реклама на сайте
подробности

 
 
3 страниц V  < 1 2 3 >  
Reply to this topicStart new topic
> Скин-эффект
Bludger
сообщение Jul 26 2007, 15:51
Сообщение #16


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 768
Регистрация: 12-01-05
Из: Москва
Пользователь №: 1 904



Цитата(Stanislav @ Jul 26 2007, 19:36) *
Может, всё дело в конструктивных особенностях транса?
Ну, например, "толстая" многопроводная обмотка лучше охлаждается воздухом, а однопроводная отдаёт больше тепла в сердечник, что приводит к уменьшению потерь в нем.
Наверное, стоит измерять КПД всё время после включения, до наступления теплового равновесия.

Или у многопроводной потокосцепление с первичкой хуже, поэтому тепло выделяется где-то ещё.


На холодной та же картинка... И против влияния рассеяния на КПД меры приняты - это же Эктив Клэмп, и у него резонансный процесс переключения, я специально привел картинки напряжения на стоке - видно, что переключение происходит в одной и той же точке в обоих вариантах.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
wim
сообщение Jul 26 2007, 16:26
Сообщение #17


рядовой
******

Группа: Участник
Сообщений: 2 811
Регистрация: 21-08-06
Пользователь №: 19 713



Цитата(Bludger @ Jul 26 2007, 19:17) *
Хорошо бы разобраться в этом вопросе.. Просто уж больно с хорошей точностью совпадают потери - хотя, как мы знаем, это может быть чистым совпадением как обычно с наиболее гнусными последствиями smile.gif

Так в статье ж Диксона об этом сказано - скрутку нельзя рассматривать как набор параллельных проводников, соответственно, уравнения Дауэлла здесь неприменимы.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Bludger
сообщение Jul 26 2007, 18:02
Сообщение #18


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 768
Регистрация: 12-01-05
Из: Москва
Пользователь №: 1 904



Цитата(wim @ Jul 26 2007, 20:26) *
Так в статье ж Диксона об этом сказано - скрутку нельзя рассматривать как набор параллельных проводников, соответственно, уравнения Дауэлла здесь неприменимы.


Пожалуйста, ткните носом, не вижу sad.gif Вот что вижу:

Параллельное соединение обмоток можно
осуществлять лишь тогда, когда они распола-
гаются в одинаковом поле, среднем по их дли-
не:
* Можно запараллелить витки, расположен-
ные в одном слое – все они находятся в
одинаковом поле
* Применение лицендрата – плетеного или
скрученного провода – очень хороший спо-
соб (см. приложение 1)
*Части обмоток в различных секциях, если
они расположены в поле примерно одной
интенсивности, так же можно включать в
параллель. Например, могут быть запарал-
лелены две 4 – витковые секции на рисунке
11, поскольку поле должно оставаться рав-
номерно распределенным между обеими
секциями. Вторичная обмотка на том же
рисунке тоже может быть разбита на две
параллельно включенные секции.

Надо будет не полениться потрахаться и свить то же сечение из провода 0,2 smile.gif Интуитивно чуствую, что Вы прады, но хотелось бы определенности smile.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
wim
сообщение Jul 26 2007, 19:38
Сообщение #19


рядовой
******

Группа: Участник
Сообщений: 2 811
Регистрация: 21-08-06
Пользователь №: 19 713



Цитата(Bludger @ Jul 26 2007, 22:02) *
Пожалуйста, ткните носом, не вижу sad.gif Вот что вижу:

Параллельное соединение обмоток можно
осуществлять лишь тогда, когда они распола-
гаются в одинаковом поле, среднем по их дли-
не:
* Можно запараллелить витки, расположен-
ные в одном слое – все они находятся в
одинаковом поле
* Применение лицендрата – плетеного или
скрученного провода – очень хороший спо-
соб (см. приложение 1)
*Части обмоток в различных секциях, если
они расположены в поле примерно одной
интенсивности, так же можно включать в
параллель. Например, могут быть запарал-
лелены две 4 – витковые секции на рисунке
11, поскольку поле должно оставаться рав-
номерно распределенным между обеими
секциями. Вторичная обмотка на том же
рисунке тоже может быть разбита на две
параллельно включенные секции.


