Swıtch mode trafo hakkında ..

[omertek]

Merhaba arkadaşlar mosfet veya ıgbt ile 20khz gibi bir frekansda sürülen swıtch mode trafonun nüvesi çatlarsa sonuç ne olur sizce ? Yada herhangi bir swıtch
mode trafonun nüvesi çatladığında ne olur nasıl tepki verir ? Yardımcı olursanız ço sevinirim.

 

[cemkose]

Şöyle bir yorum yaptım ama tam olarak doğru mudur bilmiyorum.Trafo nüvesinin çatlayıp diğer elektronik devre elemanlarında ve trafo sargılarında herhangi bir hasar oluşmadığını gözönüne alarak söylüyorum bunları.

Trafo nüvesinin çatlaması ile trafoda hava aralığı oluştuğunu varsayalım, sargılarda bir sorun olmasın.Aslında nüve sıcaklık dolayısı ile çatlıyorsa sargılar da yanacaktır ancak şimdilik bu durum ihmal edilsin.Trafo çatlaması ile oluşan hava aralığı nedeni ile relüktans artacaktır ve hava aralıklarının etrafındaki malzemede akı yoğunluğu artacak bu nedenle de bu bölgede doyma oluşacaktır.Dolayısı ile trafonun akım gerilim karakteristiği nonlineer bölgede olacak, trafo harmonik üretmeye başlayacaktır.Relüktansın artması ile de manyetik akı da azaltacağından, sekonderden talep edilecek güce karşın primerden üretilmesi gereken mmklar artacak, daha fazla akım çekilmeye başlanacaktır.(trafo çatlamadan önce üretilen akıyı üretebilmek için)Bu durumda trafo girişindeki güç anahtarı(igbt, mosfet vs.) daha fazla akıma maruz kalacaktır.Bu durumda eleman bu akım değerine dayanamaz ise yanacaktır.Ayrıca igbt harmonikli akımdan dolayı kilitlenebilir de.Ya da igbt sürücü devresinde problem çıkabilir.

Tüm bunlar varsayım, doğru sonuç için pratik olarak görülmesi gereken bir olay.

 

[omertek]

Senaryo da tam anlatmak istediğim gibi olmuş Teşekkür ederim benim için önemli bilgiler.

 

[omertek]

Peki bir soru daha sorayım izninle.Şimdi ben elimdeki trafonun 20khz ile sürülmesi gerektiğini biliyorum yani buna göre sarılmış bu frekansın yükselmesi veya azalması nasıl bir etki yapar?
(mesela en yüksek 22khz en düşük 18khz) Aslında şunu demek istiyorum mosfet veya ıgbt'yi korumak amaçlı performansdan ödün verilerek bir değişiklik yapılabilirmi ?Aslında frekansın düşmesi mosfet veya ıgbt'yi daha çok zorlar gibi geliyor ama bilemiyorum.

 

[cemkose]

Yüksek frekanslarda trafo kayıpları(fuko ve histerisiz) artar.Dolayısı ile trafo yüksek frekanslarda daha çok ısınacaktır.Ayrıca yüksek frekanslarda trafo modellemesi biraz daha farklıdır.Trafodaki eşdeğer kapasiteler yüksek frekanslarda ihmal edilmez.

Güç anahtarlarının anahtarlama hızları arttıkça, güçleri düşer.Bu yüzden çok yüksek frekanslı anahtarlama yaparak büyük güçlü çeviriciler tasarlamak zordur.(uygun igbt bulmak lazım)Ayrıca anahtarlama elemanını koruyacağınız snubber devreleri, tetikleme üreteceğiniz mikrodenetleyici, igbt ile mikrodenetleyici arasındaki izolasyon(optokuplör vs.) bunların hepsi değişecektir.İgbt kitlenmesi vs. durumlar olabiliyor.Tecrübe ile aşılması gereken konular.

 

[tossun2008]

Merhaba arkadaşlar mosfet veya ıgbt ile 20khz gibi bir frekansda sürülen swıtch mode trafonun nüvesi çatlarsa sonuç ne olur sizce ? Yada herhangi bir swıtch
mode trafonun nüvesi çatladığında ne olur nasıl tepki verir ? Yardımcı olursanız ço sevinirim.

