|
|
  |
Оптимизация трансформатора |
|
|
|
Nov 5 2011, 22:33
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 988
Регистрация: 3-11-10
Пользователь №: 60 636

|
Цитата(Microwatt @ Nov 5 2011, 14:29)  Лента - отдельный разговор. Там межвитковая емкость доставляет проблемы. Выше мы, как понимаю, межобмоточную обсуждали. У намотки проводом тоже есть емкость - например, можно считать суммарную макроскопическую емкость частей обмотки, на сердечник или другую обмотку (т.е. в качестве обкладки конденсатора сразу много витков) Цитата(Microwatt @ Nov 5 2011, 14:29)  Короче, природа очень не любит, когда ее надурить пробуют  Как ни крути - потери будут. О том и речь  Индуктивность рассеяния мала, если тонкая изоляция - но тогда растет емкость. Вы говорите, что с проблемами от емкости не сталкивались - но ведь это вопрос напряжения, так ведь? В низковольтных приложениях (ну типа до 100В) просто конструктивно не получится достичь таких параметров намотки, где емкость начнет доминировать. А когда дело идет к киловольту - емкость совершенно принципиальна. Такое интересное замечание: при прочих равных параметрах индуктивность рассеяния меньше у транса больших размеров (примерно обратно пропорционально размерам). Если емкость не беспокоит - можно увеличивать размер.
|
|
|
|
|
Nov 6 2011, 14:43
|
Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 068
Регистрация: 14-01-08
Из: Винница
Пользователь №: 34 083

|
Я не использовал программ дла оптимизации трансов. Вручную делал. В общем насчет вихревых токов/эффекта близости/скин-эффекта. Это все однородные эффекты, от переменного магнитного поля своего и второй обмотки, пронизывающего проводники. Чем больше толщина слоя намотки, и длина витка, тем больше обьем поля. Чем больше витков в слое, и чем Уже обмотка - тем больше индукция поля рассеяния(линейно). А нагрев - по квадрату (индукции*частоту). Чем больше толщина проводника(проволочки), тем бОльшие потери это поле дает в нем(типа по квадрату толщины). Чем сильнее перемешаете первичную и вторичную обмотки, тем меньше потерь на эти вихревые токи. Чем тоньше проводник, тем более высокочастотные составляющие начинают его греть. Есть(вроде) нечто вроде частотного порога, выше которого проводник определенной толщины заметно греется. И еще. У меня когда-то был макет, с довольно медленным высоковольтным диодом в выпряимтеле. При его восстановлении в первичной обмотке был выброс тока 0,2-0,5 мкс амплитудой в 2-3 импульса. Так этот выброс давал увеличение вихревого нагрева раза в 2, наверное. Дешевле выброс убрать. Один мой знакомый ставил как раз в косой мост насыщающийся дроссель. Правда, диоды у него были быстрые, вольт до 200(28 нс). Так выброса почти не было. Порядка процента. При 60 кГц он использовал жгут 1 мм проводов на ЕЕ42, и только 2 слоя намотки - вторичная и первичная. Меж ними несколько слоев термостойкого скотча из Шостки. 1. Чем лучше перемешать обмотки, тем вихревых потерь меньше. 2. Чем тоньше провод, тем вихревых потерь меньше. До некоторого порога. Можно попробовать 0,1-0,2 мм. Чистить долго. Если Ш-обр. сердечник, и витков немного - медная жесть рулит. Только достать надо. У меня как-то был транс 3 кВт на ЕЕ65 из жести 0,177 мм. Вторичная-первичная-вторичная. Так он без обдува работал на 25-30 кГц, и не очень грелся. Вроде на 40 град перегрева. И мотать легче. Изоляция меж витками - лентой. Для ленивых - скотчем, наклеить на 1 сторону. Желательно термостойким. Я такое даже в 1 кВт буржуйском трансе на 50 Гц видел. Заполнение непревзойденное. 3. Жгут со слабой скруткой лучше косички или густой скрутки или литцендрата. У него заполнение почти предельное. И вообще он удобнее. Токо чтоб жилки держались вместе. Оборотов 10 на всю обмотку. А бывает, вообще нескрученным жгутом мотают. Параллельная намотка несколькими жгутами тоже рулит. Для хорошей укладки обмоток в слой. 4. На кольце вихревых потерь меньше - длина магнитной линии поля рассеяния больше, цем на Ш-обр. сердечнике. А виток короче. Это да. Но как Вы используете кольца в косом мосте - размагничиваться им как? Зазор делаете?Правда, я видел модель косого моста от Гиратора, в которой регенеретивный снаббер перемагничивал феррит без зазора даже немного в минус. Понравилось. У Вас такое есть? Однако там при пуске надо постепенно увеличивать ширину импульса. Потери можно оценить без прогрева. Измерить индуктивность рассеяния и ее добротность на характерных частотах - 1,2,3 гармониках частоты преобразования. Можно и на более высоких. Потом умножить квадрат тока гармоники на сопротивление обмотки для нее. Мерить - первичную при замкнутой вторичной.
Еще есть вопрос в технологичности. Выложить проводочки можно хорошо, или сделать жгут из 0,1 мм провода. Но труда много. Если настолько надо - то можно.
Температуры особо бояться не след. Силовые ферриты Епкоса имеют при 100 град. потери раза в 2 меньше, чем при 25 град. Провода и изоляционные пленки вроде держат до 150-170 град, а кратковременно 200. Настолько я бы не грел, но 100 град. макс. допустил бы.
Сообщение отредактировал Burner - Nov 6 2011, 14:55
|
|
|
|
|
Nov 6 2011, 15:26
|
Гуру
     