Так - вот это оно и есть (плюс процитированный ранее отрывок). В соседних витках не возникает токов из-за эффекта близости, если они находятся в одном поле.
Это выполняется при рядовой намотке (п. 1) - поля всех витков направлены параллельно.
Это не выполняется в скрутке, поскольку направление поля постоянно меняется на каждом витке скрутки.
Это почему-то выполняется для литцендрата (п. 2), думаю, ключевые слова здесь "fine wires" и "in such a manner".

Цитата(Bludger @ Jul 26 2007, 22:02) *
Надо будет не полениться потрахаться и свить то же сечение из провода 0,2 smile.gif Интуитивно чуствую, что Вы прады, но хотелось бы определенности smile.gif


Я думаю, 0,2 - это много, на уровне всё той же неопределённости. Собственно, глубина скин-слоя - это ведь некая условность - напряженность поля уменьшается в "e" раз. А "e" - это много или мало? Лучше уж заказать в ELFЕ 200 грамм литцендрата. Дороговато, конечно, но наука требует жертв smile.gif

Сообщение отредактировал wim - Jul 26 2007, 19:41
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tanya
сообщение Jul 27 2007, 05:43
Сообщение #20


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(Bludger @ Jul 26 2007, 13:00) *
Господа, а кто-нибудь проверял соответствие теоретических положений науки о потерях на вихревые токи практике? Что то у меня упорно получаются любопытные результаты - в синхронном баке я таких потерь не увидел вообще (ну, там они по жизни малы, и списал на точность измерений), а вот тут попробовал отловить их в эктив клэмп форварде, и тоже не увидел, хоть и должны быть заметны невооруженным глазом по науке то....

Отчетик: http://bludger.narod.ru/smps/EddyCurrentReport.pdf

Есть идеи где что не так?

Точности осциллоскопических измерений недостаточно + ошибки на фронтах. Попробуйте просто измерять скорость нагрева. Трансформаторы оберните... ватой... или чем-то вроде.... Лучше в стакан из пенопласта поочередно. Подсказка - медная обмотка - хороший термометр.
P.S. Имеются ошибки в английском...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Bludger
сообщение Jul 27 2007, 06:52
Сообщение #21


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 768
Регистрация: 12-01-05
Из: Москва
Пользователь №: 1 904



Цитата(Tanya @ Jul 27 2007, 09:43) *
Точности осциллоскопических измерений недостаточно + ошибки на фронтах. Попробуйте просто измерять скорость нагрева. Трансформаторы оберните... ватой... или чем-то вроде.... Лучше в стакан из пенопласта поочередно. Подсказка - медная обмотка - хороший термометр.
P.S. Имеются ошибки в английском...


C температурой там глушняк - на мощном медном полигоне сидит и обмотка, и ключи выпрямителя, т.е. обмотка работает а-ля радиатор для ключей smile.gif Разносить не хочется - токи скачут немаленькие и быстро.
По фронтам - там энергия переключения важна, но плюс-минус 50В - это не существенно, сотня милливатт от силы.
Ошибки в английском - не претендую, к сожалению, на флюент то...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tanya
сообщение Jul 27 2007, 07:22
Сообщение #22


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(Bludger @ Jul 27 2007, 10:52) *
C температурой там глушняк - на мощном медном полигоне сидит и обмотка, и ключи выпрямителя, т.е. обмотка работает а-ля радиатор для ключей smile.gif Разносить не хочется - токи скачут немаленькие и быстро.
По фронтам - там энергия переключения важна, но плюс-минус 50В - это не существенно, сотня милливатт от силы.
Ошибки в английском - не претендую, к сожалению, на флюент то...