Trafonuzun ferrit trafo olduğunu göz önüne alırsak nüvenin çatlaması durumunda fuko akımları denen akının tam olarak dolaşmasını engellemekten, yani tam gücünü verememekten başka bir zararı olmaz. Sn.cemkose nin aksine yüksek frekanslı trafolarda trafoların doyuma ulaşmamaları için belli miktarda hava aralığı oluşturulması özellikle kısa devre anlarında güç elemanlarınızın zarar görmesini engelliyecektir. çünkü sistemden geçen di/dt oranı düşecektir.

 

[cemkose]

Özel olarak hava aralıklı olarak üretilen hava aralıklı trafolardan ziyade, nüvesi çatlamış bir trafo üzerinden konuşursak, çatlama dolayısı ile nüve içinde oluşan hava aralıkları nedeni ile, manyetik akı nüvenin daha düşük relüktansa sahip bölgeleri üzerinden akmak isteyecektir.Dolayısı bu bölgelerde doyma oluşacaktır.Hava aralığında ise manyetik doyum olmaz, zira havanın mıknatıslanma eğrisi doyumlu değildir.

Anahtarlama frekansının arması ile fuko kayıplarını artması ise şu şekildedir; yüksek frekanslarda manyetik akı değişimi de daha fazla olacaktır.(dfi/dt artar)Bu nedenle nüve içindeki fuko kayıpları artacaktır.

Nüve çatlamasından dolayı akının azalacağını yazmıştım, buna bağlı olarak fuko kayıpları azalır.Ancak sistemin güç eşitliği Pgiriş=Pçıkış+Pkayıp olduğu gözönüne alınırsa, yükün talep ettiği güç(Pçıkış), sağlanmaya çalışılacaktır.Trafo içindeki akının artması için, trafo girişindeki akım artmalıdır.Dolayısı ile trafo giriş devresi daha fazla akıma maruz kalacaktır.Burada bahsedilen akımın değişim hızı değil, genliğidir.

 

[tossun2008]

Özel olarak hava aralıklı olarak üretilen hava aralıklı trafolardan ziyade, nüvesi çatlamış bir trafo üzerinden konuşursak, çatlama dolayısı ile nüve içinde oluşan hava aralıkları nedeni ile, manyetik akı nüvenin daha düşük relüktansa sahip bölgeleri üzerinden akmak isteyecektir.Dolayısı bu bölgelerde doyma oluşacaktır.Hava aralığında ise manyetik doyum olmaz, zira havanın mıknatıslanma eğrisi doyumlu değildir.

Anahtarlama frekansının arması ile fuko kayıplarını artması ise şu şekildedir; yüksek frekanslarda manyetik akı değişimi de daha fazla olacaktır.(dfi/dt artar)Bu nedenle nüve içindeki fuko kayıpları artacaktır.

Nüve çatlamasından dolayı akının azalacağını yazmıştım, buna bağlı olarak fuko kayıpları azalır.Ancak sistemin güç eşitliği Pgiriş=Pçıkış+Pkayıp olduğu gözönüne alınırsa, yükün talep ettiği güç(Pçıkış), sağlanmaya çalışılacaktır.Trafo içindeki akının artması için, trafo girişindeki akım artmalıdır.Dolayısı ile trafo giriş devresi daha fazla akıma maruz kalacaktır.Burada bahsedilen akımın değişim hızı değil, genliğidir.

Relüktans konusunu biraz daha açabilirmisiniz acaba. Acaba Relüktans motorlar için kullanılan bir tabir değilmiydi yoksa ben mi yanlış hatırlıyorum. Ayrıca bir trafonun çalışma frekansını arttırdığınızda nüveden geçen fuko akımları nüvenin karakteristiğine göre azalacaktır. Siz her ne kadar Di/dt nin yükseleceğini söylesenizde trafonun nüvesindeki alanda bozulmalar olacağından transfer edeceği akım düşecektir. dolayısıyla trafonun gücü düşecektir. trafonun gücü düştüğü içinde primerinden çekilen akım azalacaktır. Yüksek frekanslı bir anahtarlamalı güç kaynaklarındaki IGBT nin kitlenmesi olayını anlayabilmiş değilim.

