Réalisation d'un transformateur d'émission pour communication souterraine

[antolaps]

Bonjour,

Dans le cadre d'un projet pour mon DUT MP, je dois réaliser un transfo d'émission pour communication souterraine.
Après plusieurs recherches, j'ai décidé d'opter pour un tore 3E25 pour le réaliser : optimal pour une fréquence de 87kHz.

Ce transformateur sera alimentation par une batterie portable: Il y aura donc 12V au primaire et je voudrais récupérer 1000V au secondaire.
J'ai donc un rapport de transfo égal à 83.3.

Cependant, je bloque sur le calcul du nombre de spires nécessaires.
J'ai trouvé la formule suivante: L(nH)=N²*AL
J'ai trouvé dans une doc dispo sur le 3E25 différentes valeurs de l'inductance AL en fonction des dimensions du tore:
9 x 6 x 3 => AL=1340±30%
14 x 9 x 5 =>AL=2430 ±30%
23 x 14 x 7 =>AL=3820 ±25%

Je peux donc calculer la valeur de AL cependant, je n'arrive pas à calculer la valeur de l'inductance L, et donc à déterminer le nombre de spires...

Voilà, donc si quelqu'un pouvait m'aider, je serai grandement reconnaissant!
Un grand Merci d'avance!

Anto
-----

[f6bes]

Bjr à toi et bienvenue sur FUTURA
Hum,je vois mal comment tu va produire du 87 khz avec une ....batterie connectée à ton tore !!
Et que vas tu faire (éventuellement ) des 1000 volts sur ton secondaire ??

1000 volts suggére un systéme à trés haute impédance en sortie....qui sera connecté à ....mystére ??

Bien beau d'avoir des volts , mais cela n'induque en RIEN une puissance ?

Enfin vaut mieux parler de systéme d'émission à 83 Khz que d'un " transfo d'émission".

Au mieux un transfo "rends" au secondaire ce qu'on lui applique au primaire.
A+

[PIXEL]

+1...

le mieux serait de faire en sorte que le primaire du tore soit la bobine de l'oscillateur.

mais on a pas assez d'infos sur le synoptique du projet.

[PA5CAL]

Bonjour

Comme dit f6bes, tu ne vas certainement pas brancher directement ce transformateur sur la batterie. Ta description est donc forcément très incomplète .


Concernant le rapport de transformation, il faut considérer celui d'un transformateur idéal, qui est égal au rapport des nombres de spires au primaire et au secondaire.

;

Ce rapport idéal intervient dans le calcul du circuit global réel en situation de fonctionnement, qui doit tenir compte des éléments parasites internes au transformateur (résistance et inductance propre des bobinages, pertes fer, fuites magnétiques, capacités parasites entre les conducteurs, ...) et des éléments externes, telles que l'impédance de la source d'alimentation et celle de la charge.

Bref, si tu veux récupérer 1000V à la sortie, le rapport de transformation du transfo idéal ne sera probablement pas 83,3.


L'inductance des bobinages dépend du nombre de spires qui est la conséquence des caractéristiques (rapport de transformation, rendement, etc.) du système global que tu souhaites concevoir... et pas l'inverse.

.

[A voir en vidéo sur Futura]

[f6bes]

Bjr Antolaps,
Si tu t'intéresses au VLF, regarde là:
http://www.google.fr/url?sa=t&source...Z81MKg&cad=rja
Un petit émetteur y est décrit (136 Khz) une division par deux , de , tu peux tomber sur ton 83 Khz (faut revoir la fréquence de départ).

Un coup de google avec "VLF 73/76 khz émission" et tu en sauras un peu plus.

C'est bien beau d'émettre , mais faut AUSSI recevoir.
C'est quoi l'appication FINALE de ta "communication souterainne" (spéléologie, étude géologique= envoie de pulse, autre , etc..)

A+

[Tropique]

Bonjour,

Dans le cadre d'un projet pour mon DUT MP, je dois réaliser un transfo d'émission pour communication souterraine.
Après plusieurs recherches, j'ai décidé d'opter pour un tore 3E25 pour le réaliser : optimal pour une fréquence de 87kHz.

