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?

[Serg SP]

Насчёт подсчёта именно потерь сказать не могу, но на Паяльнике есть ветка с бесплатными программами от Владимира Денисенко. Сам не пробовал (двухтактные считаю в ручную), но по отзывам, народу нравится.
http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=70885&st=0

[iiv]

Такое делают, например, Ансисом (в закромах есть) или Эдиссоном или ЕММаксвеллом. Во всех пакетах можно указать несколько параметров, например, габаритные размеры катушки, сечение провода, число витков, типы перебираемых ферритов и тд, и по ним провезти оптимизацию. Компьютерное время такой оптимизации Вас может удивить, у меня часто бывает от недели на шестиядернике.

[AlexeyW]

Компьютерное время такой оптимизации Вас может удивить, у меня часто бывает от недели на шестиядернике.

За неделю можно написать свое моделирование (2 дня), промоделировать (1 день) и сходить в поход (4 дня)

Коллеги! Кто как оптимизирует потери в трансформаторе?

Вообще, транс сам по себе не минимизируется по потерям, минимизируется вся схема - в зависимости от нее, разные паразитные параметры имеют разный вес. Какая у Вас базовая схема? Я бы именно с этого начал.

Сообщение отредактировал AlexeyW - Oct 26 2011, 19:14

[SergCh]

За неделю можно написать свое моделирование (2 дня), промоделировать (1 день) и сходить в поход (4 дня)

Вообще, транс сам по себе не минимизируется по потерям, минимизируется вся схема - в зависимости от нее, разные паразитные параметры имеют разный вес. Какая у Вас базовая схема? Я бы именно с этого начал.

Базовая схема прямоходовой однотактник в виде косого моста.

[iiv]

За неделю можно написать свое моделирование (2 дня), промоделировать (1 день) и сходить в поход (4 дня)

если Вы способны запрограммировать FEM-BEM с хорошим порядком аппроксимации с параметризовынным сеточным генератором за два дня, конечно я преклоняю перед Вами голову

Вообще, транс сам по себе не минимизируется по потерям, минимизируется вся схема - в зависимости от нее, разные паразитные параметры имеют разный вес. Какая у Вас базовая схема? Я бы именно с этого начал.

Отчасти - да, отчасти - нет. Имею тесный опыт общения с одной немецкой фирмой - лидером по производству электромоторов и электромагнитных систем. Так вот в этой фирме именно Эдиссоном моделлируют трансформаторы, чтобы все скин эффекты выловить и КПД поднять, строят модель, которую потом в спайс симмулятор загоняют и уже все остальное оптимизируют.

ЗЫ зняю примерно, что этот самый Эдиссон (софт) писался 7 лет 5-ю спецами, с годовым бюджетом 1мЕвро в год, то есть люди были очень мотивированны, но быстрее не могли...

[SergCh]

Эдиссон, это бесплатный софт?
Можно подробнее, полное название программы или ссылку, иначе я на долго погрязну в поисках

[iiv]

Эдиссон, это бесплатный софт?
Можно подробнее, полное название программы или ссылку, иначе я на долго погрязну в поисках

Они все не бесплатные, примерно от 30кбакс за лицензию Ансис есть в закромах, если что, правда я закроматую версию даже не скачивал, не в курсе все ли там есть. Про остальные - Эдиссон и ЕММаксвелл знаю только из-за того, что на работе все это есть лицензионное. Как и что ставилось - это к нашему сисадмину и бугалтерам - я либо пользую, либо сам модели да алгоритмы туда докручиваю. Вспомнил еще один софт - Феко, видел аннонс, что они тоже что-то похожее умеют, сам фекой ни разу не пользовался.

[SergCh]

Они все не бесплатные, примерно от 30кбакс за лицензию Ансис есть в закромах, если что, правда я закроматую версию даже не скачивал, не в курсе все ли там есть. Про остальные - Эдиссон и ЕММаксвелл знаю только из-за того, что на работе все это есть лицензионное. Как и что ставилось - это к нашему сисадмину и бугалтерам - я либо пользую, либо сам модели да алгоритмы туда докручиваю. Вспомнил еще один софт - Феко, видел аннонс, что они тоже что-то похожее умеют, сам фекой ни разу не пользовался.

Нет, нам это пока не по карману (( Время инженера дешевле стоит.

[Microwatt]

А какой здравый смысл в такой "оптимизации"?
В Париже проектируют на потоке 500МВт трансформаторы для Краснярских ГЭС? Где вырежут семиугольное железо по чертежу и накатают треугольный медный провод?
Сначала трансформаторы нужно учиться делать. Потом - делать, налетывать часы, набирать опыт. А уж когда дело дойдет до уникальных, многомиллионных заказов - дойти до оптимизации и шестиядерных процессоров.
Пока - берите стандартный сердечник и пробуйте намотать хоть что-то. Ошибка в 1-2% на 100ваттном источнике серией в 10 шт не стоит 30 тыс баксов на ПО и впустую потерянного времени.

[SergCh]

А какой здравый смысл в такой "оптимизации"?
В Париже проектируют на потоке 500МВт трансформаторы для Краснярских ГЭС? Где вырежут семиугольное железо по чертежу и накатают треугольный медный провод?
Сначала трансформаторы нужно учиться делать. Потом - делать, налетывать часы, набирать опыт. А уж когда дело дойдет до уникальных, многомиллионных заказов - дойти до оптимизации и шестиядерных процессоров.
Пока - берите стандартный сердечник и пробуйте намотать хоть что-то. Ошибка в 1-2% на 100ваттном источнике серией в 10 шт не стоит 30 тыс баксов на ПО и впустую потерянного времени.

