Есть трансформатор на торе (из какого-то китайского инвертора), сердечник намотан из ленты трансформаторной стали.
В некоторых случаях при старте (в холостую или под нагрузкой без разницы) я наблюдаю такую картину:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Т.е. сердечник уходит в насыщение от 1/8 периода первого импульса синуса. Иногда уходит, иногда нет. Экспериментально определено что это зависит это от состояния, при котором сердечник был в последний раз выключен. Если я вЫключаю трансформатор синхронизируясь с фазой, дождавшись нулевого напряжения, старт всегда проходит хорошо. Если же выключаю без контроля фазы, то сердечник при последующем включении может войти в такое насыщение.

Разумное объяснение которое я нахожу, что магнитные домены сохраняют свою ориентацию и при последующем включении до насыщения совсем близко.
На других сердечниках не припомню таких эффектов. В гугле поискал про насыщение/сохранение ориентации доменов, что-то не нашел.
Вопрос - верно ли мое предположение и на каких сердечниках такой спецэффект можно ожидать?

Может действительно слишком "китайская" сталь с большой остаточной индукцией и небольшой насыщения. Как крайний пример - магнитные материалы для запоминающих устройств. Но тут, конечно, вряд ли тот случай (в смысле материала), но смысл в том, что от остаточной намагниченности до насыщения у них недалеко.

А включение у Вас происходит в нуле фазы или в произвольный момент?
Мы тоже используем такие же мощные торы но не Китайского, а отечественного производства, большой бросок тока имеем почти всегда, приходится даже применять защитные меры.

Верно. Остаточная магнитная индукция Br имеется у всех ферромагнитных материалов. В двухтактной схеме она может быть положительной или отрицательной в зависимости от того, в какой части периода "выключили" трансформатор. В одном случае максимальное изменение индукции в сердечнике (до индукции насыщения Bs) может быть Bs-Br, в другом случае Bs+Br. Дальше все зависит от того, сколько производитель сэкономил на железе и меди, т.е. какой размах индукции заложил в свой трансформатор.
ПМСМ, насыщение при 1/8 периода - сильно круто даже для китайцев. Обычно для "мягкого" запуска достаточно уменьшить вольт-секунды в два раза, например, начинать первый импульс не с нулевого, а с максимального напряжения.

Включение всегда с нуля фазы.
Другой подобный сердечник парни потестировали, результаты похожие.
Вывод - для человеческой работы нужен контроль насыщения и правильный старт.
Сегодня добавил в прошивку мягкий старт (за 16 периодов синуса плавно наращиваю амплитуду с 0 до 100%), завтра попробуем.
В голове крутится второй вариант реализации без мягкого старта - если вижу на первом импульсе что ток начинает улетать, то меняю фазу, т.е. делаю повтор с нулевого напряжения, но в другую сторону. Но здесь не очень нравится резкий разрыв синуса. Думаю, плавный старт будет лучше для потребителей.

Магнитный хранитель?

Очень похоже Вообщем вывод - сталь замкнутая по контуру без зазора любит такие устойчивые состояния.

Индуктивности включают при переходе фазы через максимум, а не через ноль, для уменьшения бросков тока.

Как это так?

Коллега считает, что поскольку ток в индуктивности отстаёт от напряжения на 90град, то надо её включать в цепь переменного тока в момент максимума напряжения. Тогда, соответственно, ток должен "отстать" и быть близким к нулю. По этой логике, если включить индуктивность в момент перехода напряжения через ноль, то ток будет максимальным.

это следствие закона Фарадея Максвелла при условии B=0 (или близкой к нему) начальной индукции в момент включения и непревышения |B_sat| в течение ближайшего полупериода.
конечно подразумевается экономия меди и отсутствие большого запаса по рабочей индукции в установившемся режиме.

Заинтересовался таким явлением, и ВОТ нашелся интересный документик.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Неужели ТОЭ многие забыли вдруг?

Сталь с немагнитным зазором стартует точно так же с остаточной намагниченности, являющейся характеристикой материала сердечника. Разница в том, что в сердечнике с зазором через энное число циклов намагничивания остаточная намагниченность уменьшится. Но, если сердечник с зазором "выключить" и подождать некоторое время, он снова вернется в исходное состояние остаточной намагниченности.

Именно - одного из материалов системы (сталь, воздух или другой немагнитный материал), но воздух держать намагниченным без применения силы (напряжённости поля) невозможно (он линейный ), поэтому в системе сталь - воздух установится значение индукции меньше чем Br (остаточная индукция).

В каждом цикле будет всё повторяться, и чего тут ждать?

Я бы не спрашивала, будь это дроссель, а не трансформатор под нагрузкой, о чем написано в первом сообщении.