Ce transformateur sera alimentation par une batterie portable: Il y aura donc 12V au primaire et je voudrais récupérer 1000V au secondaire.
J'ai donc un rapport de transfo égal à 83.3.

Cependant, je bloque sur le calcul du nombre de spires nécessaires.
J'ai trouvé la formule suivante: L(nH)=N²*AL
J'ai trouvé dans une doc dispo sur le 3E25 différentes valeurs de l'inductance AL en fonction des dimensions du tore:
9 x 6 x 3 => AL=1340±30%
14 x 9 x 5 =>AL=2430 ±30%
23 x 14 x 7 =>AL=3820 ±25%

Je peux donc calculer la valeur de AL cependant, je n'arrive pas à calculer la valeur de l'inductance L, et donc à déterminer le nombre de spires...

Voilà, donc si quelqu'un pouvait m'aider, je serai grandement reconnaissant!
Un grand Merci d'avance!

Anto

Avant de t'interésser à l'Al, la première chose à faire pour dimensionner le nombre de spires est de prendre en compte l'induction maxi du matériau choisi et la surface effective du noyau.
Cela te donnera le nbre mini, et ensuite tu fais tes calculs d'inductance, et si l'inductance magnétisante est trop faible, tu peux éventuellement rajouter des spires pour satisfaire cette condition également.
Mais pour des tensions "normales", la première partie est généralement suffisante.

[antolaps]

Bonjour,

tout d'abord, merci pour vos réponses.
Je constate donc qu'il me manque une bonne partie pour pouvoir continuer...

L'application finale est de réaliser un système du type "système NICOLA" utilisé pour les communications lors des sorties spéléo.

Mais j'en suis toujours au même point, le système doit être utilisé avec une batterie portable et il est question d'une fréquence de 83kHz... Bref, je bloque!


Je vous laisse les liens vers des sites expliquant le système Nicola:
http://speleoclpa.free.fr/selfservic...icolaF1OBV.pdf
http://cds31.free.fr/Htm/nicola.htm


Merci!

[louloute/Qc]

Comme expliqué dans le document PDF, il s’agit d’un émetteur BLU (Bande Latérale Unique) à 86,9kHz.

Irréalisable sans de très solides connaissances en RF.

[f6bes]

Bonjour,

tout d'abord, merci pour vos réponses.
Je constate donc qu'il me manque une bonne partie pour pouvoir continuer...

L'application finale est de réaliser un système du type "système NICOLA" utilisé pour les communications lors des sorties spéléo.

Mais j'en suis toujours au même point, le système doit être utilisé avec une batterie portable et il est question d'une fréquence de 83kHz... Bref, je bloque!


Je vous laisse les liens vers des sites expliquant le système Nicola:
http://speleoclpa.free.fr/selfservic...icolaF1OBV.pdf
http://cds31.free.fr/Htm/nicola.htm


Merci!

Bjr à toi,
Un tore SEUL n'a jamais émis sur une fréquence.
Donc en lui meme ce n'est PAS un oscillateur.

Ton projet n'est pas pour un débutant. Commence d'ABORD à apprendre l'électronique.
A+

[antolaps]

Bonjour.

J'ai rencontré mon professeur pour avoir de l'aide.
J'ai maintenant quelques formules qui vont me permettre de calculer le nombre de spires necessaires:

n1= Umax/(4.44*Bmax*Store*F)

Bmax étant l'induction maximale. Cependant je n'arrive pas à trouver sa valeur dans les documentation technique.

Je sais que u (perméabilité) vaut 7.54*10^-3 H/m
et Bmax=u*Hmax.

Cependant, je n'arrive pas à déterminer cette valeur.

Help me please

[f6bes]

Cependant, je n'arrive pas à déterminer cette valeur.

Help me please

Bjr à toi,
Goto message #6 (Tropique ).

