Merenje induktivnosti (teorija i praksa)
Merenje induktivnosti transformatora
1. Osnovni podaci
- • Ulazni napon: U1= 230 V
- • Izlazni napon: U2= 24 V
- • Snaga: P= 60 VA
- • Frekvencija mreže: f= 50 Hz (pretpostavka)
2. Odnos namotaja
- N1 Broj namotaja primara
- N2 Broj namotaja sekundara
N1/N2 = U1/U2 što je približno 9,6
Dakle, primar ima oko 9,6 puta više namotaja od sekundara.
3. Struje
- Primarna struja:
I1= P/U1 = 60/230 što je približno 0,26 A
- Sekundarna struja:
I2= P/U2 = 60/24 što je približno 2,5 A
4. Induktivnost primara
Induktivnost zavisi od jezgra i broja namotaja. Za mrežne transformatore se obično projektuje tako da magnetizujuća struja (struja praznog hoda) bude mala, recimo 2–10% od nominalne.
Tipično:
• Magnetizujuća struja Im je približno 5% x I1 i iznosi od prilike 0,013A
• Reaktansa primara: Xl = U1/Im što opet približno iznosi 230/0.013 i reda je veličine 17,700 Oma
• Induktivnost:
Tipično:
• Magnetizujuća struja Im je približno 5% x I1 i iznosi od prilike 0,013A
• Reaktansa primara: Xl = U1/Im što opet približno iznosi 230/0.013 i reda je veličine 17,700 Oma
• Induktivnost:
Zaključak
Za transformator 230 V → 24 V, 60 VA, induktivnost primarnog namotaja je reda veličine 50–60 H.
Sekundar ima proporcionalno manju induktivnost oko 0,6 H
Objašnjenje: zašto nije reda henrija?
Kod mrežnih transformatora (50 Hz), induktivnost primarnog namotaja se projektuje tako da:
• Omogući dovoljno mali magnetizujući tok bez zasićenja jezgra
• Obezbedi nisku struju praznog hoda (obično 2–10% od nominalne struje)
• Ne bude prevelika, jer bi to zahtevalo više bakra i veće dimenzije jezgra
U praksi, efektivna induktivnost primara kod malih transformatora (do 100 VA) je:
• Tipično između 200 mH i 800 mH
• Zavisno od jezgra (EI30, EI42, EI60…), broja namotaja i materijala
Primer iz prakse
Za EI jezgro visine 42 mm, sa 480 namotaja:
• Efektivna induktivnost primara je oko 380 mH
• Sekundar (50 namotaja) ima oko 4–5 mH
Vrednost od 380 mH za primar kod 60 VA transformatora je potpuno realna i u skladu sa industrijskom praksom. Induktivnosti reda henrija se javljaju kod većih snaga (npr. 500 VA i više) ili kod specijalnih aplikacija (audio, impulsni transformatori).
Realniji proračun induktivnosti primara transformatora
1. Izmeri ili proceni dužinu magnetnog puta jezgra (npr. EI42 ima oko 10 cm → 0.1 m).
2. Unesi broj namotaja koji planiraš za primar.
3. Unesi Aμ – možeš koristiti tipičnu vrednost 1600 µH za feritne ili silitne jezgre.
Za različite snage rezultati:
30 VA 185 mH
60 VA 380 mH
100VA 615mH
200VA 1156mH
Napomena za preciznost
• Jednakost jezgra: Formula je tačna kada primar i sekundar dele isti magnetni put bez vazdušnog zazora i kad su na istom jezgru (klasični mrežni EI/CI).
• Raspored namotaja: Male razlike mogu nastati zbog rasporeda namotaja, razmaka, izolacije i razlika u prozoru jezgra, ali su obično zanemarljive za ovu procenu.
• Merenje: Ako meriš, uradi LCR metrom na niskoj frekvenciji (npr. 100 Hz–1 kHz). Sekundar meri odvojeno bez spojenog primara; rezultati će biti bliski izračunatoj vrednosti.
Koraci za merenje induktivnosti jednofaznog motora
1. Identifikuj namotaje
• Radni (glavni) namotaj ima manji otpor (npr. 5–20 Ω)
• Startni (pomoćni) namotaj ima veći otpor (npr. 20–60 Ω)
• Izmeri DC otpor običnim multimetrom:
• Spoji sonde na krajeve namotaja
• Uporedi vrednosti — manji otpor = radni, veći = startni
2. Isključi kondenzator
• Ako je motor kondenzatorski, isključi kondenzator iz startnog kruga pre merenja
• Kondenzator može uticati na rezultat merenja
3. Koristi LCR metar
• Podesi frekvenciju na 100 Hz ili 1 kHz
• Spoji sonde na krajeve namotaja
• Očitaj induktivnost (L) u milihenrijima (mH)
4. Uporedi vrednosti
• Radni namotaj ima veću induktivnost (npr. 100–500 mH)
• Startni namotaj ima manju induktivnost (npr. 30–150 mH), ali veći otpor
Zaključak
• Radni namotaj: veća induktivnost, manji otpor
• Startni namotaj: manja induktivnost, veći otpor
• Merenje: LCR metar, 100 Hz–1 kHz, bez kondenzatora
Za radni kondenzator u jednofaznim motorima često se koriste pravila tipa “mikroF po kW”, ali ona su grubog karaktera. Startni kondenzator (privremeni) se obično računa većim koeficijentom i uključen je samo pri pokretanju.
Cilj startnog kondenzatora je da, pri uključenju, obezbedi veći fazni pomak i veću struju u pomoćnom (startnom) namotaju kako bi se ostvario jak početni moment. Za razliku od radnog kondenzatora, startni je kratkotrajno uključen (preko centrifugalnog prekidača ili releja) samo tokom pokretanja.
• Osnovna postavka: odredi kapacitet tako da kapacitivna reaktansa kondenzatora bude značajno manja od induktivne reaktanse startnog namotaja na mrežnoj frekvenciji, tj. da struja u pomoćnom kraku bude “nagnuta” unapred (vođena) i dovoljno velika za start.
• Praktično pravilo: uzmi startni kondenzator oko 2–3 puta veći od radnog kondenzatora tog motora. Ovo je industrijska praksa i dobro radi u širokom opsegu snaga i konstrukcija.
O merenju LCR metrom
LCR metri rade na principu merenja impedanse električnog elementa (otpornika, kondenzatora, induktora) pri poznatoj testnoj frekvenciji i naponu. Evo detaljno kako funkcionišu:
Osnovni princip rada
1. Pobuda testnim signalom
• LCR metar šalje AC signal (sinusni ili ponekad pravougaoni) poznate amplitude i frekvencije (tipično 100 Hz, 1 kHz, 10 kHz).
• Element koji meriš (R, L ili C) se priključi na izlaz.
2. Merenje napona i struje
• Uređaj meri napon preko elementa i struju kroz element.
• Iz ovih veličina računa impedansu
3. Izračunavanje faznog pomaka
• LCR metar meri i fazni pomak između napona i struje.
• Ako je struja u fazi → element je otpornik.
• Ako struja kasni → element je induktor.
• Ako struja žuri → element je kondenzator.


Comments
Post a Comment
Komentar: