Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Отверстие в сердечнике трансформатора
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Силовая Электроника - Power Electronics > Компоненты Силовой Электроники - Parts for Power Supply Design
Страницы: 1, 2
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
Цитата(Vokchap @ Oct 7 2007, 19:05) *
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
Цитата(AML @ Oct 8 2007, 17:28) *
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.
AML
Цитата
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
Цитата(AML @ Oct 8 2007, 19:57) *
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
Цитата(AML @ Oct 8 2007, 17:28) *
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.




Цитата(Прохожий @ Oct 8 2007, 20:57) *
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
Цитата(gyrator @ Oct 8 2007, 21:38) *
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
Цитата
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
Цитата(AML @ Oct 8 2007, 23:40) *
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.


Цитата(Прохожий @ Oct 8 2007, 21:55) *
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"".
AML
Цитата
Рассматривайте часть магнитопровода, охваченную
витком, как дифф. транс. тока

Направление мысли понял, спасибо. Буду обдумывать.
Прохожий
Цитата(gyrator @ Oct 9 2007, 00:12) *
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" smile.gif .
AML
Цитата
Рассматривайте часть магнитопровода, охваченную витком, как дифф. транс. тока .

Эквивалентная схема, вроде, вот такая получается.
Прохожий
Цитата(AML @ Oct 9 2007, 02:00) *
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
Цитата(AML @ Oct 9 2007, 02:39) *
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
Цитата(Прохожий @ Oct 9 2007, 02:17) *
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. biggrin.gif
Прохожий
Цитата(gyrator @ Oct 9 2007, 07:21) *
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.

Цитата(gyrator @ Oct 9 2007, 07:21) *
З.Ы.
Кстати, кто-то обещал модельку сварочника
которым торгуют за килорубли. biggrin.gif

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
Цитата(Прохожий @ Oct 9 2007, 19:38) *
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
Цитата(gyrator @ Oct 9 2007, 20:05) *
-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
Цитата(AML @ Oct 8 2007, 17:28) *
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
Цитата(Прохожий @ Oct 9 2007, 20:57) *
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
Цитата(AML @ Oct 9 2007, 21:59) *
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
Цитата(Stanislav @ Oct 10 2007, 11:42) *
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.

Цитата(Stanislav @ Oct 9 2007, 20:06) *
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. biggrin.gif
AML
Цитата
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.
Цитата
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
Цитата(AML @ Oct 10 2007, 17:24) *
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
Цитата(gyrator @ Oct 10 2007, 20:33) *
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
Цитата(Прохожий @ Oct 10 2007, 20:42) *
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).

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
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.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
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.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Как победить это противоречие – я не придумал.
AML
Разобрался smile.gif
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).
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Herz
Цитата(gyrator @ Oct 8 2007, 22:12) *
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.


Цитата(AML @ Oct 11 2007, 01:58) *
Разобрался smile.gif
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.
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
Цитата
Разобрался smile.gif 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.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
При этом схема упостилась, а процессы в ней стали похожи на то, что описывал gyrator
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
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.
Vokchap
AML
Спасибо за разъяснения.
Надо немного обмозговать ...
Прохожий
Цитата(AML @ Oct 11 2007, 18:08) *
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?
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
Цитата(AML @ Oct 11 2007, 18:08) *
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
Цитата(tyro @ Oct 11 2007, 19:47) *
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
Цитата
на первый взгляд мало чем отличается от рассмотренного.
Вот так?
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
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.
Цитата
может надо площадь сердечника охваченного витком вычесть из общей площади сечения?
Думаю, что не надо. Ведь это сечение участвует в общих процессах перемагничивания.


Цитата
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
Цитата(AML @ Oct 11 2007, 20:05) *

Именно так.
Цитата(AML @ Oct 11 2007, 20:05) *
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
Цитата(AML @ Oct 11 2007, 19:05) *
Думаю, что не надо. Ведь это сечение участвует в общих процессах перемагничивания.

А зачем тогда сверлить? Делаем виток без дырки, просто и технологично?
AML
Цитата(tyro @ Oct 11 2007, 19:13) *
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.


Цитата
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
Цитата(AML @ Oct 11 2007, 20:21) *
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
Цитата(AML @ Oct 11 2007, 19:21) *
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
Цитата(tyro @ Oct 11 2007, 19:29) *
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
Цитата(AML @ Oct 11 2007, 21:01) *
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...
Цитата(AML @ Oct 11 2007, 11:12) *
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.
Цитата
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
Цитата(AML @ Oct 11 2007, 20:21) *
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.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.