Само по себе не установится - оно будет только в рабочем режиме. Энергия на размагничивание сердечника поступает из источника питания. Выключили питание - через некоторое время сердечник вернется в состояние остаточной намагниченности.



В двухтактной схеме первые несколько циклов намагничивания сердечника трансформатора будут несимметричными. Если в трансформаторе заложен большой размах индукции, может произойти насыщение сердечника. Включение в максимуме напряжения уменьшает в два раза вольт-секундный интеграл в первом цикле намагничивания. Если сердечник не войдет в насыщение в "укороченном" цикле, дальше ему уже будет полегче - максимальное значение индукции в следующих циклах будет уменьшаться, пока он в итоге не перейдет на симметричную петлю намагничивания.

Автор же писал, что за одну восьмую периода он получает насыщение. А про такты ничего не писал.
Вот и стало мне странно про вторичную обмотку...

Вы невнимательны:

да и при чем тут нагрузка вообще, когда у ТС явно влетает в насыщение по индукции ?
или электродинамика для дросселей одна, а для "нагруженных" трансформаторов иная ?

Таня , Вы никогда не наблюдали лично подобного эффекта у трансформаторов ? Только у дросселей ?

Не сложилось. Увы.

Эт точно, нагрузка не при чем.
Все сложнее.
Возле меня стоит китайский ЛАТР на 5 КВт, который спокойно иногда без нагрузки при включении выбивает автомат на 40 А класса С.
Здесь просто включением по переходу через 0 не объяснить. Этот автомат не выбивал даже старт мотора с 60А в пике.
Возможно в обмотках что-то коротит кратковременно у китайцев.

У меня свои "веселые картинки".
Зависимость отношения скользящего RMS-значения (значение первого пика) к RMS-установившемуся значению от соотношения индуктивного и активного сопротивлений при двух вариантах включения: 90 и 0 градусов:
RMS_peak/RMS_av vs XL/R
P.S.
Пиковые амплитудные - еще выше, есс-но.

Для примера, в чем разница между скользящим RMS и ампл. значениями:
Picture

Если не выбивает защиту, а трансформатор не греется и аппаратура ведёт себя нормально - забейте! Можно, конечно, продолжать наблюдение

Как говорится: "Поиск ведёте в правильном направлении..." ("Место встречи изменить нельзя"), но лучше всё-таки почитать учебник физики ту часть, что про электричество и магнетизм или какую-нибудь книжку по проектированию трансформаторов (первое, что приходит на ум - Бальян, но тяжеловат).

Верно! Скорее речь должна идти о "неправильно" рассчитанных или неправильно применяемых трансформаторах на любых сердечниках. Поэтому не подбирайте какие попало трансформаторы, особенно китайские Китайцы сильно экономят на медном проводе и рассчитывают свои трансформаторы на индукцию близкую к индукции насыщения.


Отослал бы тоже к учебнику физики , но зная Ваш уровень подготовки скажу: Порисуйте в координатах (B,H) результирующую характеристику (петлю) для магнитного сердечника с зазором, будет всё понятно. Если не получится, кину в личку, когда время будет.

попробуйте подключить параллельно первичной обмотке конденсатор, чтобы получился колебательный контур на 1-10 кГц. Тогда при выключении в максимуме тока будут возникать затухающие колебания и сердечник трансформатора будет размагничиваться.

"Хорошее" решение для установившегося режима, но для настоящего случая ключевыми словами являются: "момент включения", а в этот самый момент конденсатор начнёт заряжаться током, ограниченным только сопротивлением подводящих проводов, и если конденсатор невелик, то он быстро зарядится и будет всё как и было, а если велик то будет... Так что?

0,1 мкФ выбьет зарядным током ваш предохранитель?
PS что-то сразу не сообразил, что это - высокочастотный преобразователь. Меня смутило упоминание трансформаторной стали в сердечнике. В ВЧ инверторе, конечно, этот способ размагничивания сердечника неприменим.

Сильный аргумент. Но у меня есть несколько вопросов:
1) В трансформаторе на торе пропилили зазор - остаточная индукция сразу уменьшилась, мгновенно? Если не мгновенно, то через сколько? Что об этом пишут в учебнике физики?
2) Откуда берется энергия, размагничивающая сердечник? Энергия вакуума, механическая работа по пропиливанию сердечника ...
3) Экспериментально проверяли величину остаточной индукции в момент включения и в установившемся режиме?

