Намотка повышающего трансформатора, Расположение слоев обмоток Опции

[_gari]

Чем же она изощрена? ...

когда писал первый раз о вашей оптимизации у меня была фраза о снижении межобмоточной емкости, но потом я ее выкинул, еще раз посмотрев на порядок обмоток,
т.к. скажем, в классическом варианте, снижения емкости было бы не получить.
Ваш вариант исполнения снижает габаритную мощность, увеличивает нагрев за счет увеличения омического сопротивления и ухудшения условий охлаждения обмоток.
В общем, пришлось задать вам уточняющий вопрос, чтобы убедиться, что дела обстоят так, как они обстоят.

Сейчас вы решили частную задачу на малой мощности, возможно, запаса по габариту и условиям охлаждения вам хватит, чтобы девай с работал и на полной мощности,
но вот для обычных задач разработки многократные запасы просто непозволительная роскошь.
Поэтому нормальный подход, как вам уже писал Plain, это поиск оптимального пути решения задачи.


зы. интересно, сколько народа после этой темы возьмет себе на вооружение 3-д принтер, солид воркс или какой-то там иной пакет проектирования для разработки трансформаторов со спейсерами.

Жаль конечно, что нет количественных характеристик озвученных в теме вариантов трансов. Разговор пока так и остался "на пальцах", не измерения, а допущения.

[Alex-lab]

Если подскажите как это можно просто измерить и я попробую это сделать, все трансформаторы в наличии. Кроме самого первого, где 1-2-2. Есть осциллограф.

Мой вариант не ухудшает никаких параметров, кроме габарита и веса. Все эти потери в меди компенсируются утолщенными обмотками (которые и так взяты с двукратным запасом от расчетных). Да, этот транс сверх избыточен и я этому чрезвычайно рад, как человек, которому потом на нем еще работать.

А вообще в оптимизацию стоит включать не только тактические параметры, но и стратегические. Например уменьшив сердечник в притык, сложность (длительность) разработки возросла бы в несколько раз, соответственно и цена. Элементная база сейчас очень дешевая, если речь не идёт о массовом производстве или очень специфических областях. В цене простого лабораторного, настольного прибора смысла экономить на ЭРЭ нету. Лучше переплатить 100 рублей за больший сердечник, облегчив работу схемы и повысив надежность. А эти гонки в вылизывании "схемотехники" часто оборачиваются потерями и не только финансовыми, но и репутационными.

Мне как потребителю этих устройств надежность гораздо выше любых светлых идеалов оптимизации. Я никого не учу, просто решаю задачи на результат, а не на процесс.

Для интересующихся как это выглядит, вот фото. Слева внизу гребенки.

[_4afc_]

Если подскажите как это можно просто измерить и я попробую это сделать, все трансформаторы в наличии. Кроме самого первого, где 1-2-2. Есть осциллограф.

Попробуйте секции 2-1-2-1-2 разместить друг над другом в шахматном порядке.
Т.е. гребенки должны быть минимум 2 типов.

[Alex-lab]

Я наверное не точно описал конструкцию. Слои вторичной обмотки содержат по 20 витков. Слои первичной обмотки содержат по 12 витков. Ну и изоляция 4 слоя бумажного скотча плюс полиамидный. Шахматного порядка тут не получится...

[_gari]

Если подскажите как это можно просто измерить и я попробую это сделать, все трансформаторы в наличии.

так попробуйте измерить межобмоточную емкость, индуктивности обмоток и индуктивности рассеяния.
Последние измеряются при закорачивании другой, не измеряемой, обмотки.

насколько понял, _4afc_, предложил сделать импровизированный вариант секционирования,
когда каждая обмотка мотается виток к витку но со своей стороны каркаса и с разделением по слоям.
Тогда перекрытие обмоток теоретически должно быть минимальным.
Вряд ли это толково можно реализовать на деле, т.к. потребует какого-то доп наполнителя, чтобы обмотки укладывались ровно.
И конечно в этом случае обычное секционирование выглядит предпочтительнее.

Собственно в том все и дело, что вариантов намотки можно напридумывать хз сколько, особенно для Ш- образных сердечников,
там же еще и зазоры можно вводить, да еще и не под каждым керном ....... в общем простора тут .....

[Alex-lab]

В продолжении темы.
В целом, после всех ухищрений удалось существенно улучшить выходную кривую, однако при детальном рассмотрении в условиях натурхы испытаний выяснилось, что небольшой огрех все же остался. Проявляется он в маленькой ступеньке примерно между 25 и 50В. ПИД регулятор вытягивает нужную линейную характеристику, кроме вот этого участка:


Стал углубляться в суть явления. Отчего возникает этот скачек. Обнаружил, что импульсы вторичного напряжения изменяются не только по длительности, но и по величине, причем скачком (быстрым изменением). То есть вначале от КЗ=0 амплитуда напряжения равна лишь половине, хотя и изменяется по ширине. После чего происходит скачек до номинала и дальнейшая нормальная работа.
От чего возникает такой эффект?
Рассматривал в деталях кривые включения транзисторов, ничего похожего не заметил. Менял IGBT на полевики, думал может слишком медленные, но разницы Нет.

Снял ролик как это выглядит в натуре:
https://youtu.be/2myK5BmUlD8

Сообщение отредактировал Alex-lab - Mar 18 2018, 20:04

[_4afc_]

насколько понял, _4afc_, предложил сделать импровизированный вариант секционирования,
когда каждая обмотка мотается виток к витку но со своей стороны каркаса и с разделением по слоям.

