Электроизоляционный лак для трансформаторов: теплопроводность

[bbest]

У тороидального трансформаторы КПД ~93%. Если взять допустим 200Вт, то 15Вт уходит в тепло. Поработав несколько часов он неизбежно нагревается. Вообще по нормативам допустимо 70 градусов.
Задумался я как можно охладить транс. Встал вопрос о теплопроводности материалов заливки трансформатора. Вот некоторые цифры:
Вт/(м·град)
* воздух 0.0334
* лак МЛ-92 0.18
* парафин 0.26
* КО-916К 0.981 (лак кремнийорганический)
* Медь 401
Выходит КО-916К самый оптимальный для заливки? Или есть что получше?

[Alex]

У тороидального трансформаторы КПД ~93%

Это смотря у какого, может быть и 73.

Вообще по нормативам допустимо 70 градусов.

По каким? Класс А по нагревостойкости трансформаторов, помоему не применяют уже лет сорок...

[bbest]

к стати для КО-916К приведена цифра когда в него добавили нитрид алюминия
https://s.science-education.ru/pdf/2011/5/144.pdf
В общем, было бы желание поэксперементировать с теплопроводностью можно.

---------- Сообщение добавлено 17:37 ---------- Предыдущее сообщение было 10:49 ----------

Еще мысли вслух: можно взять трансформаторного масла и смешать его с AIN (нитрид алюминия). Получить приемлимую консистенцию и обмазать этим чудом обмотки. Единственный момент, что теплопроводность масла не очень большая:
Вт/(м·град)
* трансформаторное масло 0.1

[minimalman]

может быть и 73.

или 98% )

Offтопик:

Если взять допустим 200Вт, то 15Вт уходит в тепло. Поработав несколько часов он неизбежно нагревается.

Я думал наоборот о снижении КПД/увеличении плотности тока выбором термостойких материалов плюсом к пропитке, но сильно выше 100° не прыгнуть из-за термоПОС потерь в меди.

[Сергей Ал.]

Пропитывать желательно таким составом. который впоследствии не "потечёт", масляные смеси и парафин для силовика не стоит использовать. Плюс нужно учитывать режим сушки.
Вообще заниматься пропиткой лаком в домашних условиях вряд ли стоит, лучше в какой-нибудь мастерской по ремонту эл. двигателей.

[Alex]

или 98% )

Это у достаточно мощного, у мелких трансов такого КПД не бывает.

Я думал наоборот о снижении КПД/увеличении плотности тока выбором термостойких материалов плюсом к пропитке,

Каким образом это все на КПД влияет? Если из-за ТКС меди - это это мизер.

[Meta|_]

к стати для КО-916К приведена цифра когда в него добавили нитрид алюминия

Гениально! Они изобрели теплопроводящий клей! Нюанс - в стоимости нитрида алюминия.
Впрочем, не думаю, что станет заметно хуже, если вместо нитрида алюминия взять оксид алюминия, или даже оксид цинка (как в КПТ-8).
Плюс не надо забывать, что при комнатной температуре КО-916 будет сохнуть несколько лет.

[minimalman]

Offтопик:

Каким образом это все на КПД влияет? Если из-за ТКС меди - это это мизер.

Чем больше задать плотность тока/нагрев, тем ниже КПД. ТКС меди - х2 на 100К, один из самых высоких в природе.

[Alex]

ТКС меди - х2 на 100К,

Ну, скорее х1.5 а не х2.
И в трансформаторах не часто встречается перегрев на 100К, это-ж надо чтобы обмотки до 125С грелись.

один из самых высоких в природе.

Он у всех металлов, кроме всяких константанов и т.п, лежит в диапазоне 0.003-0.006 1/С, и медь, со своими 0.004, там в нижней половине списка.
У алюминия, никеля или железа, ТКС больше чем у меди.
Так что, я бы постерегся говорить про "один из самых высоких в мире".

[Noev]

bbest, Отнесись к этому проще. Всё равно охлаждение воздушное, и любая пропитка, в том числе и супер-пупер лак это посредник между нагреваемым железом и воздухом. Другое дело если транс помещать в какую либо среду, например масло.

[Arena]

Если взять допустим 200Вт, то 15Вт уходит в тепло

Если с 200 ваттного трансформатора непрерывно снимать эти 200 вт. Если брать трансформатор с запасом по мощности( хотя бы процентов на 20-30) или обеспечить мало-мальски охлаждение( хотя бы отверстия для движения воздуха вокруг трансформатора или прижать к металлическому корпусу большей площадью) - то не надо мудрить с пропитками.

[bbest]

bbest, Отнесись к этому проще. Всё равно охлаждение воздушное, и любая пропитка, в том числе и супер-пупер лак это посредник между нагреваемым железом и воздухом. Другое дело если транс помещать в какую либо среду, например масло.