В Интернете полно подобных видео, которые делают пытливые дилетанты (хотя, по заверению Эйнштейна именно такие иногда и делают открытия ). Лично я не вижу никакого чуда в этом. Короче, никакого "магнитного хранителя" не существует!!!
Когда половинки сердечника прижаты друг к другу, то после отключения питания домены на поверхности одного сердечника замыкаются по полю с доменами на поверхности другого сердечника. И таким образом, во-первых, нейтрализуют лишнюю индукцию, во-вторых сцепляют своим междоменным полем сердечники.
В результате механического разъединения этой системы, доменная структура мгновенно перестраивается и нейтрализация оборванных доменных границ происходит уже на поверхности каждого сердечника в отдельности. При повторном их соприкосновении притяжения уже не последует, т. к. "внешние доменные связи" уже оборваны. Требуется повторное включение питания электромагнита.
P. S. Ну, а "хранитель" наверное всё-таки есть, только в ином, стандартном смысле. Остаточная индукция как была, так и осталась (не будем считать мелкие потери на перестройку доменов).

Да, отослал бы но в правильном контексте. Не обижайтесь.
1) Ещё раз. Я не говорю о изменении свойств самой стали, сталь останется сталью, и все её магнитные свойства сохранятся. Я говорю о системе сталь-зазор (повторил уже несколько раз).
Зазор "сразу" изменяет свойства системы. Что бы удержать в зазоре индукцию равную Br (остаточная в стали) нужна довольно большая напряжённость поля, но после
выключения тока в обмотке нет внешней силы создающей поле, остаётся единственная сила - коэрцитивная, и остаточная индукция в зазоре соответствует ей, ну и, конечно,
длине зазора. К сожалению я сам давно не читал учебников , а то просто дал бы ссылку.
2) Про это уже, фактически, сказал выше, но советую: порисуйте...
3) Ещё раз: нарисуете, и всё сразу наладится, наступит просветление и не нужно будет ставить довольно трудоёмкий и (по-моему) сомнительный эксперимент.
Уже не первый раз рассказываю о благотворном влиянии зазора на трансформатор для преобразователя, особенно двухтактного, только в этом деле, как и во всём надо знать меру (можно и навредить).

Пока из ваших коментариев видно что вы даже не поняли смысл проблемы.
Я вам ее переформулирую чтобы вы поняли.

Фишка в том, что трансформатор у ТС включается нормально после того как его выключают на максимальном токе (переход фазы через ноль)! Т.е при максимальной намагниченности!
Т.е. остаточная нмагниченность идет на пользу, а не во вред.

А теперь докажите что это "фэйковая новость" или наоборот, что данное явление реально существует.

Стало быть ТС "выключает " трансформатор не абы как а неким "полным мостом" с корочением обмотки и консервацией текущего в ней тока на время рассасывания порядка L/R . Об этом ему следовало бы сказать сразу: чем он включает/выключает. Это меняет дело , потому что все объясняется логично, даже то, почему через 1/8 периода иногда возникает насыщение (что самое странное из всего).

Читайте внимательнее тему тему, мой пост #23.
Я не отрицаю существование такого явления и оно не является новостью, тем более фейковой. Хотите доказательств, ищите их в учебнике а не на форуме.
ТС интересовался, в том числе, где можно об этом явлении посмотреть, я посоветовал, если считаете недостаточным, добавьте.
Ещё раз повторю, что основной причиной неприятностей ТС являются: неправильное проектирование или неправильное применение (в данном случае) трансформатора (взявшегося неизвестно откуда ).
А моя пикировка с wim-ом, прошу прощения, это, конечно оффтоп, но я сразу предлагал перенести её в личку.



В Вашей интерпретации речь, видимо, идёт о токе намагничивания. Его легко обнаружить только на холостом ходу или на малой (очень малой) нагрузке, при реальных нагрузках (резистивная, индуктивная, ёмкостная, выпрямитель, нагруженный на ёмкость или индуктивность и т.п.), которая ещё и изменяется по ходу дела, ток намагничивания теряется на фоне тока потребления и трудно точно, а порой и невозможно, определить момент когда нужно выключить устройство чтобы получить хоть какую-нибудь пользу.

Давайте пока обойдемся без графиков, поелику у нас тут стационарное состояние. Стало быть, у стали остаточная индукция как была Br так и осталась Br. В системе "сталь-зазор" остаточная индукция уменьшилась. Значит, зазор создал индукцию противоположного знака?
P.S. Про коэрцитивную силу, которая "остаётся" - это еще сильнее аргумент, чем все, что были раньше.

Так что, я уже могу идти пить чай? Или что-то ещё нужно сказать?
PS

Нет, не индукцию противоположного знака, а поле противоположное коэрцитивной силе Hc.

Добавлю небольшую интригу:
http://my-files.ru/81wkw0
Это ток в обмотке однотактного прямоходового преобразователя. При запуске сердечник немного заходит в область насыщения. Дальше петля гистерезиса постепенно смещается вниз. При фиксированных вольт-секундах это приводит к уменьшению максимального значения индукции и выходу из области насыщения.
Картинка показывает возможность измерения остаточной индукции косвенным методом, а также демонстрирует, с какой скоростью протекает процесс установления остаточной индукции в феррите. По моим наблюдениям, в трансформаторном железе он протекает еще медленнее (а в учебнике пишут, что "сразу" ).