Я объясню зачем.
Сейчас у меня основная проблема отвода тепла именно от трансформатора, а габариты его заданы весьма жёстко. Можно поиграться такими параметрами как количество колец из которых собран сердечник, количество витков, толщина провода, частота преобразования. И как правило, уменьшая потери с одной стороны они обязательно увеличатся с другой. Вот и ищу оптимум.

PS/
Господин Микроватт, вы как я заметил весьма сдержаный и тактичный собеседник... может вас что-то задело в моём вопросе ?

[iiv]

А какой здравый смысл в такой "оптимизации"?
В Париже проектируют на потоке 500МВт трансформаторы для Краснярских ГЭС? Где вырежут семиугольное железо по чертежу и накатают треугольный медный провод?
Сначала трансформаторы нужно учиться делать. Потом - делать, налетывать часы, набирать опыт. А уж когда дело дойдет до уникальных, многомиллионных заказов - дойти до оптимизации и шестиядерных процессоров.
Пока - берите стандартный сердечник и пробуйте намотать хоть что-то. Ошибка в 1-2% на 100ваттном источнике серией в 10 шт не стоит 30 тыс баксов на ПО и впустую потерянного времени.

Почему же 500МВаттные? Достаточно задуматься о миливатных дизельных форсунках, в которых надо, чтобы поле электромагнита боролось с гидравликой во временном диапазоне в микросекунды. Да, тут не ГЭС, но 10тыс атмосфер дизеля себя ведут так пахабно и дизель при таких давлениях ведет себя довольно упруго, почти как газ, так что вихревые токи электромагнитного клапана форсунки должны во время бороться с десяти-килоатмосферными ударными волнами, иначе все разнесет в дрызг и никто даже причину не узнает.

Хотя нет, Вы правы с мегаваттами, недавно участвовал в симуляции антенны, которая в пике как раз чуть-чуть больше гигаватта излучала, правда за импульс она только около 10 Дж испускала (70кВ, 15кА). Вы представляете как экспериментально без симуляций сделать такую антенну? Я этим занимаюсь именно со стороны численного моделирования, если интересно, могу много об этом понарассказывать, ведь Вы и многие другие на форуме также мне много помогаете, когда я со своими практическими вопросами по поводу моего хобби здесь всех мурыжу

Поэтому я надеюсь, имея такой как у меня опыт численного FEM моделирования, я достаточно компетентно ответил ТС на его вопрос. Имея разумный опыт, взяв триальную версию (полностью легально и бесплатно) от Ансиса, провезти симуляцию, как хотел того ТС, за месяц, очень реально.

[AlexeyW]

если Вы способны запрограммировать FEM-BEM с хорошим порядком аппроксимации с параметризовынным сеточным генератором за два дня, конечно я преклоняю перед Вами голову

Молчу, молчу )
Но Микроватт все же прав. Если полное моделирование и даст точные результаты, то хороший ручной расчет транса для обычных диапазонов частот, при хорошем понимании процессов, ошибется на 10% самый максимум (я имею в виду ошибку оценки паразитных параметров, основные параметры считаются вполне точно), а типично - 5%. Но такая ошибка уже, как правило, меньше, чем точность изготовления (типа толщина изоляции, равномерность намотки и т.п.).
Другими словами, аккуратный быстрый расчет дает 1% по основным и 5% по паразитным параметрам транса, 10-15% по КПД схемы (можно применить несложную быструю симуляцию). Если с недельными расчетами (а неделя - этобольше, чем нужно на изготовление нескольких трансов) мы выжмем точность 0,1% по всем параметрам - много ли это даст? И, главное, мы не получим понимания происходящих процессов (имено поэтому так полезно считать и моделировать самому).

[Herz]

Имея разумный опыт, взяв триальную версию (полностью легально и бесплатно) от Ансиса, провезти симуляцию, как хотел того ТС, за месяц, очень реально.

Имея некоторый опыт освоения Ансис, не соглашусь. Это - для Вас, имеющего разумный опыт и владеющего программой, месяц - реально.
А вот Вы как быстро Ансис освоили? Самостоятельно?

[iiv]

Имея некоторый опыт освоения Ансис, не соглашусь. Это - для Вас, имеющего разумный опыт и владеющего программой, месяц - реально.

В этом согласен, если до этого опыта моделирования и необходимых навыков работы с сетками нет, то на это может пара тройка месяцев уйти, если серьезно в этом разбираться - то год. Если дело только о трансе, как у ТС, можно взять готовые примеры из Ансиса, и сразу на них решать свою задачу. Теребя соответствующий форум, или хотя бы правильных людей (я бы в чем-то мог бы помочь, но, думаю, я здесь не один) - реально за месяц.

А вот Вы как быстро Ансис освоили? Самостоятельно?

До Ансиса я принимал участие в написании аналогичных пакетов, в Эдиссоне матричная решалка частично мною, а частично, под моим руководством писана. Ансис - не догма, многие специализированные софты его как тузик грелку делают, но, по общему удобству и наличию всего на все случаи жизни, Ансис, сейчас, конечно, стандарт.