Группа: Почетный участник
Сообщений: 6 851
Регистрация: 25-08-08
Из: Запорожье
Пользователь №: 39 802

|
Цитата(Burner @ Nov 6 2011, 17:43)  4. На кольце вихревых потерь меньше - длина магнитной линии поля рассеяния больше, цем на Ш-обр. сердечнике. А виток короче. Это да. Но как Вы используете кольца в косом мосте - размагничиваться им как? Зазор делаете?Правда, я видел модель косого моста от Гиратора, в которой регенеретивный снаббер перемагничивал феррит без зазора даже немного в минус. Понравилось. У Вас такое есть? Однако там при пуске надо постепенно увеличивать ширину импульса. Вот в исламе есть сунниты и шииты. И те, и те правоверные. Так и с зазором в прямоходах. Я к той конфессии, что зазор ни к чему. В однотранзисторонм прямоходе с резонансным перемагничиванием прекрасно работают колечки и четырехквадрантная петля. Сердечник перемагничивается по полному циклу, не односторонне, как принято считать в прямоходе. Правда, на ключе выброс не до 2 питаний, а где-то до 2.5, колокольчатый. Это приемлемо в низковольтных DC-DC (вообще без чего-либо для размагничивания или небольшая емкость параллельно ключу). Даже при размагничивании RCD-снаббером можно прекрасно обойтись без зазора, уменьшается ток намагничивания и витков меньше мотать при той же индуктивности первички. По крайней мере, у меня 200-ваттник на Е40 прекрасно работает. Это, конечно, не кольцо, но магнитопровод собран без зазора. Мотали и на колечке 30мм, но из соображений унификации дроссель и трансформатор на одинаковых магнитопроводах в серии. Да и с изоляцией в ЕЕ - много проще, чем с кольцом. Коллега (это мой , местный, не из присутствующих на форуме) исповедует зазор. Там косой мост и 0.5-5кВт. Лишние витки в трансформаторе, потери в меди. но нет боязни насыщения. Обсуждали с ним не раз и пришли к выводу, что оба подхода имеют право жить
|
|
|
|
|
Nov 6 2011, 16:33
|
Частый гость
 