Вот все вместе и засовывайте в термостат... А про фронты... Вы ведь ток на напряжение умножать должны (?), а они с крутыми фронтами... Иными словами, небольшой временной сдвиг - и плакали высокочастотные компоненты... Да и разрядность...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Bludger
сообщение Jul 27 2007, 07:37
Сообщение #23


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 768
Регистрация: 12-01-05
Из: Москва
Пользователь №: 1 904



Цитата(Tanya @ Jul 27 2007, 11:22) *
Вот все вместе и засовывайте в термостат... А про фронты... Вы ведь ток на напряжение умножать должны (?), а они с крутыми фронтами... Иными словами, небольшой временной сдвиг - и плакали высокочастотные компоненты... Да и разрядность...


Все вместе в термостат - проще померять разницу в потребляемой и отдаваемой мощности smile.gif)
А про фронт - у нас до уровня примерно в 200В энергия не тратится, а ниже - динамика, т.е. ток на напряжение напополам плюс емкостная составляющая. Уровень в 200В одинаков, и он определяется паразитной емкостью свитчин ноуда и индуктивностью рассеяния. Соответственно, можно считать, что оба этих паразитных элемента сохранились на прежнем уровне - собственно, этого следовало и ожидать, конфигурация то обмоток очень похожа...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Alex255
сообщение Jul 27 2007, 11:41
Сообщение #24


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 450
Регистрация: 21-12-06
Пользователь №: 23 757



Цитата(wim @ Jul 26 2007, 13:37) *
Исследовал оные потери в двухобмоточном дросселе - таки есть скин-эффект. То, что "по науке", моделировал в PSpice, потом таблицу гармоник из выходного файла вставлял в Excel, считал потери по каждой и суммировал. Если интересно, могу сбросить куда-нить результаты

А на каких частотах? и какой диаметр обмотки?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Bludger
сообщение Jul 27 2007, 13:02
Сообщение #25


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 768
Регистрация: 12-01-05
Из: Москва
Пользователь №: 1 904



Продолжаем игры smile.gif Нашел в загашнике фольгу медную, толщиной 30мкм. Посчитал что надо для получения того же самого сопротивления. В итоге - нарезал ленту шириной 15мм, сложил в пять слоев, т.е. эквивалентная толщина 0,15мм - почти вдвое меньше глубины проникновения на 100кГц.
Измеренное сопротивление постоянному току то же самое с хорошей точностью - 1,82mOhm.
При тех же условиях КПД 89,64%, т.е. на 0,11% меньше, чем в предыдущих вариантах. Но - из-за увеличившейся паразитной емкости немного (на 30В) увеличилось напряжение переключения. Расчет показывает, что из-за увеличенной энергии переключения КПД должен уменьшиться именно на такое значение.
Но - из-за исчезновения скин-эффекта КПД должен был возрасти на 0,4% как минимум...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Stanislav
сообщение Jul 27 2007, 16:08
Сообщение #26


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987



Цитата(Bludger @ Jul 26 2007, 19:51) *
На холодной та же картинка... И против влияния рассеяния на КПД меры приняты - это же Эктив Клэмп, и у него резонансный процесс переключения, я специально привел картинки напряжения на стоке - видно, что переключение происходит в одной и той же точке в обоих вариантах.
Сомневаюсь, что на осциллке можно чётко различить диаграммы напряжений и токов в ИБП для разницы в 300 мВт при выходной мощности в 45 Вт...
Хотя, если присмотреться, видно различие задних фронтов импульсов. Левый верхний, например, заканчивается позже правого верхнего, а левый нижний - позже правого нижнего. Нулевые уровни, кстати, тоже различаются.
Ещё один момент: входное напряжение ключа меняется во времени (пульсации на кондёре, нестабильность сети).
Так что судить по осциллограммам я бы всё же не стал. Нужен более точный измерительный прибор.
Ещё я бы посоветовал снизить выходную мощность ИБП в несколько раз, чтобы относительный вклад скин-эффекта в потери был более весомым.

ЗЫ. А, кстати, каким образом Вы измеряете входную мощность? И что используется в качестве источника напряжения 299В?

Цитата(wim @ Jul 26 2007, 20:26) *
Так в статье ж Диксона об этом сказано - скрутку нельзя рассматривать как набор параллельных проводников, соответственно, уравнения Дауэлла здесь неприменимы.
всё равно различие быть должно - площадь поверхности-то больше...
Думаю, собака очень даже могла порыться в методике измерения...