Et t'en fera quoi (te serviras à ... quoi ?) de ton bobinage ???

Bon W E

[antolaps]

Je voudrais connaitre Bmax pour trouver le nombre de spires au primaire...

[PIXEL]

montre-nous le schéma , ou, au moins , le synoptique de ton projet.

[antolaps]

Bonjour,

Ayant rencontré mon professeur, nous avons vu que l'utilisation du tore 3E25 n'est pas très pratique pour le bobinage qui devra être réalisé ensuite.

J'ai donc décidé d'utiliser un core 3c90 59/31/22.

Cependant, la formule qui m'a été recommandée: n1=Ueff/(4.44*Bmax*Score*f) ne me semble pas correcte.
J'utilise ces valeurs (données des datasheet) et celles propres à mon projet:
Bmax=350mT /racine(2)
La section= Ae donnée dans la datasheet: 368mm² donc, 368 x10^-6 m²
on utilise une fréquence de 87kHz
et Ueff vaut 17V


Or cette formule me donne un nombre de spires de 0.48... Donc impossible!



j'ai pensé utiliser une autre méthode:

n*I= R* phi
avec phi= Bmax*S
et R= 1/(u0*ur)*longueur/section

avec pour le 3C90 59/31/22:
u0= 4pi*10^-7
ur=1950
longueur=139mm
Ae=368mm²
Bmax=350mT


En utilisant cette dernière, je trouve un nombre de spire de 13.
J'ai remarqué qu'en utilisant le même core, mais avec des dimensions inférieures, je trouve au maximum un nombre de spires au primaire égal à 20. Mais cela me semble un peu juste (saturation?)

Je pense que la formule donnée par mon prof n'est pas correcte (n1=Ueff/(4.44*Bmax*Score*f)) mais je ne vois pas trop où ça coince...

En surfant un peu, j'ai trouvé ça: http://alain-nol.soulier.pagesperso-...spires_pou.htm

mais cela me semble assez complexe, notamment avec les nombres d'encoches dont je n'ai jamais entendu parlé et dont je n'ai aucune valeur...


Voilà, je pense donc que je ne pourrai pas déterminer théoriquement par calcul le nombre de spire nécessaire au primaire...

Auriez vous une méthode afin de déterminer expérimentalement le nombre de spires necessaires et quels paramètres sont à prendre en compte pour cela...


MERCI pour votre aide!
A+
Anto

[PA5CAL]

La formule du transformateur peut être retrouvée à partir de celle de la fem induite :

¨¨

ce qui donne pour les N₁ spires du primaire :

¨¨

Par ailleurs, on a :

¨¨

soit :

¨¨

d'où :

¨¨

soit encore :

¨¨


On en déduit :

¨¨

soit :

¨¨


Quant au lien que tu donnes, il concerne le bobinage d'un moteur. Il n'a rien à voir dans notre affaire de transformateur.

[PIXEL]

et j'attends toujours le synoptique (au moins) du projet....

[Tropique]

J'ai donc décidé d'utiliser un core 3c90 59/31/22.

Lien vers la datasheet?

Cependant, la formule qui m'a été recommandée: n1=Ueff/(4.44*Bmax*Score*f) ne me semble pas correcte.
J'utilise ces valeurs (données des datasheet) et celles propres à mon projet:
Bmax=350mT /racine(2)
La section= Ae donnée dans la datasheet: 368mm² donc, 368 x10^-6 m²
on utilise une fréquence de 87kHz
et Ueff vaut 17V

Tu n'as lu que la moitié de ce que je t'ai dit:

Cela te donnera le nbre mini, et ensuite tu fais tes calculs d'inductance, et si l'inductance magnétisante est trop faible, tu peux éventuellement rajouter des spires pour satisfaire cette condition également.

Il y a quelques remarques additionnelles:
Le facteur de ton Bmax est superflu, c'est incorporé dans la formule.
D'autre part, le Bmax à utiliser n'est pas forcément Bsat (qui varie d'ailleurs en fonction de la T°), mais une induction qui:
-Reste sous la saturation dans toutes les circonstances imaginables
-N'occasionne pas trop de pertes compte tenu de la fréquence de fonctionnement (pertes en W/m³ dans la datasheet).