Группа: Участник
Сообщений: 91
Регистрация: 14-10-11
Пользователь №: 67 741

|
Цитата(Burner @ Nov 6 2011, 18:43)  .....я видел модель косого моста от Гиратора, в которой регенеретивный снаббер перемагничивал феррит без зазора даже немного в минус......Однако там при пуске надо постепенно увеличивать ширину импульса. В однотактном мостике Гиратора, не к ночи будь он помянут, нет нужды в мягком пуске и прочих примочках, поскольку цепь ОС по току намагничивания всё делает самостоятельно. Что касаемо "несколько в минус", то индукция может быть и несколько в плюс, и симметрично-четырёхквадрантно, и полностью в минус, в зависимости от условий на входе-выходе и умения разработчика грамотно выбрать оптимально соответствующий данной топологии демпфер-рекуператор и "корректно-ласково" контролировать ток намагничивания.
Кстати, уважаемый резонансный конфессионер может подать аналогичный скачёк напряжения на свой однотакт и посмотреть при этом на выходной параметр изделия. А будет на то его добрая воля, то коллега Микроватт может и поделится опытом резонансного перемагничивания с коллегами, подобно тому, как это сделал злопастный Гиратор.
Сообщение отредактировал valvol - Nov 6 2011, 16:38
|
|
|
|
|
Dec 15 2011, 13:58
|
Гуру
     
Группа: Почетный участник
Сообщений: 6 851
Регистрация: 25-08-08
Из: Запорожье
Пользователь №: 39 802

|
Чередуют обмотки для снижения индуктивности рассеивания, не для снижения эффекта близости. Эффект близости можно уменьшить только уменьшив, извините за тавтологию, близость. Скажем, намотав лентой обмотку через толстую прокладку, чтобы ототдвинуть витки друг от друга. Этот эффект сродни скин-эффекту. только в круглом проводнике электроны вытесняются из центра к поверхности провода самим током в проводе а в ленте от ее середины - к краям. Это делает магнитное поле соседних витков. Причем, тем сильнее, чем больше витков (квадратично). Вроде, более 5 витков мотать лентой невыгодно. Средние витки будут греться из-за малого эквивалентного сечения ленты, как со скин-эффектом. Ведь в перпендикулярном сечении пакет витков - толстый прямоугольный провод. Чем пакет толще, тем больше выжимаются электроны к краям этого прямоугольника. Можно еще ленту разрезать посередине. Тогда вытесняться будет не к двум, а к четырем краям. Но в перспективе, нарезая ленту все более узкой лапшой, так мы придем к тому же литцендрату. Короче, природа просто ненавидит идеальные конструкции!
|
|
|
|
|
Dec 15 2011, 15:05
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 101
Регистрация: 22-08-07
Пользователь №: 29 977

|
Цитата(Microwatt @ Dec 15 2011, 17:58)  Чередуют обмотки для снижения индуктивности рассеивания, не для снижения эффекта близости. Эффект близости можно уменьшить только уменьшив, извините за тавтологию, близость. Скажем, намотав лентой обмотку через толстую прокладку, чтобы ототдвинуть витки друг от друга. ... Я с вами не согласен. Есть хорошая статья Рэя Ридли называется "Потери в обмотках вследствие эффекта близости". Оттуда цитирую абзац: Цитата В недорогих изделиях мы вынуждены выполнять намотку первичной и вторичной обмоток отдельно из за требований к изоляции и нехватки места для изоляции каждого слоя. Однако в идеальном трансформаторе слои первичной и вторичной обмоток должны чередоваться для уменьшения напряжённости полей и минимизации потерь вследствие эффекта близости... Если по простому объяснять, то поля I и II обмоток взаимовычитаются, что соответственно и приводит к уменьшению вытеснения тока.
|
|
|
|
|
Dec 16 2011, 13:38
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 714
Регистрация: 31-08-09
Из: Харьков
Пользователь №: 52 114

|
Цитата При этом получается что вышесказанное справедливо только для прямоходовых схем. Не совсем так. При чередовании обмоток эффект близости ослабляется в любом случае (чисто из-за пространственного разнесения). Просто в прямоходе выигрыш больше. Во вложении мануал - букв много и все английские, но хорошо расписана теория - где-то с 107 страницы описывается чередование обмоток.
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|