--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Bludger
сообщение Jul 27 2007, 17:21
Сообщение #27


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 768
Регистрация: 12-01-05
Из: Москва
Пользователь №: 1 904



Цитата
А, кстати, каким образом Вы измеряете входную мощность? И что используется в качестве источника напряжения 299В?


Питаемся от старого доброго Б5-50, меряем ток и напряжение (одновременно). Вообще, все четыре параметра измеряются одновременно.

А точного измерения по осциллограммам и не производится. Мы контролируем напряжение включения силового транзистора - а небольшие его изменения, причем намного превосходящие точность осциллоскопа, оказывают относительно небольшое влияние на КПД. Причем опять же - в варианте с фольгой - у нас увеличилась паразитная емкость, и подросло напряжение включения. Расчет показывает что это должно отразиться на входном токе как +0,5мА - ну его и получаем.
Проблема в том, что каждое изменение в схеме приводит именно к тем изменениям, что и ожидается - нет никаких непонятных эффектов, и все измерения с хорошей точностью повторяются из раза в раз. Сопротивление обмотки тоже меряю честно - транс впаян в плату, через вторичку прогоняется хороший ток, и меряется напряжение непосредственно на точке запайки обмотки в плату.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
wim
сообщение Jul 28 2007, 05:49
Сообщение #28


рядовой
******

Группа: Участник
Сообщений: 2 811
Регистрация: 21-08-06
Пользователь №: 19 713



Цитата(Bludger @ Jul 27 2007, 17:02) *
Продолжаем игры smile.gif Нашел в загашнике фольгу медную, толщиной 30мкм. Посчитал что надо для получения того же самого сопротивления. В итоге - нарезал ленту шириной 15мм, сложил в пять слоев, т.е. эквивалентная толщина 0,15мм - почти вдвое меньше глубины проникновения на 100кГц.
Измеренное сопротивление постоянному току то же самое с хорошей точностью - 1,82mOhm.
При тех же условиях КПД 89,64%, т.е. на 0,11% меньше, чем в предыдущих вариантах. Но - из-за увеличившейся паразитной емкости немного (на 30В) увеличилось напряжение переключения. Расчет показывает, что из-за увеличенной энергии переключения КПД должен уменьшиться именно на такое значение.
Но - из-за исчезновения скин-эффекта КПД должен был возрасти на 0,4% как минимум...

При расчете надо учитывать влияние высших гармоник. Я вот скопировал две картинки отсюда
http://ece-www.colorado.edu/~pwrelect/book.../Ch13slides.pdf
На с. 66 показан график нормированных потерь по отошению к случаю, когда "фи" (отношение толщины эквивалентной фольги к глубине скин-слоя) равно 1. Это - для синусоидальной формы тока. Видно, что начиная с некоторого значения, увеличение диаметра "толстого" провода не приводит к росту потерь, поскольку увеличение Rac/Rdc компенсируется уменьшением Rdc.
Для несинусоидальной формы тока из этого графика можно сделать вывод, что вклад высших гармоник в потери в "толстом" проводнике незначителен. Для "тонкого" проводника (фольги) ситуация другая - с ростом частоты глубина скин-слоя уменьшается и для этих частот он становится "толстым", что иллюстрирует график на с. 79.
Т.е., рост потерь из-за несинусоидальной формы тока в фольге может быть сопоставим с разницей в потерях между "толстым" проводом и фольгой
Прикрепленные файлы
Прикрепленный файл  66_79.zip ( 20.49 килобайт ) Кол-во скачиваний: 84
 
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Bludger
сообщение Jul 28 2007, 07:09
Сообщение #29


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 768
Регистрация: 12-01-05
Из: Москва
Пользователь №: 1 904



