Отверстие в сердечнике трансформатора, для контроля тока намагничивания Опции

[Vokchap]

Тема отделена от исходной.

gyrator
Есть ли какая-либо по-подробнее информация по КЗ-витку для выделения тока намагничивания. Почему дырка должна быть именно радиальной? Как быть с тем, что при определённых условиях в виток может уходить приличная мощность... А чем Вы сверлите отверстия и как близко к краю его можно сделать?
Спасибо.

[gyrator]

gyrator
Есть ли какая-либо по-подробнее информация по КЗ-витку для выделения тока намагничивания. Почему дырка должна быть именно радиальной? Как быть с тем, что при определённых условиях в виток может уходить приличная мощность... А чем Вы сверлите отверстия и как близко к краю его можно сделать?
Спасибо.

-При выборе сечения провода витка и проводов идущих на транс. тока следует руководствоваться
тем. что ток в витке в Wпервички раз больше тока ХХ.
-Сверлю твердосплавным сверлом от станка, мультифор, для заводскоко сверления дырок в печатных платах из стеклотекстолита или стомат. бором с алмазным напылением. Процесс происходит в ванночке с водой. Отверстие сверлю на расстоянии 1,5-2мм от края кольца.
-Радиальное расположение обусловлено тем, что насыщение колечка происходит радиальными слоями
и чтобы успеть поймать и обработать сигнал, виток должен охватывать все слои.

[AML]

To gyrator:
А если контролировать собствено магнитное состояние сердечника на предмет насышения (магнитную проницаемость) по типу того, как это делается в магнитных усилителях? Т.е. расположить виток (или несколько) не поперек, а вдоль основного потока? Тогда получим катушку индуктивности, магнитная проницаемость сердечника которой управлется, грубо говоря, степенью насыщенности сердечника.
Если сердечник не насыщен, то при подаче импульса напряжения на такую катушку, ток в ней будет меняться линейно. Чем ближе рабочая точка к насыщению, тем ниже магнитная проницаемость материала и быстрее растет ток. При насыщении ток резко возрастает. Останется только задать порог и закрывать транзистор по его достижению (предположим, у границы насыщения) Виток, естественно, расположить у внутреннего края кольца, поскольку насыщение начнется оттуда (длина средней линии самая маленькая).
В этом случае и без трансформатора тока обойтись можно.

[Прохожий]

To gyrator:
А если контролировать собствено магнитное состояние сердечника на предмет насышения (магнитную проницаемость) по типу того, как это делается в магнитных усилителях? Т.е. расположить виток (или несколько) не поперек, а вдоль основного потока? Тогда получим катушку индуктивности, магнитная проницаемость сердечника которой управлется, грубо говоря, степенью насыщенности сердечника.
Если сердечник не насыщен, то при подаче импульса напряжения на такую катушку, ток в ней будет меняться линейно. Чем ближе рабочая точка к насыщению, тем ниже магнитная проницаемость материала и быстрее растет ток. При насыщении ток резко возрастает. Останется только задать порог и закрывать транзистор по его достижению (предположим, у границы насыщения) Виток, естественно, расположить у внутреннего края кольца, поскольку насыщение начнется оттуда (длина средней линии самая маленькая).
В этом случае и без трансформатора тока обойтись можно.

Простите, что вклиниваюсь.
Но по моему мнению, это только для игрушек. Ну кто Вам за дешево в реале сердечник сверлить будет, тем более, если он из N87 или N97? Проше, по-моему, взять сердечник сечением побольше, да и намотать проволоки с учетом всех факторов, приводящих к насыщению.

Сообщение отредактировал Прохожий - Oct 8 2007, 15:46

[AML]

по-моему, взять сердечник сечением побольше, да и намотать проволоки с учетом всех факторов, приводящих к насыщению.

Если есть постоянная составляющая наряжения перемагничивания, то сердечник насытится при сколь угодно большом сечении. А в переходных режимах вообще много "интесного" происходить может. Поэтому задача симметрирования или контроля за насыщением, увы, актуальна.
Увеличением сечения можно застраховаться только от насыщения, вызванного постоянной составляющей тока.

[Прохожий]

Если есть постоянная составляющая наряжения перемагничивания, то сердечник насытится при сколь угодно большом сечении. А в переходных режимах вообще много "интесного" происходить может. Поэтому задача симметрирования или контроля за насыщением, увы, актуальна.
Увеличением сечения можно застраховаться только от насыщения, вызванного постоянной составляющей тока.

Дык, эти проблемы давно решены в "косых полумостах" с фиксированным максимальным коэффициентом заполнения. Постоянная составляющая потока через транс однозначно ограничивается на безопасном уровне для максимально допустимого входного постоянного напряжения. Все остальное, кроме гемора, ничего не даст. Тем более, что дырка в сердечнике и доп транс + схема измерения для него -> однозначное снижение надежности. Любой технолог будет не в восторге от этой дыры в N87. И еще большой вопрос чем и как сверлить, чтобы материал не сильно "испортился" в зоне сверления и недалеко...

[Vokchap]

По поводу КЗ витка через отверстие. Пока еще не до конца понял, почему он не работает как обычная нагрузка для трансформатора. На первый взгляд, ток в КЗ витке должен нарасти до величины, при которой падение напряжения на его активном сопротивлении уравновесится наводимой ЭДС. А это получается немалый ток, особенно при толстеньком проводке... Или тут внесенное трансформатором тока сопротивление в контур витка все определяет? Коэффициент трансформации для КЗ витка на "просверленном", как я понял, определится как отношение первичных и вторичных витков, делённое на отношение охваченной витком площади и площади сечения магнитопровода? Т.е. koef=(w1/w2)/(s1/s2). Или это не так?
Спасибо.

[gyrator]

В этом случае и без трансформатора тока обойтись можно.

Транс тока есть в любом серьезном ИВЭП.
Добавление в этот транс доп. витка и сверление дырки в сердечнике, ИМХО, не приводят к столь уж большим затратам, зато в результате этих ничтожных затрат получаем новое качество. Что касается выполнения самого отверстия, то сверлиться элементарно, а если делать это отверстие при "выпекании" ферритовых сердечников, то проблемы нет совсем. Зато производители ферритов могут заработать денежку за счет доп. функциональных возможностей изделия. Кстати, отверстие легко моделируется в симуляторе Micro-Cap, популяризации которого Вы отдали столько сил, и за это Вам большое спасибо.

Дык, эти проблемы давно решены в "косых полумостах" с фиксированным максимальным коэффициентом заполнения. Постоянная составляющая потока через транс однозначно ограничивается на безопасном уровне для максимально допустимого входного постоянного напряжения. Все остальное, кроме гемора, ничего не даст. Тем более, что дырка в сердечнике и доп транс + схема измерения для него -> однозначное снижение надежности. Любой технолог будет не в восторге от этой дыры в N87. И еще большой вопрос чем и как сверлить, чтобы материал не сильно "испортился" в зоне сверления и недалеко...

Появление кривенького мостика и явилось параметрическим способом решения проблемы подмагничивания. Однако, думаю Вы прекрасно понимаете все недостатки и ограничения однотактной топологии. Никакого доп. транса и схемы измерения не требуется. Просто виток из дырки пропускается в имеющийся, в большинстве ИВЭП с CM управлением, штатный Т.Т. и на выходе получается сумма сигналов тока нагрузки и тока намагничивания. Если асимметрии нет, то ток намагничивания практически не влияет на работу, но при появлении асимметрии происходит ограничение длительности соответствующего такта. Вот и все. А господа технологи даже разработали техпроцесс сверления при серийном производстве и всё замечательно сверлилось.
Только было это в прошлом веке.

[Прохожий]

Появление кривенького мостика и явилось параметрическим способом решения проблемы подмагничивания. Однако, думаю Вы прекрасно понимаете все недостатки и ограничения однотактной топологии. Никакого доп. транса и схемы измерения не требуется. Просто виток из дырки пропускается в имеющийся, в большинстве ИВЭП с CM управлением, штатный Т.Т. и на выходе получается сумма сигналов тока нагрузки и тока намагничивания. Если асимметрии нет, то ток намагничивания практически не влияет на работу, но при появлении асимметрии происходит ограничение длительности соответствующего такта. Вот и все. А господа технологи даже разработали техпроцесс сверления при серийном производстве и всё замечательно сверлилось.
Только было это в прошлом веке.

Давайте так, косой полумост на 6 кВт я регулярно вижу своими глазами в виде серийно выпускающихся агрегатов. А вот ни одной двухтактной схемы, столь же простой и на ту же мощность, я ни разу не видел. Образцы видел, не скрою, а вот серийную модель - нет. Интересно - почему?
К стати, силовой трансик на картинке - не очень хороший. Паразитные параметры (Ls и Co) ни в дугу - даже по внешнему виду это заметно невооруженным глазом. Такой трансик ничего не спасет, увы, а тем более дырка. Может надо его сначала довести, а тогда, глядишь, и дырки не пнадобятся...
Лирическое отступление, если позволите. Почему у нас такая тяга к изобретению велосипедов, когда весь мир давно уже освоил автомобили? Я как то поинтересовался на одном из заводов насчет просто попилить тор. Так вот, тор с зазором по цене оказался в 4 раза дороже своего непиленого собрата.

[AML]

По поводу КЗ витка через отверстие. Пока еще не до конца понял, почему он не работает как обычная нагрузка для трансформатора.

Я тоже не понял, поэтому присоединяюсь к вопросу.
Виток, продетый через датчик тока можно рассматривать как нагруженный на приведенное сопротивление этого датчика. Получаем виток, охватывающий часть магнитного потока сердесника силового трансформатора, нагруженный на резистор. Хоть убей не пойму, как ток в этом резисторе вдруг оказывается пропорциональным нелинейному току намагничивания, а не приведенному напряжению на нагрузке.
По идее, раз виток охватывает часть магнитного потока, то в нем индуцируется напряжение, пропорциональное скорости изменения этого потока. Скорость изменения потока зависит от приложенного к обмотке напряжения (силовой трансформатор - трансформатор напряжения). Ток намагничивания вообще никуда не трансформируется, поэтому я не понимаю, как его в принципе можно контролировать через магнитосвязанные элементы (трансформаторы любого типа).


Хотя подумал тут малость... Я фазность включения датчиков не посмотрел. Надо разобраться. Не исключено, что в нормальном состоянии сечение, охваченное короткозамкнутым витком, насыщено приведенным током датчика тока. А поток в нем противоположен основному и больше него. А когда основной поток сравнивается с ним - магнитный материал выходит из насыщения и виток начинает вносить добавку к датчику тока, ограничивая импульс. Т.е. слежение идет не за током намагничивания, а за величиной магнитного потока.
Но это в пока в порядке бредовой гипотезы... Лучше бы автора послушать.