Or cette formule me donne un nombre de spires de 0.48... Donc impossible!

Absolument pas, on arrondit à l'entier supérieur, mais de toutes manières, comme dit plus haut, le tore chaufferait au rouge avec cette valeur.

j'ai pensé utiliser une autre méthode:

n*I= R* phi
avec phi= Bmax*S
et R= 1/(u0*ur)*longueur/section

avec pour le 3C90 59/31/22:
u0= 4pi*10^-7
ur=1950
longueur=139mm
Ae=368mm²
Bmax=350mT


En utilisant cette dernière, je trouve un nombre de spire de 13.
J'ai remarqué qu'en utilisant le même core, mais avec des dimensions inférieures, je trouve au maximum un nombre de spires au primaire égal à 20. Mais cela me semble un peu juste (saturation?)

Je pense que la formule donnée par mon prof n'est pas correcte (n1=Ueff/(4.44*Bmax*Score*f)) mais je ne vois pas trop où ça coince...

Il faut se baser sur l'Al de ta datasheet, c'est plus fiable.
Et il faut aussi que tu détermines l'inductance magnétisante minimale que ton montage peut tolérer. Avec ces données, il sera possible d'avancer.

[antolaps]

Re-bonjour, et merci pour vos réponses.

J'ai calculé le n1 en utlisant l'inductance magnétisante, inductance spécifique et en utilisant des formules de l'energie magnétique...

Je trouve 16 spires au primaire, ce qui me paraît potentiellemnt correct.


Cependant, je ne comprends pas pourquoi je ne trouve pas des résultats cohérents en utilisant la formule suivante n1=Ueff/(4.44*Bmax*Score*f)


Je pense que je vais laisser tomber ce calcul, et que j'essayerai de déterminer le nombre de spire au primaire expérimentalement (est-ce possible?)
faire l'hypothèse que 50 spires au primaire conviennent pour pouvoir avancer dans mes calculs... Cette valeur vous paraît-elle cohérente?


Merci de votre aide, j'avoue ramer à mort là...

bonne journée et encore merci

[Forhorse]

J'ai du loupé un truc là parce que je ne vois pas ou est le probleme.
Tu connais AL et tu connais la formule à appliquer.
Une fois que tu connais l'inductance necessaire au circuit, il suffit d'appliquer la formule pour trouver le nombre de spire.

[PA5CAL]

D'après les données que tu indiques, à 87kHz la limite B_max correspond à environ 50 V_eff par spire (transfo à vide).

Compte tenu du faible nombre de spire que cela représente, il est possible que le core que tu as choisi ne soit simplement pas adapté à ton application.

.

[Tropique]

Re-bonjour, et merci pour vos réponses.

J'ai calculé le n1 en utlisant l'inductance magnétisante, inductance spécifique et en utilisant des formules de l'energie magnétique...

Je trouve 16 spires au primaire, ce qui me paraît potentiellemnt correct.


Cependant, je ne comprends pas pourquoi je ne trouve pas des résultats cohérents en utilisant la formule suivante n1=Ueff/(4.44*Bmax*Score*f)

L'enroulement doit satisfaire à plusieurs critères. Il faudrait un coup de bol exceptionnel pour que ces critères convergent.
Comme ce n'est généralement pas le cas, on se base sur le plus restrictif, qui semble ici l'inductance.

Je pense que je vais laisser tomber ce calcul, et que j'essayerai de déterminer le nombre de spire au primaire expérimentalement (est-ce possible?)
faire l'hypothèse que 50 spires au primaire conviennent pour pouvoir avancer dans mes calculs... Cette valeur vous paraît-elle cohérente?

Les bidouilles, surtout quand on a tout les éléments en main pour faire un calcul correct, sont une mauvaise méthode.
Datasheets?
Circuit du transmetteur?