- ничего там не коротит (хотя бросок тока большой - может двигать витки). Если номинальная мощность 5 кВт - єто около 22 А номинального тока.
А бросок тока намагничивания, грубо, в таких "тяжельіх случаях" можно считать, что может составлять несколько крат от номинального тока, до десяти раз.

Дополню, для защиты трансформаторов используются автоматические выключатели с 20-кратной от Iн уставкой срабатывания при коротком замыкании.

Совершенно верно, точнее - при переходе напряжения через максимум (если синус). И выключать его тоже нужно именно в этот момент для предотвращения индуктивных выбросов. Другое дело, что таких выключателей нет и включают/отключают абы как, предусматривая бешеные запасы по току и напряжению.

Возьмите простейшую модельку транса (даже идеального) и убедитесь, что если включать при переходе напряжения через ноль, начальный ток (а, без нагрузки это и будет ток намагничивания) будет вдвое больше.

А, поскольку транс имеет запас по магнитному полю всего 20-30% от номинального, сердечник влипает в насыщение, что и вызывает очень большие пусковые токи.

Заодно, полезно будет посмотреть как долго (Lтранса/Rсети) устаканивается средний ток транса если включать в нуле.

Нагрузку можно не подключать, она на ток намагничивания практически не влияет.

Серьёзно? А я считал, что нагруженный трансформатор трансформирует сопротивление своей нагрузки на первичную сторону. Особенно идеальный.

Еще раз напомню. Автомат 40А класса C.
Так что ваш ответ не в тему. Думайте дальше.

Напрасно. Ток намагничивания сердечника не зависит от нагрузки.

Ток от всего зависит. Сначала огласите условия при которых ваша гипотеза может считаться верной.

Если пренебречь изменением магнитных свойств сердечника и изменением сопротивления первичной обмотки под действием нагрева токами первичной и вторичной обмоток.

Гуглить "peak switching SSR" - поставили такой в 5 квт автотрансформатор и забыли о проблеме. Т.к автотрансформаторы обычно включа.т в сеть при практичесик выведенной нагрузке, то индуктивная нагрузка постоянно выбивала автоматы.

Вопрос не в том что поставить (где надо, что надо уже стоит), а в том откуда токи не в 10 раз большие, а минимум в сто раз.
Или, если с другого конца посмотреть, в чем проблема автоматов класса C. С моторами такого эффекта не наблюдается у них.
Хотя может память изменяет, моторы именно автоматом не включали, они включаются контактором последовательно с автоматом.
А вот ЛАТР включали автоматом. Включаешь и его моментально выбивает.


Учите электротехнику. Вы перечислили не все упрощения необходимые для вашей гипотезы.

Откуда в 100 раз? Класс С 5-10, класс D 10-20. Вы поставили 40А С на 23 приблизительно номинального потребления трансформатора. Имеет право выбивать при 200А. Вот GV2RT14, ток уставки от 6 до 10А, ток срабатывания э/м расцепителя 200А.
У Вас еще и ЛАТР китайский. Немного экономии и броски больше чем положено.
А для двигателей перегрузочный ток меньше чем для трансформатора.

Скорее это проблема с автоматам, а не с током. Для надежности надо бы скриншот с осциллографа с токовых клещей сделать в процессе включения.
Сталкивался с тем, что некоторые конструкции автоматов имеют инерционные средечники в магнитных датчиках перегрузки и сердечники "запоминают" максимальное значение тока, а не действующее и автомат срабатывает, хотя перегрузка была кратковременной ( один период сетевой). Помню даже исследовали автоматы, разряжая на них батарею конденсаторов и смотрели на результаты срабатывания.
А еще часто отбивает разностная защита, т.к у больших трасформаторов при наличии заземления корпуса нагрузка по переменке ассиметричная относительно земли из за собственной емкости обмоток.

Стоял PL6-C40/3
А ЛАТРЫ были такие -
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Что измерять я знаю, но загадка тогда станет не интересной.

Так у Вас 5 кВт на фазу или на 3 фазы?


Если под разностной защитой понимается разный ток полюсов, то у данного выключателя он не контролируется.

У меня хитрее было- выбивало разностный автомат в щитке, а при переходных процессах выбивало и термомагнитный автомат около ЛАТРА. Когда включили на другую фазу ( без разностного автомата) выбивать стало гораздо реже. Поставили термисторный мягкий пуск, но и тогда выбивало при быстром повтороном включении ( термисторы не успевали остыть). Но полностью избавились от проблем при использовании peak switching SSR - твердотельного переключателя для индуктивных нагрузок с открыванием на максимуме амплитуды.