 

[d.svclar]

Şöyle bir yorum yaptım ama tam olarak doğru mudur bilmiyorum.Trafo nüvesinin çatlayıp diğer elektronik devre elemanlarında ve trafo sargılarında herhangi bir hasar oluşmadığını gözönüne alarak söylüyorum bunları.

Trafo nüvesinin çatlaması ile trafoda hava aralığı oluştuğunu varsayalım, sargılarda bir sorun olmasın.Aslında nüve sıcaklık dolayısı ile çatlıyorsa sargılar da yanacaktır ancak şimdilik bu durum ihmal edilsin.Trafo çatlaması ile oluşan hava aralığı nedeni ile relüktans artacaktır ve hava aralıklarının etrafındaki malzemede akı yoğunluğu artacak bu nedenle de bu bölgede doyma oluşacaktır.Dolayısı ile trafonun akım gerilim karakteristiği nonlineer bölgede olacak, trafo harmonik üretmeye başlayacaktır.Relüktansın artması ile de manyetik akı da azaltacağından, sekonderden talep edilecek güce karşın primerden üretilmesi gereken mmklar artacak, daha fazla akım çekilmeye başlanacaktır.(trafo çatlamadan önce üretilen akıyı üretebilmek için)Bu durumda trafo girişindeki güç anahtarı(igbt, mosfet vs.) daha fazla akıma maruz kalacaktır.Bu durumda eleman bu akım değerine dayanamaz ise yanacaktır.Ayrıca igbt harmonikli akımdan dolayı kilitlenebilir de.Ya da igbt sürücü devresinde problem çıkabilir.

Tüm bunlar varsayım, doğru sonuç için pratik olarak görülmesi gereken bir olay.

arkadaşa katılıyorum...

 

[cemkose]

Evet relüktans motorlarında kullanılan relüktans ile aynı.Relüktans manyetik direnç demektir.Relüktans motorlarında hava aralığı kullanıldığı için bu ismi almış.Hava aralığı arttıkça relüktans artar.R=L/(mü*A), relüktans bağıntısıdır.R relüktans, L manyetik devre uzunluğu, A manyetik devre kesidi, mü ise manyetik geçirgenliktir.Bir manyetik malzemenin geçirgenliği ile havanın manyetik geçirgenliği arasında 1500-3000 kat fark vardır.Bu yüzden havayı manyetik açıdan çok yüksek direnç şeklinde düşünebiliriz.

Elektrikteki ohm yasası gözönüne alınırsa, E=I*R ifadesinde E(emk) elektromotor kuvvet, I akım şiddeti, R ise dirençtir.Manyetik devrelerde ise F=fi*R dir.F(mmk) magnetomotor kuvvet, fi (manyetik akı, weber boyutunda ve elektrik devresindeki akıma karşılık düşer), R ise relüktansdır.Elektrik devresindeki direncin akımı düşürmesi gibi, relüktans da manyetik akıyı düşürür.Özel olarak hava aralıklı tasarlanan makineler haricinde elektrik makinelerinde hava aralığı istenmez ve minimum tutulmaya çalışılır.Sebebi de budur.

Fuko akımları ise frekansla artar.Pe=Ke*Bmax^2*f^2(ke:malzemeye bağlı ve laminasyon kalınlığı ile ilgili sabit, Bmax=manyetik akı yoğunluğu maks değeri, f:frekans) bağıntısına göre, fuko kayıpları frekansla artar.Fiziksel nedeni ise daha yüksek frekanslı akımlarda, akımla aynı frekansta manyetik akı oluşur.Fuko akımını meydana getiren de akıdaki değişim olduğundan, fuko akımları ve kayıpları artar.(akıdaki değişim, buna bağlı olarak akımdaki değişim hızı, yani di/dt)

Daha yüksek frekanslı çalışmanın zorluklarından dolayı, problemlerin artması nedeni ile igbt kilitlenmesini bu problemler arasında saydım.Ancak nüve çatlaması durumunda igbt kilitlenmesi olmasını ise, akım değişiminin artmasına bağlıyorum.Her igbtnin datasheetinde kullanılabileceği sınır değerler vardır ve tasarlanan devre bu sınırlar içinde çalışmalıdır.Eğer akım değişim hızı için verilen sınırlar aşılırsa, igbt içindeki taşıyıcılar temizlenemeyeceğinden kilitlenme durumları olabilir.