так если пропитка внутри транса будет передавать тепло эффективнее чем воздух то и транс в любом случае быстрее будет охлаждаться, даже если с наружи воздух

---------- Сообщение добавлено 15:49 ---------- Предыдущее сообщение было 15:47 ----------

Если с 200 ваттного трансформатора непрерывно снимать эти 200 вт. Если брать трансформатор с запасом по мощности( хотя бы процентов на 20-30) или обеспечить мало-мальски охлаждение( хотя бы отверстия для движения воздуха вокруг трансформатора или прижать к металлическому корпусу большей площадью) - то не надо мудрить с пропитками.

да запас по мощности хороший выход, но все равно, при постоянном потреблении 200Вт (речь идет о гибридном усилителе) неизбежен реальный нагрев трансформатора.

[Radiovintage]

так если пропитка внутри транса будет передавать тепло эффективнее чем воздух то и транс в любом случае быстрее будет охлаждаться, даже если с наружи воздух

Да, но для трансформатора работающего в комнатных условиях это чрезвычайно ничтожная разница.
Для военного применения пропитку используют, но это в большей степени для повышения надёжности в условиях механических перегрузок и вибрации.

[Alex]

Offтопик:

но это в большей степени для повышения надёжности в условиях механических перегрузок и вибрации.

И как, помогает?

[bbest]

Да, но для трансформатора работающего в комнатных условиях это чрезвычайно ничтожная разница.
Для военного применения пропитку используют, но это в большей степени для повышения надёжности в условиях механических перегрузок и вибрации.

Так если подумать да, разница должна быть не большой: для первички это не сильно актуально поскольку в ней используется тонкий провод и он плотно уложен => воздуха там мало. Вопрос может быть только в изоляции и вторичке. Если они правильно и плотно уложены, то и здесь проблем не должно возникнуть. Опять таки это теория, замерить бы два одинаковых транса с пропиткой и без на 100-200Вт.

[шасси]

Так если подумать да, разница должна быть не большой: для первички это не сильно актуально поскольку в ней используется тонкий провод и он плотно уложен => воздуха там мало. Вопрос может быть только в изоляции и вторичке. Если они правильно и плотно уложены, то и здесь проблем не должно возникнуть. Опять таки это теория, замерить бы два одинаковых транса с пропиткой и без на 100-200Вт.

А где возьмешь намоточный провод без лака?
Военка еще и компаудом трансы заливает.

[Radiovintage]

Военка еще и компаудом трансы заливает.

Заливка это вообще не про охлаждение. Это изоляция, герметизация и виброзащита.

[Arena]

да запас по мощности хороший выход, но все равно, при постоянном потреблении 200Вт (речь идет о гибридном усилителе) неизбежен реальный нагрев трансформатора.

Обычно при расчете встраиваемых трансформатора считают и потери в железе и проводах, чтобы оценить как раз таки эти потери и , соответственно, нагрев. Тут критично, если в усилителе нет места и надо впихнуть максимум мощности в минимум пространства. И в формуле ( программе) в том числе задается максимальная рабочая температура на номинальной мощности. Если не гнаться за плотностью тока в меди и не загонять сердечник на максимальную
магнитную индукцию - то проблем с перегревом быть не должно. А так ну будет трансформатор градусов 40-60 - ну и что?
согласно гост 8865-93 минимальный класс нагревостойкости по изоляции 90 градусов.
https://gostexpert.ru/data/files/886...34975631ec.pdf

или вопрос стоит так, что получившееся тепло девать некуда? Ну тогда, изготавливая мощный усилитель А класса, об этом нужно было думать сразу. Например, разместить блок питания отдельно.

[Alex]

Заливка это вообще не про охлаждение. Это изоляция, герметизация и виброзащита.

Зависит от назначения транса, пропитка это во мноих случаях - в первую очередь таки охлаждение.

[Radiovintage]

в первую очередь таки охлаждение.

Пропитка и заливка это совсем разное. Пропитка улучшает, а заливка скорее наоборот.

---------- Сообщение добавлено 17:47 ---------- Предыдущее сообщение было 17:23 ----------

. Если не гнаться за плотностью тока в меди и не загонять сердечник на максимальную
магнитную индукцию - то проблем с перегревом быть не должно.

Мощные трансформаторы как раз и загоняют в максимальную индукцию для повышения КПД за счёт уменьшения потерь в меди.
Так как мощность потерь в сердечнике растёт линейно от индукции, а в меди в квадрате сопротивления.
Для аудио КПД транса менее важен чем излучение акустических и ЭМ помех, поэтому индукцию лучше в разумных пределах снижать.