Я предложил 28.01.2018

Код

2^2^2^2^2^
1^1^1^1^1^
2^2^2^2^2^
1^1^1^1^1^
2^2^2^2^2^
====][====
2^2^2^2^2^
1^1^1^1^1^
2^2^2^2^2^
1^1^1^1^1^
2^2^2^2^2^

заменить на

Код

2^2^2^2^2^
^1^1^1^1^1
2^2^2^2^2^
^1^1^1^1^1
2^2^2^2^2^
====][====
2^2^2^2^2^
^1^1^1^1^1
2^2^2^2^2^
^1^1^1^1^1
2^2^2^2^2^

вариант

Код

2222^^^1111
====][====
2222^^^1111

мне не понравился - регулировался плохо.

[Егоров]

Эффект проявляется без обратной связи.

В конце концов, нагрузка имеет емкостную составляющую, по этому current mode один из основных.

Это лабораторный прибор, нет сомнений, что ККМ нужен, и он обязательно будет, но потом.
Транзисторы "избыточны" т.к. предполагается переходить на питание 380.
Сердечник "избыточен" для уменьшения числа слоев и упрощения намотки. Нет смысла уменьшать его габариты.

А сама проблема не избыточна?
Если я правильно понимаю, вы добиваетесь линейной зависимости выходного напряжения от ШИМ. Ну, и зачем это нужно?
Вам в итоге линейный усилитель ШИМ прямого регулирования или просто стабилизированный источник с ОС нужен?
Ну, будет ШИМ иметь ступеньку или полный набор кривулек, кому от этого плохо? Ведь обратная связь все это скомпенсирует.

[Alex-lab]

А сама проблема не избыточна?
Если я правильно понимаю, вы добиваетесь линейной зависимости выходного напряжения от ШИМ. Ну, и зачем это нужно?
Вам в итоге линейный усилитель ШИМ прямого регулирования или просто стабилизированный источник с ОС нужен?
Ну, будет ШИМ иметь ступеньку или полный набор кривулек, кому от этого плохо? Ведь обратная связь все это скомпенсирует.

Важность этого была в том, что на отдельных участках значений Кзап ШИМ был отрицательный угол выходной характеристики. При попадании в эти области, ПИД регулятор работал не правильно, появлялись осцилляции и т.д., из-за локальной положительной обратной связи.
Это именно "усилитель", точнее генератор. Только нагрузка не линейная, имеющая частично емкостный харакетр.
Сейчас, по мимо оптимизированной намотки, сделал дополнительную нагрузку из ламп накаливания прямо на вторичную обмотку. Пока для экспериментов хватает.
В принципе не плохо показал себя избыточный трансформатор из трех колец R50x30x20 N87 (около 6кВт Ргаб). На такую трубку хорошо входят обмотки по одному слою каждая. Размер лишь немного отличается от ЕТД59.

[VNS]

Посмотрел общую схему. Питание драйверов от +12 и -12 Вольт. Всего получается 24 Вольта или 12 Вольт? Непонятно... В одном из сообщений Вы писали, что транзисторы грелись - верный признак неправильного питания драйверов HCNW3120-500E. Рекомендую применить схему питания по Figure 26 +18 Вольт, Общая шина, -5 Вольт.
http://www.farnell.com/datasheets/652282.pdf
Напряжение питания каждого драйвера верхнего плеча, а лучше и нижнего плеча тоже, должны быть независимы и галванически развязаны между собой. В Вашей схеме транзисторы открываются уровнем +12 (+24) Вольта, а запираются нулевым уровнем напряжения.
Средняя точка уровней +18 Вольт и -5 Вольт должна быть подсоединена в соответствии со схемой Figure 26, что гарантирует уровень -5 Вольт на затворе закрытого транзистора, а не нулевой как показано...

[Alex-lab]

Посмотрел общую схему. Питание драйверов от +12 и -12 Вольт. Всего получается 24 Вольта или 12 Вольт? Непонятно... В одном из сообщений Вы писали, что транзисторы грелись - верный признак неправильного питания драйверов HCNW3120-500E. Рекомендую применить схему питания по Figure 26 +18 Вольт, Общая шина, -5 Вольт.
http://www.farnell.com/datasheets/652282.pdf
Напряжение питания каждого драйвера верхнего плеча, а лучше и нижнего плеча тоже, должны быть независимы и галванически развязаны между собой. В Вашей схеме транзисторы открываются уровнем +12 (+24) Вольта, а запираются нулевым уровнем напряжения.
Средняя точка уровней +18 Вольт и -5 Вольт должна быть подсоединена в соответствии со схемой Figure 26, что гарантирует уровень -5 Вольт на затворе закрытого транзистора, а не нулевой как показано...

Спасибо, вы абсолютно правы. 12 было в самом начале, но оказалось, что этого не достаточно для разрешения работы драйвера, он стартует только с 12.5 из-за UVLO. По этому пришлось поднять до 15, а затем и до +14/-4В. Но если честно, то особой разницы между этими режимами не заметил, ни по теплу, ни по надежности. Сами по себе транзисторы ни разу не стреляли, только из-за ошибок в прошивке (пару раз переполнялись переменные). Выше 55 град радиатор не нагревался даже при ~130% мощности (2,2кВт). Работал без нареканий, воду быстро правда нагревал.
Обозначения может не очень корректные. -12 значит минус БП 12V. Все источники изолированные, иначе бы не работало.
Прошерстил не мало информации, и находил упоминание, что если у транзистора порог отпирания 3В, то 0В прнципиально от -5В ничем не отличается. Хотя сам сделал именно с подтяжкой.

Сообщение отредактировал Alex-lab - Jun 19 2018, 07:30

[monos]

Порог отпирания снижается с повышением температуры кристалла. С увеличением напряжения на затворе уменьшается сопротивление перехода. Это все отражено на графиках в ДШ транзистора. Отрицательное смещение предотвращает заряд затворной емкости одного транзистора, вследствие эффекта Миллера, при переключении другого транзистора в стойке.