[gyrator]

Я тоже не понял

Да тут все просто. Рассматривайте часть магнитопровода, охваченную
витком, как дифф. транс. тока . Из ампер-витков первички вычитаются
ампер-витки вторички и в витке получаем ток Iвитка=Iнам. перв*Wперв.
Таким образом, чувствительность этого датчика к току намагничивания
в Wпер раз выше чем обычного Т.Т, контролирующего ток первички.
На выходе обычного Т.Т. еще ничего не заметно, а в витке уже есть сигнал
о начале насыщения. Времени на размышление гораздо больше, а проблем
с получением этого сигнала никаких.
Причем это применимо и в однотактах, позволяя убрать ограничение на Кзап
т.е применять мелкосхему без внутреннего триггера, а также делать транс без
зазора.

Интересно - почему?

Дык из-за низкой применяемости этих монстров. Умные люди делают единичные ИВЭП на мощность не
более 1-1,5кВт, но с возможностью параллельной работы и таким образом перекрывают весь диапазон мощностей имея в бонусе горячий резерв. А кому нужна большая единичная мощность, делают двухтактные фазники на частотах, куда однотакты никогда не доберуться из за комм. потерь. Кстати, элконовские резонансники-тоже двухтакты.-"Практическая реализация осуществлена в виде источников тока для электрохимзащиты - станций катодной защиты марки "Элкон". Мощность 600, 1500, 3000 и 5000 ватт. КПД в номинальном режиме на уровне 0.93-095. СКЗ прошли сертификационные испытания в НПО "ВЗЛЕТ"".

Сообщение отредактировал gyrator - Oct 8 2007, 20:13

[AML]

Рассматривайте часть магнитопровода, охваченную
витком, как дифф. транс. тока

Направление мысли понял, спасибо. Буду обдумывать.

[Прохожий]

Дык из-за низкой применяемости этих монстров. Умные люди делают единичные ИВЭП на мощность не
более 1-1,5кВт, но с возможностью параллельной работы и таким образом перекрывают весь диапазон мощностей имея в бонусе горячий резерв. А кому нужна большая единичная мощность, делают двухтактные фазники на частотах, куда однотакты никогда не доберуться из за комм. потерь. Кстати, элконовские резонансники-тоже двухтакты.-"Практическая реализация осуществлена в виде источников тока для электрохимзащиты - станций катодной защиты марки "Элкон". Мощность 600, 1500, 3000 и 5000 ватт. КПД в номинальном режиме на уровне 0.93-095. СКЗ прошли сертификационные испытания в НПО "ВЗЛЕТ"".

А про сварочное оборудование Вы не задумывались? Применимость очень даже высокая. Почему же как не раскроешь девайс хоть итальянский, хоть американский, хоть наш, так косой полумост?
А помехи от нижнего ключа к верхнему в двухтактниках - тоже доп проблема.
А с чего Вы взяли, что у однотактников потерь больше? И кому нужны большие частоты? Это что вид спорта? У кого частота преобразования выше? На мой взгляд надо делать дешевле и надежнее. Это единственно возможные критерии. Все остальное неважно.
Еще один момент. Я и в классической схеме могу добиться переключения тока при нулевом напряжении. Только дорого это. А резонансник дорог из-за наличия резонансных цепей и сложной схемы управления. Что будет с резонансником, если вдруг из-за сбоя в управлении его ключи будут переключаться под полным током и напряжением?
К стати, а почем эти резонансники? Цены, наверное приближаются к "Боингу" средних габаритов, поэтому и испытания проходили в НПО "ВЗЛЕТ" .

[AML]

Рассматривайте часть магнитопровода, охваченную витком, как дифф. транс. тока .

Эквивалентная схема, вроде, вот такая получается.

[Прохожий]

Эквивалентная схема, вроде, вот такая получается.

А сердечники из чего у Вас сделаны? Хотелось бы модель в студию. Если можно, конечно...

[AML]

Я пока не моделировал, просто схемку набросал. Если не пропадет желание отмоделировть - выложу модель и результаты.
Просто я еще до конца не "переварил" все процессы в сердечнике при таком конструктиве. Обдумываю...

[Прохожий]

Я пока не моделировал, просто схемку набросал. Если не пропадет желание отмоделировть - выложу модель и результаты.
Просто я еще до конца не "переварил" все процессы в сердечнике при таком конструктиве. Обдумываю...

К стати, нечто похожее делают в трансформаторах тока на 50 Герц. Один виток проходит через отверстие в сердечнике. Сейчас не могу воспроизвести мотивировку полностью, но там говорится о компенсации погрешности измерения на малых токах.
И еще. Настоятельно рекомендую обратить внимание на мои слова о плохом силовом трансформаторе. Просто практический опыт богатый. Зачастую, люди борятся с тем, чего нет на самом деле. Этот транс невозможно смоделировать, поскольку таковым он не является. Если хотите, могу изложить сию мысль более подробно.

[gyrator]

А сердечники из чего у Вас сделаны? Хотелось бы модель в студию. Если можно, конечно...

Сердечник из М2000НМ1-17
Вот простейшая моделька

Кривули в формате ХХ-КЗ-Нагрузка.
З.Ы.
Кстати, кто-то обещал модельку сварочника
которым торгуют за килорубли.

Сообщение отредактировал gyrator - Oct 9 2007, 03:21

[Прохожий]

Сердечник из М2000НМ1-17
Вот простейшая моделька
Кривули в формате ХХ-КЗ-Нагрузка.

Лучше бы текстовую модель. Так немного непонятно, кто такие К1 и К2. Если это куски одного транса, то почему у сердечников разные материалы? Не могли бы Вы пояснить - кто есть кто на Вашем рисунке.

З.Ы.
Кстати, кто-то обещал модельку сварочника
которым торгуют за килорубли.

Я обещал только натуральную модель. Дык, она есть в природе. Те, кто хотел, уже посмотрели...
Приезжайте, покажем. Проблем нет. К стати, продажная цена девайса 25 кРуб. Хотелось бы взглянуть на резонансник с долговременной мощностью 6 кВт с такой магазинной ценой.
Будет и PSpice. Только надо "причесать", да руки не доходят.

[gyrator]

непонятно, кто такие К1 и К2.

-К1-силовой транс с обмотками L2,L4,L6,L17.
-К2-модель дырки (дифф. транс тока) с витком L16 и обмотками L8,L9,L130,L131.
-К3- транс. тока c обмотками L3,L15,L114,L127.

[Прохожий]

-К1-силовой транс с обмотками L2,L4,L6,L17.
-К2-модель дырки (дифф. транс тока) с витком L16 и обмотками L8,L9,L130,L131.
-К3- транс. тока c обмотками L3,L15,L114,L127.

Это все понятно. Почему у сердечников К1 (3С85) и К2 (3С80) разные материалы? Сердечник, то один.

[Stanislav]

To gyrator:
А если контролировать собствено магнитное состояние сердечника на предмет насышения (магнитную проницаемость) по типу того, как это делается в магнитных усилителях? Т.е. расположить виток (или несколько) не поперек, а вдоль основного потока? Тогда получим катушку индуктивности, магнитная проницаемость сердечника которой управлется, грубо говоря, степенью насыщенности сердечника.
Если сердечник не насыщен, то при подаче импульса напряжения на такую катушку, ток в ней будет меняться линейно. Чем ближе рабочая точка к насыщению, тем ниже магнитная проницаемость материала и быстрее растет ток. При насыщении ток резко возрастает. Останется только задать порог и закрывать транзистор по его достижению (предположим, у границы насыщения) Виток, естественно, расположить у внутреннего края кольца, поскольку насыщение начнется оттуда (длина средней линии самая маленькая).
В этом случае и без трансформатора тока обойтись можно.

Нельзя так! По-моему...
Намагниченность - векторная величина. Магнитная проницаемость же транса, близкого к насыщению, в радиальном направлении (поперёк потока) будет в несколько раз выше, чем в тангенциальном (вдоль потока), и будет довольно слабо и малопредсказуемо зависеть от "основной" намагниченности.

[AML]

Подумал. Заглянул в Розенблата (вроде, про магнитные усилители лучше него никто не писал). По-моему, должно работать. Насыщение - это когда увеличение магнитного поля не приводит к дальнейшему повороту доменов (они уже все сориентировались вдоль потока). Подключение поперечного магнитного поля к такому сердечнику равносильно подключению его к сердеянику из магнитотвердого материала (очень тяжело повернуть домены, которые удержиаются продольным полем). Это значит, что ток на перемагничивание поперечным полем в момент насыщения сердечника должен резко возрасти. Это и надо отслежиать.
Но это все теория... На практике не пробовал.

[gyrator]

Это все понятно. Почему у сердечников К1 (3С85) и К2 (3С80) разные материалы? Сердечник, то один.

В симуляторе устроено так, что если материал сердечника выбрать одинаковым, то и геометрия будет одинаковая, а мне нужна разная.

[Stanislav]

Подумал. Заглянул в Розенблата (вроде, про магнитные усилители лучше него никто не писал). По-моему, должно работать. Насыщение - это когда увеличение магнитного поля не приводит к дальнейшему повороту доменов (они уже все сориентировались вдоль потока). Подключение поперечного магнитного поля к такому сердечнику равносильно подключению его к сердеянику из магнитотвердого материала (очень тяжело повернуть домены, которые удержиаются продольным полем). Это значит, что ток на перемагничивание поперечным полем в момент насыщения сердечника должен резко возрасти. Это и надо отслежиать.
Но это все теория... На практике не пробовал.

Я, вообще-то, думаю, что магнитная проницаемость в радиальном направлении будет при приближении к насыщению даже возрастать. Ибо доменов, ориентированных по полю, будет очень мало, и вероятность отклонения вектора их намагниченности в радиальном направлении будет больше.
Насчёт "удерживания" - это, по-видимому, верно только для очень сильных магнитных полей. Не наш случай...

[Vokchap]

Ибо доменов, ориентированных по полю, будет очень мало, и вероятность отклонения вектора их намагниченности в радиальном направлении будет больше.

Почему мало? Они в подавляющем большинстве будут все ориентированы вдоль основного поля при насыщении. НС первичной обмотки, даже по действию на малый локальный объем материала (где расположен тестовый виток) должна превосходить "тестовую" НС, т.е. разворачивать уже нечего.

Магнитная проницаемость же транса, близкого к насыщению, в радиальном направлении (поперёк потока) будет в несколько раз выше, чем в тангенциальном (вдоль потока), и будет довольно слабо и малопредсказуемо зависеть от "основной" намагниченности.

Утверждение не верно. Т.к. домены для продольных и поперечных полей одни и те же, вопрос только в НС, которая требуется для их поворота в какую-либо сторону. Поэтому, у кого сил больше, тот и рулит доменами, у кого меньше, тот нервно курит в сторонке.

[AML]

Т.к. домены для продольных и поперечных полей одни и те же, вопрос только в НС, которая требуется для их поворота в какую-либо сторону. Поэтому, у кого сил больше, тот и рулит доменами, у кого меньше, тот нервно курит в сторонке.

Я тоже так думаю. Ведь что означает поворот доменов тестовой петлей? Это означает, что вывела участок сердечника из насыщения. Понятно, что это в принципе можно осуществить. Но, очевидно, что измерительное устройство не должно существенно менять измеряемую величину при подключении. Так что, силенок у тестового поля должно быть заведомо меньше, чем у основного.

В симуляторе устроено так, что если материал сердечника выбрать одинаковым, то и геометрия будет одинаковая, а мне нужна разная.

В принципе, ис одним материалом можно, только модельную директиву надо прямо в файл затащить и там подкорректировать. Вот так задаются сердечники K1 и K2 из одного и того же материала, но с разной площадью:
.MODEL N87_K1 CORE (A=24.260134 AREA=1 K=27.385225 MS=392.481576K PATH=5)
.MODEL N87_K2 CORE (A=24.260134 AREA=0.1 K=27.385225 MS=392.481576K PATH=5)
Сегодня почти целый день убил на моделирование сердечника с дыркой. Пока адекватных результатов не получил.

[gyrator]

В принципе, ис одним материалом можно, только модельную директиву

Я поступил проще. Изменил название типа материала на 3С86 и задал
параметры от 3С85, а геометрию другую. В списке сердечников появился 3с86 с нужными
мне параметрами и его использую стандартно.

[Прохожий]

Я поступил проще. Изменил название типа материала на 3С86 и задал
параметры от 3С85, а геометрию другую. В списке сердечников появился 3с86 с нужными
мне параметрами и его использую стандартно.

На мой взгляд - это не проще. И вообще, рассредоточенный трансформатор неудобен для восприятия чисто визуально. К стати, почему витки у L6 и L8 одинаковые?

[gyrator]

К стати, почему витки у L6 и L8 одинаковые?

Так ведь первичка силового транса намотана и вокруг части
магнитопровода, охваченного витком в дырке, поэтому и в модельке
витки в дифф трансе одинаковы с витками первички силового транса.

[AML]

Сегодня провозился достаточно долго, но модель сердечника с дыркой так и не победил. Поэтому взываю к автору за помощью.

Итак, мои рассуждения.
Основной трансформатор и сердечник дырки перемагничиваются одной и той же обмоткой. Поэтому ток обмотки, напряжение обмотки, а также петля гистерезиса материала должны быть одинаковы что у основного трансформатора, что у «дырки». По крайней мере, на холостом ходу (когда к витку дырки ничего не подключено).
1. Для связи основного трансформатора с «дыркой» вводим виртуальную обмотку, с числом витков, равным числу витков в первичке трансформатора.
2. Эту обмотку через резистор 0.1 Ом (заморочка симуляторов) подключаем к виртуальной обмотке «дырки». Число витков – как в первичке. Получаем, что сердечник «дырки» всегда будет перемагничиваться таким же напряжением, как и основной.
3. Для того, чтобы не только напряжение, но и ток были такими, как у основного трансформатора, вводим еще одну виртуальную обмотку и зависимым источником тока задаем ток через эту обмотку равным току первичной обмотки трансформатора.
4. Площадь сердечника «дырки» делаем в 10 раз меньше площади основного трансформатора.
5. Подаем на вход экспоненциально нарастающий по амплитуде двуполярный меандр (проще выводить сердечники на режим).


Результат моделирования: токи обмотках «дырки» абсолютно такие, как надо, напряжение в дырке – абсолютно такое, как надо. А вот магнитное состояние (петля гистерезиса) никуда не годится – насыщение. Но это почти очевидно: при прежнем напряжении перемагничивания площадь сердечника снижена в 10 раз. Очевидно, что влетает в насыщение.


Если я уменьшу кратно (в 10 раз) число витков в виртуальной обмотке связи трансформатора с «дыркой», то магнитное состояние получается такое, как нужно (одинаковое у обоих сердечников). Но остальные процессы становятся совсем другие и система детекции насыщения не работает. На выходе витка получаю импульсы, пропорциональные напряжению, а не току.


Как победить это противоречие – я не придумал.

Прикрепленные файлы

 Magn22.rar ( 5.12 килобайт ) Кол-во скачиваний: 45

 

[AML]

Разобрался
Ошибка совсем детсткая была. Не учел, что сердечник "дырки" охватывает не только первияная обмотка основного тансформатора, но и вторичная. Следовательно, нкжно добавить еще одну виртуальную обмотку с числом витков вторичной и задать туда источник тока по величине равный току вторичной обмотки. И все сразу становится на свои места. Сердечник "дырки" не насыщается независимо от того, что к нему приложено слишком большое для этого сечения напряжение, поскольку ток "зажат" двумя источниками тока (как и в реальном конструктиве).

[Herz]

Да тут все просто. Рассматривайте часть магнитопровода, охваченную
витком, как дифф. транс. тока . Из ампер-витков первички вычитаются
ампер-витки вторички и в витке получаем ток Iвитка=Iнам. перв*Wперв.

Разобрался
Ошибка совсем детсткая была. Не учел, что сердечник "дырки" охватывает не только первияная обмотка основного тансформатора, но и вторичная. Следовательно, нкжно добавить еще одну виртуальную обмотку с числом витков вторичной и задать туда источник тока по величине равный току вторичной обмотки. И все сразу становится на свои места. Сердечник "дырки" не насыщается независимо от того, что к нему приложено слишком большое для этого сечения напряжение, поскольку ток "зажат" двумя источниками тока (как и в реальном конструктиве).

Мы, наверное, надоели уже gyrator-у одними и теми же вопросами, но вот и у меня никак не укладывается в голове, как "дырка" становится дифференциальным ТТ. Ведь первичка и вторичка охватывают весь магнитопровод, виток "дыркы" - его часть, всего лишь деля поток на соотношение площадей сечения.
Вот если бы виток "дырки" охватывал, как и сейчас, часть магнитопровода, а остальную часть - вторичка, тогда - да, по-моему, было бы логично.

Сообщение отредактировал Herz - Oct 11 2007, 08:45

[AML]

Пока gyratorа нет, попробую ответить так, как понял я.

Сердечник с дыркой в кольце можно рассматривать как систему из двух сложенный вместе колец, на которые намотаны общие первичная и вторичная обмотка. Одно кольцо по сечению в N раз меньше другого. На меньшем кольце дополнительно намотан виток. Назовем его сердечником «дырки». Поскольку площадь сердечника «дырки» много меньше площади основного сердечника, то влиянием процессов в «дырке» на общий ток первичной и вторичной обмоток можно пренебречь (по крайней мере, для грубой оценки). Поэтому токи в первичной и вторичной обмотке формируются процессами в основном сердечнике. А раз так – то получается, что дырка – это трансформатор тока. Токи в его первичной и вторичной обмотках заданы внешними цепями. В дополнительном витке выделяется разность тока первичной и вторичной обмоток. А это разность и есть ток намагничивания первичной обмотки. Дифференциальным этот трансформатор является потому, что токи в первичной и вторичной обмотках текут в противоположных направлениях и следовательно, в трансформаторе тока вычитаются друг из друга.

[AML]

Разобрался Ошибка совсем детсткая была.

Ошибку вчера нашел, но оказалось, что радость была преждевременная. Введение второй обмотки с источником тока, действительно, вернула состояние сердечника в нормальное. Но плата за это - уравнительные токи, ктоторые трансформируются серез виртуальную обмотку вязи назад в основной трансформатор. И ток в его первичной обмотке возратает в несколько раз. У меня вчера автомасштаб стоял, поэтому я не обратил внимание. Сегодня как ни бился - жестко задать условие одинаковости токов и напряжений на обмотке "дырки"не удалось. Пришлось отказаться от жесткой привязки напряжения на обмотке, а задавать только токи.

При этом схема упостилась, а процессы в ней стали похожи на то, что описывал gyrator

На верхнем графике хорошо видно, что при подходе к насыщению ток первичной обмотке почти не меняется, в то время, как ток с "дырки" уже заметно возрастает, сигнализируя, что импульс надо укорачивать. А ток в обмотке заметно возрастаеи лишь при залетании не ус петли, когда уже "поздно пить Боржом". На последнем импульсе видно, что сигнал с датчика почвился значительно раньше заметного возрастания тока через обмотку (а следовательно, и через ключ). Поэтому защита должна получаться очень эффективная даже с учетом инерционности срабатывания.
Схема MicroCAP - в прикрепленном файле.

Прикрепленные файлы

 Magn55.rar ( 5.25 килобайт ) Кол-во скачиваний: 72

 

[Vokchap]

AML
Спасибо за разъяснения.
Надо немного обмозговать ...

[Прохожий]

Ошибку вчера нашел ...

Спасибо за потраченное время. Объяснение весьма правдоподобное. И модель, как следствие, тоже.
Интересно было бы рассмотреть это дело для сердечника типа Ш, с дыркой в одном из боковых стержней, изготовленной на примыкании двух половинок. Этот вариант, на мой взгляд, несколько технологичнее и на первый взгляд мало чем отличается от рассмотренного. Интересно, как на второй?

Сообщение отредактировал Прохожий - Oct 11 2007, 14:49

[tyro]

To gyrator , AML или кто разобрался в работе трансформатора с "дыркой".
Вопрос от очень медленно запрягающего:
-Вносятся ли какие-нибудь изменения в типовой расчет силового трансформатора (в котором сверлим дырку)? Имею ввиду, может надо площадь сердечника охваченного витком вычесть из общей площади сечения?

[wim]

На верхнем графике хорошо видно, что при подходе к насыщению ток первичной обмотке почти не меняется, в то время, как ток с "дырки" уже заметно возрастает, сигнализируя, что импульс надо укорачивать. А ток в обмотке заметно возрастаеи лишь при залетании не ус петли, когда уже "поздно пить Боржом". На последнем импульсе видно, что сигнал с датчика почвился значительно раньше заметного возрастания тока через обмотку (а следовательно, и через ключ). Поэтому защита должна получаться очень эффективная даже с учетом инерционности срабатывания.
Схема MicroCAP - в прикрепленном файле.

Что-то я не понял - а отчего в модели сердечник насыщается? На него подают импульсы симметричной формы, амплитуда индукции на начальном этапе - примерно 0,25Тл, что ещё далеко от насыщения. Или там в процессе работы меняются параметры импульсов?

[Прохожий]

To gyrator , AML или кто разобрался в работе трансформатора с "дыркой".
Вопрос от очень медленно запрягающего:
-Вносятся ли какие-нибудь изменения в типовой расчет силового трансформатора (в котором сверлим дырку)? Имею ввиду, может надо площадь сердечника охваченного витком вычесть из общей площади сечения?

Извините, что вклиниваюсь, но в первом приближении ничего в расчетах менять не надо. В этом и смысл сего начинания. При этом площадь поперечного сечения сердечника, охваченного КЗ витком (витками) должна стремиться к нулю. Соотношение 1/10, выбранное уважаемы AML, как раз и будет соответствовать геометрической погрешности изготовления сердечника и технологическому запасу пр индукции насыщения.

[AML]

на первый взгляд мало чем отличается от рассмотренного.

Вот так?

Вроде бы принципиально не отличается. И модель должна быть та же. Вот только с ходу не соображу, сигнал с витка будет такой же, как и в кольце, или половинный. Но это и не принципиально.

может надо площадь сердечника охваченного витком вычесть из общей площади сечения?

Думаю, что не надо. Ведь это сечение участвует в общих процессах перемагничивания.

Или там в процессе работы меняются параметры импульсов?

Да, входной генератор меняет амплитуду импульсов с заданной постоянной времени. По огибаюшей - экспонента. Поэтому петля постепенно "раскручивается" и входит в насыщение. Так сделано для демонстрации детектирования приближения к насыщению.

[Прохожий]

Вот так?

Именно так.

Вроде бы принципиально не отличается. И модель должна быть та же. Вот только с ходу не соображу, сигнал с витка будет такой же, как и в кольце, или половинный. Но это и не принципиально.

Сигнал будет половинный, поскольку через этот стержень проходит именно половина потока, вторая половина проходит по другому стержню, хотя это действительно не принципиально.
И еще возникла мысль. А в случае FlyBack, с зазором, интересно, что будет? Петлю, естесственно, помещаем в зазор.

[tyro]

Думаю, что не надо. Ведь это сечение участвует в общих процессах перемагничивания.

А зачем тогда сверлить? Делаем виток без дырки, просто и технологично?

[AML]

А зачем тогда сверлить? Делаем виток без дырки, просто и технологично?

Виток короткозамкнутый. Если его на все сечение накинуть, то там ток будет циркулировать офигенный. А так он уменьшается пропорционально охватываемой площади.

А в случае FlyBack, с зазором, интересно, что будет?

А вот тут думать надо. Скорее всего не будет работать. Разность токов взять не получится - в любой момент времени ток течет либо в первичке, либо во вторичке.

[Прохожий]

Виток короткозамкнутый. Если его на все сечение накинуть, то там ток будет циркулировать офигенный. А так он уменьшается пропорционально охватываемой площади.
А вот тут думать надо. Скорее всего не будет работать. Разность токов взять не получится - в любой момент времени ток течет либо в первичке, либо во вторичке.

А тут разность в том понимании, как это было сделано выше, особо и не нужна. Нужно оценивать "ступеньку" потока на момент переключения. Т.е. в момент закрывания транзистора, поток достиг величины Ф, потом, после включения диода он достаточно быстро изменился на Ф1. Так вот, разница Ф-Ф1 и есть мерило качественной работы FlyBack-а.

[tyro]

Виток короткозамкнутый. Если его на все сечение накинуть, то там ток будет циркулировать офигенный. А так он уменьшается пропорционально охватываемой площади.

Но согласно формуле, приведенной gyrator "Iвитка=Iнам. перв*Wперв." и площадь сечения не прослеживается?

[AML]

Но согласно формуле, приведенной gyrator "Iвитка=Iнам. перв*Wперв." и площадь сечения не прослеживается?

Постараюсь пока на пальцах ответить.
Любой трансформатор может быть трансформатором тока или трансформатором напряжения. Если он подключен к источнику тока - то получаем трансформатор тока. Если подключени к источнику напряжения - трансформатор напряжения.
Нам нужно, чтобы "дырка" работала в режиме трансформатора тока. Значит, должны обеспечить перемагничивание током первичной обмотки, а не напряжением на ней. Если виток охватывает незначительну часть сечения, то это условие выполняется. Если всё сечение, то получается обыкновенный трансформатор напряжения. Напряжение на витке будет определяться числом витков на вольт для заданного сечения. Ток - напряжением, поделенным на активное сопротивление витка (грубо). Соответственно, этот ток будет очень большим.
Приведенна же уважаемым gyratorом формула справедлива для трансформатора тока. Сечение туда в явном виде не входит, но служит критерием перехода трансформатора из режима трансформации напряжения в режим трансформации тока. Для обеспечения этого площадь, охватываемая витком, должна быть много меньше полной площади сечения.

[tyro]

Постараюсь пока на пальцах ответить.
Любой трансформатор может быть трансформатором тока или трансформатором напряжения. Если он подключен к источнику тока - то получаем трансформатор тока. Если подключени к источнику напряжения - трансформатор напряжения.
Нам нужно, чтобы "дырка" работала в режиме трансформатора тока. Значит, должны обеспечить перемагничивание током первичной обмотки, а не напряжением на ней. Если виток охватывает незначительну часть сечения, то это условие выполняется. Если всё сечение, то получается обыкновенный трансформатор напряжения. Напряжение на витке будет определяться числом витков на вольт для заданного сечения. Ток - напряжением, поделенным на активное сопротивление витка (грубо). Соответственно, этот ток будет очень большим.
Приведенна же уважаемым gyratorом формула справедлива для трансформатора тока. Сечение туда в явном виде не входит, но служит критерием перехода трансформатора из режима трансформации напряжения в режим трансформации тока. Для обеспечения этого площадь, охватываемая витком, должна быть много меньше полной площади сечения.

Спасибо за разъяснение. Что-то совсем медленно запрягаю. Наверное утро вечера мудренее.
Но мучает вопрос: если одна часть сердечника работает в режиме трансформатора тока а другая в режиме трансформатора напряжения, то возможно в этих частях разная индукция (или нет)?
Если разная, то возможно придется увеличивать сечение сердечника и брать следующий типоразмер?

[Herz]

Туго же я соображаю...

Пока gyratorа нет, попробую ответить так, как понял я.

Сердечник с дыркой в кольце можно рассматривать как систему из двух сложенный вместе колец, на которые намотаны общие первичная и вторичная обмотка. Одно кольцо по сечению в N раз меньше другого. На меньшем кольце дополнительно намотан виток. Назовем его сердечником «дырки». Поскольку площадь сердечника «дырки» много меньше площади основного сердечника, то влиянием процессов в «дырке» на общий ток первичной и вторичной обмоток можно пренебречь (по крайней мере, для грубой оценки). Поэтому токи в первичной и вторичной обмотке формируются процессами в основном сердечнике. А раз так – то получается, что дырка – это трансформатор тока.

До сих пор понятно.

Токи в его первичной и вторичной обмотках заданы внешними цепями. В дополнительном витке выделяется разность тока первичной и вторичной обмоток. А это разность и есть ток намагничивания первичной обмотки. Дифференциальным этот трансформатор является потому, что токи в первичной и вторичной обмотках текут в противоположных направлениях и следовательно, в трансформаторе тока вычитаются друг из друга.

Уже не очень. Здесь имеются в виду первичная и вторичная обмотки именно трансформатора тока? Чем является короткозамкнутый виток- первичкой или вторичкой? Не сочтите за труд, растолкуйте до конца.

[gyrator]

Скорее всего не будет работать. Разность токов взять не получится - в любой момент времени ток течет либо в первичке, либо во вторичке.

А ведь на ХХ в двухтакте все замечательно работает, хотя ток
течет только по первичке. Для обратноходовика тоже будет работать
если сердечник из феррита , а не МО-пермаллоя или подобного
материала с низкой проницаемостью и линейной петлей.
Только виток должен быть в теле сердечника а не в зазоре.
Правда ток в витке будет огроменный т.к в трансе с зазором
ток хх шибко большой. Дымок может пойти из виточка.

[AML]

Здесь имеются в виду первичная и вторичная обмотки именно трансформатора тока?

В трансформаторе с «дыркой» физически три обмотка: первичная, вторичная и виток.
Первичная является первичной и для трансформатора тока («дырки») и для трансформатора напряжения (силового трансформатора). Вторичная, соответственно, тоже.

А ведь на ХХ в двухтакте все замечательно работает,

А с чего бы ему не работать? На витке выделяется разница тока намагничивания (разница токов первичной и вторичной обмоток). На ХХ нет разницы, но нет и токов (кроме тока намагничивания). Поэтому на витке в любом случае имеем разницу. Только в этом случае между током намагничивания (он же ток первичной обмотки) и нулем (током вторичной).

А вот с обратноходовым я что-то не понял целесообразности. В предположении, что "дырка" и там остается трансформатором тока, получаем, что на прямом ходу выделяется разница между током первичной обмотки и нулем (тока во вторичной обмотке в это время нет). Т.е. имеем информацию о полном токе первичной обмотки. Но ее можно получить с обыкновенного датчика тока последовательно с обмоткой. Преимуществ использования дырки для этой цели я пока не вижу. Хотя согласен, в принципе, она там будет работать.

[gyrator]

Преимуществ использования дырки для этой цели я пока не вижу. будет работать.

А их и нет. Поскольку для использования сигнала с витка нужен Т.Т, то
ессно проще включить его в цепь первички, т.к. ее. ток и есть ток намагничивания.

[tyro]

Если задаться целью, то объяснить можно все, особенно себе.
Посуществу gyrator предложил способ контроля "намагниченности" или точнее способ контроля перехода сердечника в область насыщения. Для понимания этого способа (для себя) я выкинул силовую вторичную обмотку из рассмотркния т.к. в грубом приближении (при симметричной нагрузке в цепи тем более) она ни при чем. Внимательно вглядевшись в получившийся трансформатор я мысленно увеличил размеры "дырки" настолько,что из кольца получил Ш - образный сердечник. На одном стержне намотана первичная обмотка, на втором виток, а третий стержень является как-бы "магнитным шунтом".
Поскольку с такой конфигурацией сердечника ранее никогда не сталкивался, и естественно ее не рассматривал для практических рассчетов, то пояснил себе, что индукция в разных стержнях разная, и поэтому ток замкнутого витка определяется приведенным gyratorом соотношением и дальше вникать в вопрос откуда берется это соотношение у меня нет возможности.
Отсюда просьба к gyratorу: если не секрет, не могли бы Вы привести пример расчета трансформатора, выполненого по Вашей технологии.

[AML]

На одном стержне намотана первичная обмотка, на втором виток, а третий стержень является как-бы "магнитным шунтом".

Думаю, это неверная абстракция. Мы имеем дело с дифференциальным транформатором (ДТ). Соответственно, в нем должно быть как минимум 2 входные обмотки. Одна входная обмотка ДТ - это первичная обмотка силового трансформатора. Вторая входная обмотка ДТ - это вторичная обмотка силового трансформатора. А выходная обмотка ДТ - это виток.

[tyro]

Думаю, это неверная абстракция. Мы имеем дело с дифференциальным транформатором (ДТ). Соответственно, в нем должно быть как минимум 2 входные обмотки. Одна входная обмотка ДТ - это первичная обмотка силового трансформатора. Вторая входная обмотка ДТ - это вторичная обмотка силового трансформатора. А выходная обмотка ДТ - это виток.

Очень даже может быть(имею ввиду, что абстракция не верна). Исходил из предположения, что при симметричной нагрузке вторичной обмотки, поток, создаваемый ей и поток от первичной обмотки взаимно компенсируются, и следовательно вторичную обмотку для рассмотрения явления увеличения тока в "витке ТТ тока" при частичном заходе сердечника в насыщение можно не рассматривать.

[Herz]

Кажется, понимание где-то близко, но всё время ускользает...

Да тут все просто. Рассматривайте часть магнитопровода, охваченную
витком, как дифф. транс. тока . Из ампер-витков первички вычитаются
ампер-витки вторички и в витке получаем ток Iвитка=Iнам. перв*Wперв.

Ну, в любом случае, если, например, у транса две вторички, то ампер-витки в любой из них есть разность между ампер-витками первички и другой вторички. Отличие только во взаимовлиянии. Если она из вторичек охватывает незначительную часть магнитопровода, то ей "достаётся" незначительная часть потока и взаимовлияние становится сильно несимметричным.
Вопрос всё-таки не праздный: с какого отношения сечений можно считать "дырку" трансформатором тока?

В дополнительном витке выделяется разность тока первичной и вторичной обмоток. А это разность и есть ток намагничивания первичной обмотки. Дифференциальным этот трансформатор является потому, что токи в первичной и вторичной обмотках текут в противоположных направлениях и следовательно, в трансформаторе тока вычитаются друг из друга.

А откуда известно, что именно в противоположных?

[AML]

А откуда известно, что именно в противоположных?

Из курса ТОЭ.

[Stanislav]

Почему мало? Они в подавляющем большинстве будут все ориентированы вдоль основного поля при насыщении. НС первичной обмотки, даже по действию на малый локальный объем материала (где расположен тестовый виток) должна превосходить "тестовую" НС, т.е. разворачивать уже нечего.

Имелось в виду, конечно, что будет мало доменов, ориентированных в радиальном направлении. Т.е., перпендикулярно основному потоку.

Утверждение не верно. Т.к. домены для продольных и поперечных полей одни и те же, вопрос только в НС, которая требуется для их поворота в какую-либо сторону. Поэтому, у кого сил больше, тот и рулит доменами, у кого меньше, тот нервно курит в сторонке.

Простите, не могли бы Вы выражаться более наукообразно, или, по крайней мере, нормальным техническим языком?
Если я правильно понял, Вы утверждаете, что магнитная проницаемость материала, намагниченного до насыщения, в направлении, перпендикулярном вектору намагниченности, равна 1?
Лично я так не считаю. И уверен, что Вы заблуждаетесь.
Повторюсь: потому, что намагниченность - величина векторная. И если уж оперируете понятием НС, потрудитесь найти сумму векторов, из которых она состоит.

[AML]

Может для понимания такая моделька наглядней будет.

Процессы в ней абсолютно идентичны с предыдущей.

Если я правильно понял, Вы утверждаете, что магнитная проницаемость материала, намагниченного до насыщения, в направлении, перпендикулярном вектору намагниченности, равна 1?

Я тоже считаю, что насыщенный сагнитный материал приобретает свойство диамагнетика. Если не ошибаюсь, именно на этом свойстве построен принцип действия магнитных ключей.
Может, мы о разных вещах говорим? Я имею в виду, что дифференциальная магнитная проницаемость в точке насыщения получается такая же как у неферромагнетиков.

[tyro]

Может для понимания такая моделька наглядней будет.

Да,так понятнее.Спасибо.
А ответ по расчету нашел в :
http://electronix.ru/forum/index.php?showt...=266181&#25

[Прохожий]

Может для понимания такая моделька наглядней будет.

Процессы в ней абсолютно идентичны с предыдущей.

А по мне, так предыдущая модель была более понятна. А здесь есть вопрос. Почему обмотки основного транса и дырки включены последовательно?

[AML]

Почему обмотки основного транса и дырки включены последовательно?

Чтобы обеспечить равенство токов. А поскольку трансформатор "дырки" - токовый, то напряжение на его обмотках никого не волнует. Точнее, оно такое, как получается в результате трансформирования напряжения на витке, которое рано падению напряжения на активном сопротивлении витка при протекании чере него разностного тока. Естественно, это напряжение должно быть мало по сравнению с напряжением питания.
Равенства напряжений на первичной обмотке силового трансформатора и первичной обмотке "дырки" быть не должно (хотя на первый взгляд, напряжение как раз-таки должно быть одинаковым, поскольку это одна и та же обмотка). Именно попытки обеспечить равенство напряжений приводили к неработоспособности моих первых моделей.

[Прохожий]

Чтобы обеспечить равенство токов. А поскольку трансформатор "дырки" - токовый, то напряжение на его обмотках никого не волнует.

Я бы не считал его токовым. И что такое "токовый" трансформатор?
Рассуждаем следующим образом. Пусть напряжение U, приложенное к виткам первичной обмотки, вызывает некое изменение магнитного потока в сердечнике площадью S. Это дело, в свою очередь, вызывает появление ЭДС на вторичной обмотке. Вопрос: какова доля части сердечника с площадью S/10 в этой ЭДС? На мой взгляд 1/10 пока сердечник не насыщен и все линейно.
Иными словами, трансформатор "дырки" должен оперировать с напряжениями, составляющими:
Uдi=Ui*Sд/S, где:
Uдi - напряжение на i -ой обмотке дырки,
Ui - напряжение на i -ой обмотке основного трансформатора,
Sд - площадь поперечного сечения дырки,
S - площадь поперечного сечения сердечника основного трансформатора.
Теперь рассмотрим процесс насыщения основного трансформатора при увеличении входного напряжения. В этом случае изменение магнитного потока уже не соответствует приложенному напряжению в основном сечении S, но в малом сечении Sд - это может быть совсем не так, за счет постоянной нагрузки в виде КЗ витка (витков). Поэтому, поток начнет распределяться по сечению неравномерно. Через дырку потечет не 1/10 потока, а несколько большая часть. А это в свою очередь вызовет бОльший ток на КЗ витке.
Я так думаю, что через дырку можно пропустить и не один виток, а несколько. Но нагрузка для них должна быть такой, чтобы обеспечить "ненасыщение" этой части магнитопровода при насыщении основной части.
В связи с этим, всю конструкцию можно сделать более технологичной без сверления.

[AML]

И что такое "токовый" трансформатор?

Как что? Трансформатор, который подключается к источники тока. Если этот же трансформатор подключить к источнику напряжения, то он будет трансформатором напряжения.

В трансформаторе тока I вых = I вх*Ктр, причем токи - величины постоянные и не независят от сопротивления нагрузки. Напряжение же на обмотках будет определяться исключительно величиной сопротивления нагрузки и соответственно, будут меняться при изменении этого сопротивления. Т.е. в трансформаторе тока напряжение на обмотках опредеряется вторичной стороной, а ток - первичной.
В трансформаторе напряжения все наоборот - напряжение на обмотках задается первичной стороной, а токи обмоток - вторичной. Выходное напряжение Uвых=Uвх*Ктр, причем эти напряжения постоянные и не зависит от сопротивления нагрузки. А вот токи обмоток непосредственно зависят от нагрузки и меняется.

С точки зрения режима работы магнитного материала сердечника, особенность токового трансформатора в том, что при увеличении длительности импульса сердечник все равно не зайдет в насыщение при сколь угодно большой длительности импульса. Трансформатор напряжения при увеличении длительности импульса обязательно насытится.

Иными словами, трансформатор "дырки" должен оперировать с напряжениями, составляющими:

Согласен

Теперь рассмотрим процесс насыщения основного трансформатора при увеличении входного напряжения.

А вот с этого места не понял целесообразность.
Действительно, ток витка уменьшает степень насыщения участка сердечника (это на модели хорошо видно).С непропорциональным увеличением тока в витке при заходе в насыщение также согласен. Видимо это и способствует появлению сигнала о начале насыщения раньше, нежели начинает существенно возратать ток в основной обмотке.
А вот сделанный вывод мне не понятен:

В связи с этим, всю конструкцию можно сделать более технологичной без сверления.

Как можно через дырну пропустить несколько витков без сверления?

[Прохожий]

Как что? Трансформатор, который подключается к источники тока. Если этот же трансформатор подключить к источнику напряжения, то он будет трансформатором напряжения.

В трансформаторе тока...

Ну не лукавьте. Где Вы видили ярко выраженные источники тока или источники напряжения? Таковых в природе нет. А в данном случае - не исключено, что это недопустимое предположение. По крайней мере не очевидное. Поэтому я и начал "додумывать" это дело, исключая понятие "трансформатор тока", потому как сама идея уважаемого gyratorа, показавшаяся мне сначала "не очень" (каюсь), на самом деле оказалась достаточно интересной.

А вот с этого места не понял целесообразность.
Действительно, ток витка уменьшает степень насыщения участка сердечника (это на модели хорошо видно).С непропорциональным увеличением тока в витке при заходе в насыщение также согласен. Видимо это и способствует появлению сигнала о начале насыщения раньше, нежели начинает существенно возратать ток в основной обмотке.
А вот сделанный вывод мне не понятен:

Как можно через дырну пропустить несколько витков без сверления?

На самом деле дырки, как таковой не будет. Идея проста. Для тора, к примеру, это тор в торе. Один -большой - пустой, а второй - маленький - с обмоткой. Маленький тор с обмоткой вставляется в большой. Затем из них изготавливается трансформатор обычным способом.
Развитие сей мысли для Ш образного сердечника надо бы нарисовать для пущей ясности. К сожалению, сделать это в настоящий момент нет возможности.

[tyro]

Есть еще вариат: Считаем, что седечник состоит как-бы из двух сложенных вмечте, с соотношением площадей сечения 9:1. Сердечник с меньшим сечением имеет виток, нагруженный на на резистор R (величиной отличной от нуля).
Далее рассматриваем только сердечник с меньшим сечением. Пака сердечник не насыщен должно выполняться условие I1*W1 = Ir*Wr или Ir = (I1*W1)/Wr. Поскольку виток один, то Wr=1 и соответственно Ir=I1*W1. При вхождении сердечника в насыщение ток I1 будет возрастать, соответственно будет возрастать и ток витка Ir, но с меньшей скоростью, чем I1. Приэтом абсолютный прирост на начальном участке насыщения будет чуть меньше, чем прирост I1 *W1. Таким образом становится возможным отследить момент вхождения сердечника в насыщение. Это качественная сторона вопроса. С другой стороны, виток имеет нагрузку, по которой ток. Здесь начинается тонкий момент. Этот ток с одной стороны зависит от величены наведенной ЭДС и величины сопротивления витка и в реальной схеме какойто отличной от нуля нагрузки, с другой стороны соотношением ампер-витков. Получить аналитическое представление тока витка у меня не получилось. Вероятно его можно определить только при моделировании - видимо это процесс итерационный. Мне кажется, что чем меньше сечение, охваченное витком, тем меньше его влияние на процессе в сердечнике, при этом отклик (абсолютный прирост тока) остается постоянным.
Во завернул!
P.S. Спасибо AML за русификатор для microcap 9!

[AML]

Где Вы видили ярко выраженные источники тока или источники напряжения?

Ну, здрасьте... Если внутреннее дифференциальное сопротивление источника хотя бы в 100 раз меньше дифференциального сопротивления нагрузки - то это ярко выраженный источник напряжения. Соответственно, конденсатор на выходе выпрямителя является для силового трансформатора ярко выраженным источником напряжения. А вот любой дроссель с малыми пульсациями в режиме непрерывных токов - ярко выраженный источник тока. Равно как и дроссель-трансформатор обратноходового преобразователя напряжения. Именно поэтому его можно непосредственно подключать к выходому конденсатору в том же обратноходовом (коммутация источника напряжения на другой истчник напряжения недопустима - следствие первого закона коммутации).
Кстати, для датчика тока (который по сути является токовым трансформатором) цепь, куда он подключен, является ярко выраженным источником тока.
Так что практически в любом преобразовательном устройстве можно найти несколько ярко выраженных источников тока и ярко выраженных источников напряжения.

А в данном случае - не исключено, что это недопустимое предположение. По крайней мере не очевидное.

Вот с этим я согласен. Без подсказки уважаемого gyratorа, я принцип действия устройства не понял. Также я не могу на практике проверить адекватность модели, поскольку последний раз сердечник держал в руках 11 лет назад и в ближайшей перспективе вряд ли мне такая возможность представится (работаю журналистом в газете областной администрации и никоим боком к электронике отношения не имею ). Но поскольку автор идеи видел результаты моделирования и ничего не возразил, могу сделать предположение, что она выдает результаты, похожие на правду.
Надо бы жену попросить математически все это описать - она курс магнитных элементов в Смоленском филиале МЭИ читает.

Поэтому я и начал "додумывать" это дело, исключая понятие "трансформатор тока", потому как сама идея уважаемого gyratorа, показавшаяся мне сначала "не очень" (каюсь), на самом деле оказалась достаточно интересной.

Я вообще в восторге от столь простого и эффективного решения. Технологическое усложнение, связанное со сверлением, мне кажется небольшая плата за обеспечение столь интересного результата.

Маленький тор с обмоткой вставляется в большой

Теперь понятно о чем идет речь - тоже думал об этом. И идея, на мой взгляд, вполне жизнеспособная - ведь насыщение гарантировано начинается на врутренней части кольца. Боюсь только, что для этого потребуются кольца специального типоразмера (нестандартные). А любой нестандарт дорог. Для небольших серий дырка наверняка будет дешевле заказного кольца.

Мне кажется, что чем меньше сечение, охваченное витком, тем меньше его влияние на процессе в сердечнике, при этом отклик (абсолютный прирост тока) остается постоянным.

У меня такое же мнение.

P.S. Спасибо AML за русификатор для microcap 9!

Пока не за что. Я ведь только пробный вариант выложил, там еще ошибок немало. Нормальный вариант для демки, а также версии полной 9.0.0.и подверсии полной 9.0.2 выложу в течение ближайших нескольких дней - увлекся моделированием "дырки" и забросил перевод. Уж больно интересно стало.

[Herz]

Из курса ТОЭ.

Спасибо, что напомнили. Однако соблюдение этого правила при работе, скажем, на реактивную нагрузку, не выглядело очевидным. В последней модельке - вроде, да - другое дело.

[tyro]

Возращусь к расчету сердечника. Итак, вроде бы пришли к консенсусу, что ток в витке будет равен Iвитка = I1*W1. Но как пойдет поток, создаваемый током витка? Ближе всего ему замкнуться вокруг витка, нежели через весь сердечник. Тогда обозначим через S сечение сердечника, через S1 -сечение, охваченное витком. При неизменности потока намагничивания, в пределе получаем увеличение индукции в сечении над витком в S/(S-S1).

[AML]

Итак, вроде бы пришли к консенсусу, что ток в витке будет равен Iвитка = I1*W1.

Не, не пришли.

Далее рассматриваем только сердечник с меньшим сечением. Пака сердечник не насыщен должно выполняться условие I1*W1 = Ir*Wr или Ir = (I1*W1)/Wr.

Не так. Сердечник с меньшим сечением пересекает три обмотки (а не две). Поэтому балан ампер-витков
выглядит так:
I1*W1=Ir*Wr+I2*W2

[tyro]

Не, не пришли.

Не так. Сердечник с меньшим сечением пересекает три обмотки (а не две). Поэтому балан ампер-витков
выглядит так:
I1*W1=Ir*Wr+I2*W2

Имею ввиду, что витком можно контролировать намагниченномть сердечника в чистом виде - при наличии только первмчной обмотки и витка - без наличия вторичной (вторичных) обмотки. Если они имеются, то потоки создаваемые ими будут компесиповаться "дополнительным" потоком первичной обмотки, и пока сердечник ненасыщен суммарный поток - это поток намагничивания холостого хода.
Тогда через виток будет проходить только часть потока намагничевания и ток в нем будет I1*W1 = Ir,
где I1 - ток намагничивания первичной обмотки , W1 -число витков первичной обмотки. Поток, создавемый витком, на площади седечника S1, который он охватывает, будет компенсировать поток намагничивания в этой области. Но ему надо замкнуться. Ближе и легче ему вокруг витка, чем через весь сердечник (хотя при этом какая-то небольшая часть замкнется и через весь). При замыкании потока вокруг витка имеем интересный эффект - поток (намагничевания), охваченный первичной обмоткой не изменятся (по величине). а следовательно и ток холостого хода. Ток витка при этом тоже определяется однозначно.
Поскольку (если) поток витка замыкается вокруг витка, то на площади сердечника им охваченным, он вычитается из потока намагничивания, в оставшемся пространстве (S-S1) складывается.Т.к. поток намагничивания не изменился ,а сечение, через которое он проходит уменьшилось, то тогда в этом сечении увеличивается индукция в пределе в S/(S-S1) раз.

[AML]

Имею ввиду, что витком можно контролировать намагниченномть сердечника в чистом виде - при наличии только первмчной обмотки и витка - без наличия вторичной (вторичных) обмотки.

Не сообразисл сразу, что имеется в виду ХХ.

Поскольку (если) поток витка замыкается вокруг витка, то на площади сердечника им охваченным, он вычитается из потока намагничивания, в оставшемся пространстве (S-S1) складывается.Т.к. поток намагничивания не изменился ,а сечение, через которое он проходит уменьшилось, то тогда в этом сечении увеличивается индукция в пределе в S/(S-S1) раз.

Изменения в сердечнике, безусловно, есть. Только по-моему, меняется не индукция, а напряженность поля, поскольку именно она определяется током. А индукция определяется напряжением на первичной обмотке. К примеру, если взять обычный трансформатор, то при подключении надрузки там поток вторичной обмотки вычитается из потока первичной во всем сечении. И через сечение проходит только разностный поток, который в идеале стремится к нулю. Однако, на индукцию в сердечнике это никак не сказывается, меняется только напряженность поля.

Поэтому буду исходить, что во внешнем сечении напряженность поля возросла, а во внутреннем - уменьшилось. Как только такой сердечник приближается к области насыщения, начинает действовать нелинейность магнтной характеристики - в насыщенной области уменьшается магнитная проницаемость. Соответственно, силовые линии магнитного поля начинают уходить из большого сечения в малое. При этом через сечение датчика будет проходить бОльшая часть магнитного потока, нежели это обусловлено площадью. Ток в витке возрастет и снова наступит равновесное состояние. Таким образом, насыщение, по идее, не должно наступить раньше из-за локального сужения сечения сердечника в месте расположения датчика. А следовательно, коррекцию в методику расчета трансформатороа при использовании "дырки" вносить не стоит. Особенно если учесть, что сечение датчика должно быть как минимум в 10 раз меньше полной площади сердечника.

[tyro]

Не сообразисл сразу, что имеется в виду ХХ.
Изменения в сердечнике, безусловно, есть. Только по-моему, меняется не индукция, а напряженность поля, поскольку именно она определяется током. А индукция определяется напряжением на первичной обмотке. К примеру, если взять обычный трансформатор, то при подключении надрузки там поток вторичной обмотки вычитается из потока первичной во всем сечении. И через сечение проходит только разностный поток, который в идеале стремится к нулю. Однако, на индукцию в сердечнике это никак не сказывается, меняется только напряженность поля.

По моему индукция и напряженность однозначно связаны, графически это петля гистерезиса.

Поэтому буду исходить, что во внешнем сечении напряженность поля возросла, а во внутреннем - уменьшилось.

Вот именно об этом моменте я и пытаюсь вести речь. То есть получается, что эффективное (через которое проходит поток намагничиваня) сечение уменьшилось и в нем увечилась напряженность и индукция. Поскольку сердечник не заходит в область насыщения то пропорционально, и это действительно и для режима хх. Величина увеличения пропорциональна соотношению "полного" сечения сердечника и оставшейся части после "отъедания" витком. Поскольку лично я веду расчет витков первичной обмотки исходя из индукции и площади сечения, то для меня эти проценты играют роль.

Как только такой сердечник приближается к области насыщения, начинает действовать нелинейность магнтной характеристики - в насыщенной области уменьшается магнитная проницаемость. Соответственно, силовые линии магнитного поля начинают уходить из большого сечения в малое. При этом через сечение датчика будет проходить бОльшая часть магнитного потока, нежели это обусловлено площадью. Ток в витке возрастет и снова наступит равновесное состояние. Таким образом, насыщение, по идее, не должно наступить раньше из-за локального сужения сечения сердечника в месте расположения датчика.

До этого места не возникает никаких сомнений.

А следовательно, коррекцию в методику расчета трансформатороа при использовании "дырки" вносить не стоит. Особенно если учесть, что сечение датчика должно быть как минимум в 10 раз меньше полной площади сердечника.

А здесь согласен, но с условием : что площадь "отъеденную" витком учли при расчете витков первичной обмотки или ее тока холостого хода.
Истина где-то рядом!

[AML]

По моему индукция и напряженность однозначно связаны, графически это петля гистерезиса.

Это не так. Определить однозначно, каким будет значение индукции при заданном значении напряженности поля, увы, нельзя. Индукция - интегральная величина и она зависит не только от состояния переменных в текущий момет времени, но и от предыстории. Иными словами, значению напряженности магнитного поля H соостветствует значение индуктивности B плюс некая константа, которая зависит от предыстории.

В рассмотренном выше случае нас болше интересуют не абсолютные значения B и H, а их приращения. Связь между ними также неоднозначна. Предлагаю подумать вот на такой ситуацией. Пусть имеется катушка с сердечником, перемагничиваемая источником тока (наш случай). При изменении тока рабочая точка движется по петле и достигла на ней значения с координатами B и H. Если по достижению этой точки величина источника тока меняться не будет, то магнитное состояние сердечника будет сохраняться неизменным (т.е. мы все время будем находиться в этой точке). Если же попытаемся дать малые приращения напряженности поля (изменением тока), то соответствкющие приращение индукции будут кардинально отличаться в зависимости от знака приращения. Положительное приращение H даст вполне продсказуемое приращение B - рабочая точка пойдет дальше по петле. А вот если дать отрицательное приращение H (уменьшить ток), то из-за гистерезисных эффектов индукция почти не изменится (наклон траектории движения рабочей точки будет не такой, как у положительного приращения, а такой как при выходе из "уса" насыщения. Т.е. в одной и той же рабочей точке малые приращения H дают совершенно разные приращения B.

Поэтому я не рискну сказать, что будет происходить с индукцией вблизи витка. Процессы могут развитваться очень сложные и неочевидные, поскольку сердечник - нелинейная система да еще с гистерезисом

А здесь согласен, но с условием : что площадь "отъеденную" витком учли при расчете витков первичной обмотки или ее тока холостого хода.

Не исключено, что правильнее - учитывать. Или же делать охваченнную площадь меньше 5%. Однако, очень сомневаюсь, что 10% погрешность при учете сечения может на что-то повлиять. Если не ошибаюсь, допустимый разброс сечения трансформаторов находится где-то в пределах такой же величины. И уж точно никто не бужет выбирать рабочую индукцию сердечника в районе 90 - 95%% от максимально возможного перепада индукции в петле - потери будут неоправданно высокими.

[afsh]

Использование Current Mode кардинально решает проблему...

А как работает Current Mode при переменной нагрузке от 0 до макс. ?

[Stanislav]

Я тоже считаю, что насыщенный сагнитный материал приобретает свойство диамагнетика. Если не ошибаюсь, именно на этом свойстве построен принцип действия магнитных ключей.

Не совсем так. Диамагнитным он становится в направлении вектора намагниченности. А в остальных направлениях магнитная проницаемость остаётся гораздо большей 1.
Иначе его нельзя было бы размагнитить обратно.

Повторюсь: случай очень сильных намагничивающих полей (B>>Br) здесь не рассматривается.

...Может, мы о разных вещах говорим? Я имею в виду, что дифференциальная магнитная проницаемость в точке насыщения получается такая же как у неферромагнетиков.

Нет. Просто нужно вспомнить, что величины H, B, I - векторы.

[Guest_orthodox_*]

Довольно просто может получиться реализация на ферритовой бусине, вложенной в один из внутренних углов Ш-образного сердечника. Провод образует полувиток в плоскости от угла к центру окна, бусинка(трубочка диам4 внутр1 длина 10), через которую пропущена одна из ветвей полувитка, вклеена в угол эпоксидкой (в эксперименте суперклеем). Простой удобный датчик, который можно нагрузить на маленький трансформатор. Во внутреннем углу в линейном режиме сердечника, если верить программе FEMM, "В" примерно в два раза больше, чем в среднем по сердечнику, насыщение начинается именно там. Малая площадь контакта не очень мешает, часть потока ответвится в трубку все равно. Но как вариант можно отломать ножку у маленького Ш сердечника , сточить один угол и этим сточенным углом внутрь вклеить в угол силового, а в полученное отверстие пропустить нужный виток датчика. Тогда контакт будет больше по площади и повторяемее, вероятно. Но уже надо точить чего-то....

Буду пробовать...

PS А мне показалось или на самом деле так, что этот датчик (дырка) показывает асимметрию в обратном направлении, то есть та полуволна, которая на ветви насыщающейся, имеет меньшую амплитуду? Или я что-то не то смакетировал или север с югом перепутал в магните?

Сообщение отредактировал orthodox - Nov 6 2007, 03:01

[Vokchap]

Надо бы жену попросить математически все это описать - она курс магнитных элементов в Смоленском филиале МЭИ читает.

??? ???

gyrator
Может поясните, почему ток кз витка пересчитывается только через коэф. трансформации и в явном виде не зависит от охватываемого сечения магнитопровода? В пределе при ничтожном охватываемом сечении - в нем ничтожное изменение индукции, как результат малая наведенная эдс при том же коэффициенте. К примеру взять соотношение площадей 1:1000. Как соблюдается Iкз=Ixx*W1 ?

[Nightmare76]

gyrator Игорь, а то что патент на дырку в трансе вроде как принадлежит Sumsung это ничего? А то народ сделает и получит проблемы в патентной чистоте. Я просто не знаю на каких условиях патент покупался. Хотя, прошло уже 15 лет....

[rudy_b]

Прочитал про дырку. Люди, только без обид, это какой-то бред. Принципиально невозможно разделить потоки от первичной и вторичной обмоток намотав что-то на сердечник! И тот и другой влияют совершенно одинаково и магнитный поток в сердечнике является из суммой. А поля рассеивания не проходят через сердечник. То, вы пропилили дыру и ухватили только часть этого потока ничего не меняет, сигнал будет точно такой же как и на целом витке, только в соотношение площадей меньше.

С помощью дырки в кольцевых сердечниках действительно можно отловить момент начала насыщения сердечника, но совершенно иначе. Поскольку на внутреннем радиусе кольца насыщение начинается раньше чем на внешнем, то можно сделать так. Просверлить дыру в точке среднего радиуса так, чтобы площади сердечника внутри от дырки и снаружи ее были равны (т.е. в середине тела сердечника). Намотать один виток на наружной части и один виток на внутренней. В нормальной ситуации сигнал внутреннего витка будет больше (меньше длина магнитного пути). Когда сердечник подойдет к насыщению (а оно начинается на внутреннем радиусе) сигнал на внутреннем витке станет меньше, чем на внешнем и это и есть признак насыщения. Т.е. если включить витки противофазно, то изменится фаза разностного сигнала. Это и можно использовать для контроля насыщения транса.

Конечно можно сравнивать сигнал с одного витка и обмотки поставив соответствующий транс - но зачем? Дырка есть и проще намотать доп. виток. А в обмотке будут сильно мешать поля рассеивания.

Можно сделать то же и в любых (некольцевых) сердечниках с зазором, введя неоднородность в зазор, так, как это предлагает orthodox. Здесь уже можно использовать сравнение сигнала от витка на неоднородности (небольшой ферритовой вставке в зазор) с поделенным сигналом обмотки (лучше первичной) поскольку при приближении к насыщению сигнал с неоднородности будет изменятся весьма существенно и поля рассеивания будут меньше влиять.

Сообщение отредактировал rudy_b - Dec 17 2008, 14:57

[SSerge]

Прочитал про дырку. Люди, только без обид, это какой-то бред. Принципиально невозможно разделить потоки от первичной и вторичной обмоток намотав что-то на сердечник! И тот и другой влияют совершенно одинаково и магнитный поток в сердечнике является из суммой.

Суммой? Ну, можно и так сказать, просто не нужно забывать про знаки с которыми эти потоки складываются.
Для примера рассмотрите как изменяются ток первички и поток в сердечнике при изменении нагрузки (тока во вторичной обмотке). Для трансформатора со 100% связью между обмотками магнитный поток в сердечнике (сюрприз!) вообще не изменяется! Так что вместо "сумма" вполне можно говорить "разность" - так даже понятнее.

[rudy_b]

Совершенно справедливо, меня это тоже когда-то сильно удивило. Но это не влияет на сказанное.

[Vokchap]

Для трансформатора со 100% связью между обмотками магнитный поток в сердечнике (сюрприз!) вообще не изменяется!

Совершенно справедливо, меня это тоже когда-то сильно удивило. Но это не влияет на сказанное.

Стало быть эдс в обмотках наводит святой апостол первозванный по вашему тайному распоряжению. Действительно сюрприз, я раньше не догадывался....

То, вы пропилили дыру и ухватили только часть этого потока ничего не меняет, сигнал будет точно такой же как и на целом витке, только в соотношение площадей меньше.

Многое меняет на самом деле. Если виток охватывает малую часть сечения, то создаваемый его током встречный поток компенсирует основной только в локальной области около дырки (не замыкается по всему магнитопроводу), т.о. не влияет на основной поток и, как следствие, первичный ток (то, что вычлось от основного внутри витка, сложилось снаружи витка в том-же месте - основной вне области витка не изменился). Это значит, что виток работает как встроенный трансформатор тока намагничивания (ток намагничивания определяет основной поток) на общем с силовым трансом магнитопроводе.

[rudy_b]

Стало быть эдс в обмотках наводит святой апостол первозванный по вашему тайному распоряжению. Действительно сюрприз, я раньше не догадывался....

А вы полюбопытствуйте, как в идеальном трансе с нулевым сопротивлением источника ведет себя поток при подключении нагрузки. Иногда полезно бывает поудивляться.

Многое меняет на самом деле. Если виток охватывает малую часть сечения, то создаваемый его током встречный поток компенсирует основной только в локальной области около дырки (не замыкается по всему магнитопроводу), т.о. не влияет на основной поток и, как следствие, первичный ток (то, что вычлось от основного внутри витка, сложилось снаружи витка в том-же месте - основной вне области витка не изменился). Это значит, что виток работает как встроенный трансформатор тока намагничивания (ток намагничивания определяет основной поток) на общем с силовым трансом магнитопроводе

Что-то у вас какая-то путаница - "виток работает как встроенный трансформатор тока намагничивания", непонятно.

При установке короткозамкнутого витка на части сечения сердечника его эффективное сечение соответственно уменьшилось со всеми вытекающими последствиями, поскольку поток в части сердечника из-за закороченного витка стал нулевым. Соответственно плотность потока (индукция) в оставшейся части возросла.

Тока в измерительном витке вообще быть не должно, он должен быть разомкнут (или нормально нагружен) , а уж никак не закорочен.

Вы ток в закороченном витке не оценивали? Какое сечение провода для него нужно? Как рассеять тепло? Мощность то будет немалая.

[wim]

А вы полюбопытствуйте, как в идеальном трансе с нулевым сопротивлением источника ведет себя поток при подключении нагрузки. Иногда полезно бывает поудивляться.

Как учит нас партия физика, поток (магнитный) не изменится. Однако, продолжаем любопытствовать и ждем удивительных открытий.

[Vokchap]

А вы полюбопытствуйте, как в идеальном трансе с нулевым сопротивлением источника ведет себя поток при подключении нагрузки. Иногда полезно бывает поудивляться.

rudy_b, не хочу вас обидеть, но вы нелепицу пишите. Видимо не верно представляете, как в принципе работает трансформатор напряжения. Если идеализировать у реального трансформатора индуктивность намагничивания (бесконечно большая), тогда ещё можно УСЛОВНО утверждать, что магнитный поток в сердечнике не меняется в силу того, что его изменение будет бесконечно мало. Но изменение будет и указанное выше приближение ничего общего с реальностью не имеет. Это фундаментальное свойство природы, если хотите, которое кроме вас пока никто не отменил. 100% связь между обмотками на поток намагничивания даже в реальном трансформаторе практически не влияет, поскольку индуктивность рассеяния на порядки отличается от индуктивности намагничивания в любом приборе, который имеет право называться трансформатором. Нулевое сопротивление источника вообще непонятно, зачем вы упомянули. Потрудитесь объяснить, пожалуйста. Если у вас это получится, извинюсь и возьму свои слова обратно.

Что-то у вас какая-то путаница - "виток работает как встроенный трансформатор тока намагничивания", непонятно.

Ток в витке, продетом через малую часть сечения общего магнитопровода, пропорционален току намагничивания. Если так, то это является трансформатором тока намагничивания. Что непонятного? Вопрос в коэффициенте трансформации, который, как утверждает виновник дискуссии, всегда примерно равен количеству первичных витков.

При установке короткозамкнутого витка на части сечения сердечника его эффективное сечение соответственно уменьшилось со всеми вытекающими последствиями, поскольку поток в части сердечника из-за закороченного витка стал нулевым. Соответственно плотность потока (индукция) в оставшейся части возросла.

Так оно и есть, за исключением того, что поток в охваченной витком части сердечника нулевым никогда не будет. И что из того, что в остальной части сечения сердечника в одном локальном месте индукция возрастет на 5% (если выхватили 5% площади)? Всегда работаете на пределе?

Тока в измерительном витке вообще быть не должно, он должен быть разомкнут (или нормально нагружен) , а уж никак не закорочен.
Вы ток в закороченном витке не оценивали? Какое сечение провода для него нужно? Как рассеять тепло? Мощность то будет немалая.

Если виток закорочен и работает в режите ТТ, то ток в нем с наибольшей точностью повторяет ток намагничивания в данном случае, как и в любом другом ТТ (повторяет первичный ток), который интегрирует наведенную эдс на собственной индуктивности. Сомневаетесь в этом?
Ток в витке известно какой должен быть, не более, чем произведение тока намагничивания на первичные витки, коли он работает в режиме ТТ. Есть подозрение, что будет меньше с уменьшением площади охвата сечения. О чем и был задан вопрос.... Виток не будет трансформировать первичное напряжение, как вы считаете, поскольку его поток размагничивания не охватывает магнитопровод целиком (вдоль средней линии), только локально. Почувствуйте разницу в работе витка с полным и частичным охватом сечения.

Как учит нас партия физика, поток (магнитный) не изменится.

wim, хотелось бы и от Вас услышать обоснования сказанного. ОК?

[Guest_orthodox_*]

То, что писал rudy_b , согласуется с экспериментом.
То, что я писал выше - тоже.
То есть, работать-то оно работает...

Однако я бы не стал на все это рассчитывать (и не стал, кстати).
Соблазнительно выбрать немного дополнительного КПД транса , перейдя на двутактную схему - но это не чистый выигрыш, схема все одно сложнее получится. И если нагрузка позволяет , то можно и без симметрирования обойтись. А если нет - я не рискну пользоваться этим, разве что в несерийных изделиях. А в серийных - лучше, наверное, чуть подниму частоту и получу практически ту же габаритную мощность... К тому же снабберы нон-диссипативные у меня для однотактника хороши, а на двутактник таких у меня нету...

Единственно, где применяю двутактник - это когда с 12V надо поднять... Но строю схему так, чтобы не было проблем с несимметрией. Вплоть до трассировки - все симметрично, на всякий случай. нагрузка - соответствующая. Так что не было проблем с односторонним намагничиванием...

[Vokchap]

То, что писал rudy_b , согласуется с экспериментом.

Вы напишите что именно у вас согласуется с экспериментом? Иначе вас не понять. А пустозвона здесь хватает .

[Guest_orthodox_*]

Вы напишите что именно у вас согласуется с экспериментом? Иначе вас не понять. А пустозвона здесь хватает .

пост №170, собственно.
Чобы меньше было пустозвонства - есть рецепт.
Сел, намотал и проверил.
Мне проще по-моему было делать, но это не важно, все равно лишние хлопоты,
сама идея разонравилась...

[wim]

wim, хотелось бы и от Вас услышать обоснования сказанного. ОК?

ОК. До подключения нагрузки (на х.х) имеем магнитный поток, созданный током намагничивания. После подключения нагрузки остается тот же магнитный поток намагничивания, поскольку потоки, созданные током нагрузки во вторичной обмотке и приведенным током первичной обмотки компенсируют друг друга.

[rudy_b]

rudy_b, не хочу вас обидеть, но вы нелепицу пишите. Видимо не верно представляете, как в принципе работает трансформатор напряжения. Если идеализировать у реального трансформатора индуктивность намагничивания (бесконечно большая), тогда ещё можно УСЛОВНО утверждать, что магнитный поток в сердечнике не меняется в силу того, что его изменение будет бесконечно мало. Но изменение будет и указанное выше приближение ничего общего с реальностью не имеет. Это фундаментальное свойство природы, если хотите, которое кроме вас пока никто не отменил. 100% связь между обмотками на поток намагничивания даже в реальном трансформаторе практически не влияет, поскольку индуктивность рассеяния на порядки отличается от индуктивности намагничивания в любом приборе, который имеет право называться трансформатором. Нулевое сопротивление источника вообще непонятно, зачем вы упомянули. Потрудитесь объяснить, пожалуйста. Если у вас это получится, извинюсь и возьму свои слова обратно.

Если сопротивление источника не нулевое, то при подключении нагрузки напряжение на первичной обмотке уменьшится и, соответственно, снизится магнитный поток через сердечник. Странно, что это приходится объяснять.

Извинятся не обязательно, а вот разобраться с тем как работает трансформатор вам похоже стоит.

Ток в витке, продетом через малую часть сечения общего магнитопровода, пропорционален току намагничивания. Если так, то это является трансформатором тока намагничивания.

Это - это что? Ток будет себя вести точно так же и в нормальном витке. Вот только при его закоротке транс обычно сгорает. Так что, по вашему все витки следет называть трансформаторами тока? Правда что вы подразумеваете под током намагничивания плохо понятно. Токи во всех витках (и в первичной и во вторичной обмотке) вызывают намагничивание сердечника. По моему вы сами полностью запутались в своей терминологии.

Если виток закорочен и работает в режите ТТ, то ток в нем с наибольшей точностью повторяет ток намагничивания в данном случае, как и в любом другом ТТ (повторяет первичный ток), который интегрирует наведенную эдс на собственной индуктивности. Сомневаетесь в этом?Ток в витке известно какой должен быть, не более, чем произведение тока намагничивания на первичные витки, коли он работает в режиме ТТ. Есть подозрение, что будет меньше с уменьшением площади охвата сечения. О чем и был задан вопрос.... Виток не будет трансформировать первичное напряжение, как вы считаете, поскольку его поток размагничивания не охватывает магнитопровод целиком (вдоль средней линии), только локально. Почувствуйте разницу в работе витка с полным и частичным охватом сечения.

Попробуйте сами внимательно прочитать то, что вы написали. Это к теме о пустозвоне.
А про ток в витке с частичным охватом сечения - почитайте про сварочные трансформаторы.

Сообщение отредактировал rudy_b - Dec 18 2008, 18:55

[Vokchap]

ОК. До подключения нагрузки (на х.х) имеем магнитный поток, созданный током намагничивания. После подключения нагрузки остается тот же магнитный поток намагничивания, поскольку потоки, созданные током нагрузки во вторичной обмотке и приведенным током первичной обмотки компенсируют друг друга.

Вы пишите о потоке как о постоянной во времени величине (не только Вы), что вводит в заблуждение читающих. Чтобы исключить неверное толкование, следовало это написать как "подключение нагрузки не влияет на изменение магнитного потока магнитопровода". В чем, думаю, Вы и не сомневались ....

Если сопротивление источника не нулевое, то при подключении нагрузки напряжение на первичной обмотке уменьшится и, соответственно, снизится магнитный поток через сердечник. Странно, что это приходится объяснять.

Я думаю вам больше не стоит дров ломать, уже довольно. Основы вам здесь понять явно надо. При подключении нагрузки напряжение на первичке действительно просядет из-за падения на сопротивлении источника, а магнитный поток в магнитопроводе при этом продолжит РАСТИ, но уже с меньшим наклоном. Попробуйте разобраться самостоятельно.

Это - это что? Ток будет себя вести точно так же и в нормальном витке. Вот только при его закоротке транс обычно сгорает.

Это - это кз виток, продетый через малую часть сечения магнитопровода. Виток + часть магнитопровода - это трансформатор тока намагничивания. Вроде уже внятно не раз написал. По поводу закоротки я вам постом выше предложил разобраться в работе витка при полном и частичном охвате магнитопровода. Наверное более комментировать излишне. Вам не стоит далее усугублять "объяснениями", до "дырки" вам ещё далеко.... Понимания у вас нет.

[wim]

Вы пишите о потоке как о постоянной во времени величине (не только Вы), что вводит в заблуждение читающих. Чтобы исключить неверное толкование, следовало это написать как "подключение нагрузки не влияет на изменение магнитного потока". В чем, думаю, Вы не сомневались ....

Просто так удобнее - на эквивалентных схемах, изображающих магнитные цепи в виде электрических, магнитный поток условно изображают в виде постоянного тока.
Хорошо, можно сказать так - магнитный поток, как функция времени, не изменится при подключении нагрузки. Следовательно, производная его по времени также не изменится.
Я думаю, в заблуждение читателей вводят рисунки в некоторых книжках, где токи первичной и вторичной обмоток условно показаны втекающими в точку. Например, у Мелешина так изображено на рис. 5.2, правда, дальше из формулы i2=-n*i1 в принципе понятно, что направление тока i2 противоположно условно выбранному. А вот у Хныкова "Теория и расчетов трансформаторов..." направления токов показаны без пояснений, что есс-но побуждает читателя просуммировать потоки первичной и вторичной обмоток. Кстати, у Семенова на рис. 3.15 направления токов показаны "правильно".
Еще один казус, встречающийся при объяснении принципа работы трансформатора - замена "эдс вторичной обмотки" на "напряжение вторичной обмотки", что выглядит на рисунке как какой-то внешний источник напряжения, подключенный ко вторичной обмотке. Вот от плюса ейного источника и отсчитывают направление тока вторичной обмотки (втекающего в точку). А если бы пояснили одной фразой, что вторичная обмотка является источником эдс, то и направление тока показали бы правильно.

[Vokchap]

Да казусов хватает даже в приличных изданиях. Семенов кстати порадовал . Обычно он отжигает, уже можно сборник юмористический издать. Однако это не умаляет темноты страждующих в силовой электронике ....

[rudy_b]

Когда говорят о магнитном потоке в трансформаторе вообще, всегда подразумевается что он переменный и речь идет о его амплитуде.

При подключении нагрузки напряжение на первичке действительно просядет из-за падения на сопротивлении источника, а магнитный поток в магнитопроводе при этом продолжит РАСТИ, но уже с меньшим наклоном. Попробуйте разобраться самостоятельно.

А может падать? Что - от фазы не зависит?
Похоже действительно бессмысленная дискуссия.

[Vokchap]

Исходный вопрос утонул в разборе основ работы трансформатора, поэтому цитирую его снова.

gyrator
Может поясните, почему ток кз витка пересчитывается только через коэф. трансформации и в явном виде не зависит от охватываемого сечения магнитопровода? В пределе при ничтожном охватываемом сечении - в нем ничтожное изменение индукции, как результат малая наведенная эдс при том же коэффициенте. К примеру взять соотношение площадей 1:1000. Как соблюдается Iкз=Ixx*W1 ?

[rudy_b]

По двум причинам.
Первое - это ошибка.
Второе - виток, нагруженный на трансформатор тока уже не является короткозамкнутым.