[PIXEL]

Circuit du transmetteur?

ce dernier point semble confidentiel défonce , après plusieurs demandes.

[antolaps]

Non, désolé, je n'avais pas compris le "synoptique" du projet.


Mais quelles infos voulez vous avoir par "circuit du transmetteur"?
Je n'ai aucun schéma à disposition...

[antolaps]

J'ai du loupé un truc là parce que je ne vois pas ou est le probleme.
Tu connais AL et tu connais la formule à appliquer.
Une fois que tu connais l'inductance nécessaire au circuit, il suffit d'appliquer la formule pour trouver le nombre de spire.

Et pour déterminer l'inductance nécessaire au circuit, ma méthode utilisant les énergie magnétique est-elle bonne, ou en existe-t-il une autre ?

formules utilisées:

W=0.5*B*H*Volume
ou W=0.5*B²/mu*Volume

et W=0.5*L*i²

Merci!

[PA5CAL]

Mais quelles infos voulez vous avoir par "circuit du transmetteur"?
Je n'ai aucun schéma à disposition...

C'est-à-dire qu'on parle dans le vide, là ?

PIXEL ne réclame pas ce schéma par simple curiosité.

Il n'est pas pertinent de chercher à déterminer les caractéristiques d'un composant si l'on ne connaît pas le circuit dans lequel il s'insère. Sinon ça s'appelle «mettre la charrue avant les boeufs».

[antolaps]

Voilà ce que j'ai à ma disposition pour le schéma:

[antolaps]

Avant de t'interésser à l'Al, la première chose à faire pour dimensionner le nombre de spires est de prendre en compte l'induction maxi du matériau choisi et la surface effective du noyau.
Cela te donnera le nbre mini, et ensuite tu fais tes calculs d'inductance, et si l'inductance magnétisante est trop faible, tu peux éventuellement rajouter des spires pour satisfaire cette condition également.
Mais pour des tensions "normales", la première partie est généralement suffisante.

Voià, donc à partir de l'induction maxi (que je connais) et de la surface effective, comment je détermine une valeur de L'inductance?

Merci d'avance.

[f6bes]

Voilà ce que j'ai à ma disposition pour le schéma:

Bjr à toi,
Et ça suppose "rayonner" qq chose en sortie (dipole ??) de ton tore !!
Ca va etre quoi les "deux bouts de fil libres" en sortie ??
Moi j'appelerais ça un transformateur d'impédance dit "balun" dans le jargon radio!

Ca "adapte" la sortie de ton oscillaeur 50 w .....à la charge de "l'antenne" .....antenne de spécification....inconnue ?
A+

[PIXEL]

spécif de l'antenne inconnue

spécifs de l'ampli inconnu ( classe B classe C ??)

bref , "on cause dans le vide" comme dit mon excellent collègue.

[Tropique]

Voià, donc à partir de l'induction maxi (que je connais) et de la surface effective, comment je détermine une valeur de L'inductance?

Merci d'avance.

A partir de ces deux données et de la tension, tu obtiens un nombre de spires (apparemment 0.48, si on se base sur tes calculs), ce qui te donne une certaine inductance.
A partir de là, soit tu es heureux avec cette inductance, auquel cas tu fais ton transfo, soit tu trouves que cette inductance est trop faible, auquel cas tu ajoutes des spires pour arriver à la bonne valeur, soit tu trouves qu'elle est trop élevée, parce que ton transfo fait partie d'un circuit accordé p.ex., auquel cas tu mets un entrefer.
Seul problème, ici avec un tore, l'entrefer n'est pas possible, donc il faut opter pour un tore plus petit ou mieux, pour un noyau permettant d'insérer et d'ajuster un entrefer: pot, U, E, EC, etc.

Actuellement, tu n'as pas fourni un schéma électronique réel permettant de décider de l'option à choisir, et tu n'as pas donné la datasheet du noyau que tu comptes utiliser.
Avec ces maigres données, il est impossible d'aller plus loin et donc de t'aider.