Цитата(wim @ Jul 28 2007, 09:49) *
При расчете надо учитывать влияние высших гармоник. Я вот скопировал две картинки отсюда
http://ece-www.colorado.edu/~pwrelect/book.../Ch13slides.pdf
На с. 66 показан график нормированных потерь по отошению к случаю, когда "фи" (отношение толщины эквивалентной фольги к глубине скин-слоя) равно 1. Это - для синусоидальной формы тока. Видно, что начиная с некоторого значения, увеличение диаметра "толстого" провода не приводит к росту потерь, поскольку увеличение Rac/Rdc компенсируется уменьшением Rdc.
Для несинусоидальной формы тока из этого графика можно сделать вывод, что вклад высших гармоник в потери в "толстом" проводнике незначителен. Для "тонкого" проводника (фольги) ситуация другая - с ростом частоты глубина скин-слоя уменьшается и для этих частот он становится "толстым", что иллюстрирует график на с. 79.
Т.е., рост потерь из-за несинусоидальной формы тока в фольге может быть сопоставим с разницей в потерях между "толстым" проводом и фольгой


Не въехал по рис. на стр.66 - они приводят график для фи=1 - а что они по оси Х то откладывают?
Вообще - графики на страницах 78-80 просто очаровательны. Или я не так их понимаю, или при прямоугольном токе при увеличении диаметра провода свыше фи>2.5 не происходит возрастания потерь на вихревые токи, и при увеличении кол-ва слоев тож. Также, эффективность жирного провода (фи>2.5) лишь немногим меньше кучи тонких, и самые неудачные диаметры проводов лежат в где то в районе 0.5<фи<2
Правильно я понимаю это дело?

Поправка - неправильно понимаю. Это графики только для высших гармоник, они множатся еще на основную составляющую. То есть с фольгой с ее фи=0,5 (примерно) и четырьмя слоями опять получаем Rac/Rdc около 4...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
wim
сообщение Jul 28 2007, 10:57
Сообщение #30


рядовой
******

Группа: Участник
Сообщений: 2 811
Регистрация: 21-08-06
Пользователь №: 19 713



Цитата(Bludger @ Jul 28 2007, 11:09) *
Не въехал по рис. на стр.66 - они приводят график для фи=1 - а что они по оси Х то откладывают?

На стр. 66 по оси X откладывают "фи", разница в том, что по Y откладывают потери не абсолютные, а относительно потерь для "фи"=1. Графики, как видите, крутятся вокруг точки 1, 1

Цитата(Bludger @ Jul 28 2007, 11:09) *
Вообще - графики на страницах 78-80 просто очаровательны. Или я не так их понимаю, или при прямоугольном токе при увеличении диаметра провода свыше фи>2.5 не происходит возрастания потерь на вихревые токи, и при увеличении кол-ва слоев тож. Также, эффективность жирного провода (фи>2.5) лишь немногим меньше кучи тонких, и самые неудачные диаметры проводов лежат в где то в районе 0.5<фи<2
Правильно я понимаю это дело?

Поправка - неправильно понимаю. Это графики только для высших гармоник, они множатся еще на основную составляющую. То есть с фольгой с ее фи=0,5 (примерно) и четырьмя слоями опять получаем Rac/Rdc около 4...

На этих графиках Эриксон привёл в качестве примера трансформатор с одинаковым числом витков первичной и вторичной обмоток. Такая конфигурация позволяет легко варьировать число слоев, картина распределения поля при этом не меняется.
Не, просто так "помножить" не получится ... Если считать "по науке" какой-нить реальный трансформатор, то надо учесть:
1) Распределение поля в каждом слое, т.е. считать потери для каждого слоя обмотки, а затем их суммировать. В данном случае (для фольги) - для m=1, 2, 3, 4.
2) Спектральные составляющие. В данном случае форма тока не прямоугольная, а, я бы сказал, суперпозиция прямоугольника и треугольника плюс ещё переходные процессы на фронтах
3) Если обмотка намотана обычным проводом не виток-к-витку, а с зазором между витками, то для неё толщина эквивалентной фольги будет меньше, соответственно и "фи" изменится.

Вообще, у Эриксона это подробно разжевано, можно скачать книжку здесь
http://lord-n.narod.ru/walla.html
Go to the top of the page
 
+Quote Post

3 страниц V  < 1 2 3 >
Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 24th August 2025 - 16:25
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.0151 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016