Оптимизация трансформатора Опции

[SergCh]

Коллеги! Кто как оптимизирует потери в трансформаторе?
Задача-сделать трансформатор заданных габаритов с наименьшими потерями, это задача с многими пременными, зависящими друг от друга.
Как то частота преобразования, потери в меди, потери в сердечнике.
Подсчёт суммарных потерь с множеством итераций занимает достаточно много времени, к тому же эти итерации нужно подкреплять экспериментальными данными.
Может есть на просторах инета программа по расчёту потерь трансформатора так чтобы в ней можно было задавать многожильный провод для намотки и создавать свои сердечники в базе данных, способная к расчёту и минимизации суммарных потерь?

[Burner]

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