai due fili:

C=k*s/d

Pensate che possa avere influenza??

Ringrazio ancora tutti e specialmente le gentilissime persone che mi hanno risposto

[rguaresc]

Ci sono tre avvolgmenti perche' ci sono tre circuiti. Il trasformatore a tre avvolgimenti e' cio' che devi evitare.

Nel primo circuito 1..7 mandi le f basse. Nel secondo le armoniche alte 8...20

Quando mandi la fondamentale nel primo circuito se il secondo e' accoppiato al campo del primo diventa sede di una f.e.m. indotta fondamentale. La corrente fondamentale indotta contrasta il campo prodotto dal primo circuito, nel trasformatore ideale lo compensa esattamente. Nel tuo caso la corrente indotta nel secondo circuito dal primo altererebbe il campo prodotto dal primo primario e viceversa.

Ho un ripensamento.

In fondo e' sufficiente che i due circuiti con le armoniche parziali siano fra loro disaccoppiati. Se l'impedenza e' infinita si annullano gli effetti dell'accoppiamento, ma si possono disaccoppiare con la geometria.

Il filo del primo circuito arriva all'anello del TA o alla bobina Rogowsky parallelo al piano del cerchio, puntando al centro, avvolge l'anello o bobina con una spira stretta e torna aderente al filo di arrivo.

Il secondo circuito sullo stesso asse del primo arriva dal lato opposto, gira stretto intorno all'anello nella zona diametralmente opposta e torna affiancato al suo arrivo.

In questo modo dovresti avere induttanza mutua quasi nulla tra i due circuiti sorgente e l'effetto captato dal circuito rivelatore sara' la somma.

[FranSys]

RobyMax1, magari più tardi approfondiamo il discorso della tua puzza di bruciato. Non conosco il layout della prova, ma non vorrei che tu abbia realizzato una specie di riscaldatore a d induzione trascurando la disposizione dei conduttori!

Tornando alla misura, anch'io sono del tuo avviso, non vedo nella pratica una situazione di trasformatore a due primari ed un secondario, anche se idealmente questo sarebbe il caso.

Probabilmente sbaglierò poiché non sono uno specialista di misure ma, da un punto di vista pratico, se i due conduttori sono accoppiati, non credo che la situazione sia troppo differente dall'avere un unico conduttore percorso dall'intero spettro di frequenze. In ogni caso userei la Rogowsky per evitare vi siano alterazioni della misura introdotte dal nucleo di un eventuale TA.

Rguaresc è persona competente; vediamo se approfondisce il suo parere.

Ciao.

[FranSys]

Il filo del primo circuito arriva all'anello del TA o alla bobina Rogowsky parallelo al piano del cerchio, puntando al centro, avvolge l'anello o bobina con una spira stretta e torna aderente al filo di arrivo.

Il secondo circuito sullo stesso asse del primo arriva dal lato opposto, gira stretto intorno all'anello nella zona diametralmente opposta e torna affiancato al suo arrivo.

Ecco, questa sarebbe una buona soluzione (peraltro molto utilizzata in elettronica, penso anche alla RF). Il problema diventa ora meccanico. Con le correnti che RobyMax1 ha in gioco parliamo sicuramente di bandelle. Non sarà così semplice creare due spire di due primari intorno alla bobina.

Forse a questo punto sarebbe meglio utilizzare due trasformatori ed un sommatore.

Ciao.

[rguaresc]

Facendo due conti per stimare l'effetto duella mutua induzione:

1 metro di cavo induttanza Lm = 1 microH (a spanne)

Corrente efficace del primo circuito I = 160 A

Corrente max Im = 225,6 A

Flusso max di autoinduzione = L Im = 0,23 mWb

Accoppiamento 90% Flusso concatenato col secondo primario Fc = 0,2 mWb

Tensione indotta efficace fondamentale per metro em = 4.44 f Fc = 0,044 V

Questa tensione indotta nel secondo circuito fa circolare una corrente che dipende dalla sua impedenza ma e' improbabile che disturbi il campo prodotto dai 160 A. Dovresti vedere l'impedenza d'uscita del generatore piu' quella del circuito

Nel tuo caso probabilmente la questione dell'accoppiamento magnetico e' piu' teorica che reale.

[RobyMax1]

Ho capito perfettamente quello che diceva rguaresc...in effetti non avevo pensato alla problematica del trasformatore a 3 avvolgimenti...però non avevo specificato una cosa: i fili non vanno avolti intorno al TA o alla Rogowsky!!

TA e Rogowsky sono usati sui contatti di potenza degli interruttoria uP per analizzare la corrente che transita. Quindi il filo (o meglio la barra) arriva perpendicolarmente al piano di questi sensori, passa a ttraverso e riesce dalla parte opposta, entra nell'interruttore e se ne va via...

Lo stesso dovremo fare nella prova,solo che i fili sono 2, come vi dicevo.

I miei dubbi per quanto riguarda la posizione relativa dei fili erano legati a quei fattori di capacità passiva o mutua induzione che rompono sempre le scatole...

comunque non sapevo proprio di quel particolare modo di avvolgere i fili...pensare che debba adottarlo lo stesso anche se in realtà non vado a creare un vero e proprio avvolgimento??

comunque ragazzi vi ringrazio ancora...non sapete quanto sia sollevato dal fatto di aver trovato delle persone disponibili e soprattutto competenti!!

E poi questo forum è davvero spettacolare...in ogni caso ne diventerò un assiduo frequentatore :ph34r: