Не все статьи в формате PDF одинаково полезны

Засомневавшись в тех выводах , которые изложены для пятислойной обмотки дроселя , провел натурный эксперимент.
Взял сердечник от транса типа ETD29 с керном D=10мм и зазором 0,5 мм .

Эксперимент 1 : намотано 5 слоев виток к витку по 10 витков на слой проводом 0,315 мм . Всего 50 витков .
Rdc = 0,58 Ома . L = 0,69mH . на частоте 100 кГц резонанс с емкостью 3,92 nF . Волновое сопротивление контура 420 Ом .
По затухающему переходному процессу подсчитал количество колебаний Ne=53 когда амплитуда спадает в "e" раз. Добротность Q образованного параллельного контура составляет 53*3.14 = 166. Вносимое сопротивление потерь Rac=420/166= 2,53 Ом.
Отношение Rac/Rdc= 4.36 ( в статье пугают числом 11.6 )

Эксперимент 2 : намотан 1 слой виток к витку 50 витков проводом 0,315 мм . Всего 50 витков .
Rdc = 0,48 Ома (провода меньше надо) . L = 0,50mH . С той-же полипропиленовой емкостью 3,92 nF период стал 9,0 мкс (не суть ) . Волновое сопротивление контура 357 Ом .
По затухающему переходному процессу подсчитал количество колебаний Ne=65 когда амплитуда спадает в "e" раз. Добротность Q образованного параллельного контура составила 65*3.14 = 204. Вносимое сопротивление потерь Rac=357/204= 1,75 Ом.
Отношение Rac/Rdc= 3.64 ( в статье обнадежили числом числом 1.35 для одного наружного слоя ).

Вносимые потери емкостью при его D=0,0006(померял для 10 кГц) равны 0,2 Ома , остальное имхо феррит. Предположим что потери из-за феррита составили 1.75-0.48*1.35-0.2= 0,9 Ома. Тогда более реальное (и соответствующее статье ) Rac/Rdc= 1.35 по второму эксперименту. Но поправим и результаты первого аналогичным образом Rac=2.53-0.2-0.9=1.43 Ом и тогда Rac/Rdc = 2.46 для первого эксперимента но ведь не 11.6 !

Интересно, как бы это выглядело при d=1мм

Судя по практическим результатам, тоже не так страшно, как малюют..
Потому что и между слоями зазор (у нас даже изоляция) и витки соседние неплотно , а на иллюстрациях к расчету ток вытесняется аж на самые верхушки
слоя, (остальное - медь типа изолятор ) то есть практика лучше...Иногда чем корявее намотаешь, тем не хуже...

А при диаметре мм так 5 и токе, ампер эдак 50 выглядело бы еще интересней . Влияет удаленность обмотки от кора, напряженность поля, имхо...

Напряженность поля - вряд ли... Линейно там все... То есть вытесняется в пропорции одинаково...

Но трудно сделать обмотку, в которой потери соответствуют теоретическим...
Трудно не потерять потери за счет неидеальности намотки...
Их, как правило, меньше, чем ждали...

Если не вдаваться в подробности, то, насколько я понял, в многослойных обмотках львиную долю потерь (по сравнению со скином) составляют потери от эфф. близости и вихревых токов возникающих в однонаправленных слоях и растут вместе с увеличением тока в проводнике...

Если это о статье товарищей из "Ирбиса", то в ней есть прискорбная неточность, оттиражированная также в книге Мелешина. Приведенная там формула справедлива только для обмоток без чередования, а с чередованием надо считать по-честному, для каждого слоя, учитывая, какие дружественные и вредные соседи воздействуют на него своим полем. Все это подробненько расписано в книжке доктора американских наук Эриксона.


И опять-таки для реального девайса считать надо по-честному, для каждой гармоники (они-то и греют провод).

Я провел как-то такой эксперимент, только сравнивал мощность потерь - измеренную с расчетной. Дабы не заморачиваться с разложением в ряд Фурье, запустил схему в симуляторе, а потом гармоники тока, рассчитанные им же, перебросил в Excel. Ограничился 10 гармониками (разница в мощности потерь на резисторе рассчитанная в симуляторе и по гармоникам в Excel получилась процентов пять). Потом посчитал потери для каждой гармоники и просуммировал.
Мощность потерь в работающем девайсе измерял по температуре - потом пропускал через обмотку постоянный ток такой, чтоб получить ту же температуру обмотки.
Результаты: для конфигурации с чередованием 1-2-1 расчетные потери получились меньше на 7%. А для для конфигурации без чередования 2-2 - на 20% больше. Я так и не понял, в чем тут засада. Читал где-то, что уравнения Дауэлла хорошо "работают" на длинных обмотках - на кольцах, например. А на коротких Ш-образных кернах - хуже.
В общем, кому интересно, могут поюзать экселевский файлик.

Это которую Ридлей написал?

Не, это которую orthodox процитировал в #23. У Ридлея потери суммируются по слоям, как и положено.

Вот обсуждение в тему: http://electronix.ru/forum/index.php?showt...=34606&st=0

Ага, в общем та же проблема- потери рассчитаны, но их нету.
Я думаю, чтобы получить высокие потери, нагрев, и низкий КПД , надо очень ответственно относиться к намотке,
чтобы делать ее как можно ближе к идеальной.
Если витки или слои не будут плотно прилегать друг к другу, если направление витков будет пересекаться,
как в старых гетеродинных катушках приемников - потери снизятся, и расчетные получить уже не удастся...
Это не теория плохая, это просто не все учтено... А все учесть проще всего намотавши и попробовавши, как wim

.....и древо жизни пышно зеленеет...

Не, там потери есть - но они одинаковые во всех случаях, и тщательный расчет показывает что так оно и должно быть. Хотя, если честно, в форварде потери на вихревые токи гробят КПД примерно на 0,4% - при общем КПД в районе 90%. По-большому счету можно и пожертвовать в пользу технологичности и дешевизны. Правда, в двухтактных топологиях эти потери будут явно побольше... Но опять же, и паразитная емкость, и рассеяние вылезающие при борьбе со скином могут запросто свести выигрыш к нулю. Видимо, действительно единственный выход пробовать разные варианты вживую, смотреть и анализировать

Или нагрузить и пощупать
Кстати, нет ли где анализа теоретического для случая, когда витки каждого следующего слоя уложены под углом к виткам предыдущего слоя?

Я как-то игрался с прогой от EPCOS`а, так мне кажется страхи по поводу Rac/Rdc несколько преувеличиваются. Рассматривать и сравнивать нужно не Rac/Rdc, а квадратный корень от этой величины. Тогда будет корректно.



Если не ошибаюсь, видел где-то рекомнедацию мотать (каждый) второй слой в том же направлении, что и первый, а не навстречу. От этого уменьшается дельта амплитуды в крайних витках и типо емкость. Хоть и не технологично. Впрочем, нужно ли оно вообще ? Т.к. из всего вышеизложенного следует вполне очевидный вывод, почему необходимо мотать первичку в два слоя и раздельно, а вторичку в один слой. Раньше это было как-то мутно. Хорошая тема. Следующий транс намотаю наверно толстым проводом без скрутки - интересно.

А чем эта "типоемкость" так Вам насолила? Ведь в источнике мы специально включаем параллельно конденсатор 1-2 тыс пик? Какая разница в дополнительной межобмоточной емкости в десяток-другой пикофарад?
И вывод о разделении первички совсем неочевиден. Из верных посылок можно сделать неверные выводы.
Цель всех этих технологических ухищрений - улучшить потокосцепление обмоток. Для этого они должны быть возможно тоньше, намотаны на одной ширине и прилегать друг к другу плотно. Когда мы делаем низковольтный источник, то вторичка имеет значительно меньшее количество витков и мотается более толстым проводом. Естественно, первичка в один слой не умещается и, чтобы она не была рыхлой, рационально разделить на два слоя и расположить по обе стороны вторички. Толщина межобмоточной и межслоевой изоляции соизмерима с тонким проводом первички.
А вот недавно пришлось сделать источник с выходом 110вольт. Первичка равна вторичке. И по количеству витков и по проводу. И каркас широкий, сердечник взят с избытком. Намотано в один слой и параметры получились отличные. Индуктивность рассеивания мала, потому что провод 0.75 по толщине больше, чем три слоя изоляции, потокосцепление и в один слой получилось хорошее.
Так что применять расхожие рецепты нужно не механически, полезно разобраться откуда они появились.

Я собственно о другом..
Когда мотают параллельно несколькими проводами, обмотка получается с выраженным как бы наклоном , причем следующий слой может иметь наклон в другую сторону, то есть токи в смежных слоях идут не параллельно, а под углом...
Ну, как старая намотка "универсаль" , еще из прошлого века...
Предполагаю, что вытеснение тока из соседнего слоя меньше будет...

Чередование слоев первички и вторички, наверное, будет эффективней- инд. расс. будет не такая огромная. Впрочем, если с транса не нужно снимать киловатты- это не так важно.

В данном контексте разделение первички на две полуобмотки рассматривается не как снизить рассеяние, а что бы снизить потери на эффект близости - как в первичке, так и во вторичке. Получаются те самые "пол-слоя" из известных графиков Rac/Rdc.
А с емкостью тоже не все однозначно - ведь здесь растет емкость между первичкой и вторичкой, что приводит к росту всяких колебаний паразитных, нехороших. Да и просто лишняя емкость на свичине далеко не всегда польза, при малых мощностях например ее перезаряд дает хороший приход в общем списке потерь. Ну, или например в эктив клэмпе обычно емкости транса хочется поменьше, а индуктивности рассеяния поболе.
Так что Вы правы - все всегда по-разному, и приходится в каждом конкретном случае смотреть что есть гуд а что не очень

Пытались сегодня намотать 20х0.75 в один ряд, два слоя получается. Без матов намотать такое чудо никак не получается, приблуды разные пробовали- както сложно, а выводить этот провод с транса-совсем печально, щас про ленту задумался- темболее что нашел 0.3х200 в свободной продаже, скорее всего завтра буду пробовать.

Судя по всему, у Вас вторичка 4вит., перв.=12, если не ошибаюсь, мотаете на ЕЕ70. С его огромными окнами нет смысла мучиться с лентами из проводов. Если намотать вторичку пятью свивками по четыре провода в каждой- получится один слой. А 12 витков первички намотать сверху пучком из 6-10 проводов. По большому счету, можно и вторичку намотать двумя пучками по 10-20 проводов в каждом... Свои 2,5кВт Вы снимите с такого транса легко и ничего перегреваться не будет.

Не мне, а типоавтору. Внешних паразитов мы можем добавить сколько угодно и более того, они будут гарантированы по номиналу, в отличие от внутренних. Так что даже в самом ненужном случае смысл есть.


Сделаю еще один. Как мне кажется, в этом случае, судя по картинке, диаметр вторички (одной жилы) может быть в два раза больше, чем первички.


Для повышающих тоже самое, только наоборот. Так что нет противоречий и ненужно их придумывать. А если обмотки одинаковые, да еще входят в один слой, то тем более нечего изобретать. В общем, я, лично, уже убедился, что мотать лучше так, как пишут, а не так как удобно.

Tcm методика намотки подобных монстров в один ряд - у Валволодина , тут уже кто-то давал ссылку.
Кажется, Бармалеевкий сварочник так мотали. Однако многовато что-то проводов в пучке...Я бы толщину увеличил чуток...
В общем, продевают все провода через плоскую щель и тянут потихоньку... Только хлопотно все это...



Да удобный случай...Можно сказать, повезло. И с помехами тоже - если согласовать обмотки, экран не нужен.
Иногда лучше подтянуть витки к равным, даже если получается где-то Ктр ~ полтора...

Рассеяние не так сильно зависит от двухслойности первички, как от зазора - то есть взять сердечник с запасом - более радикально.
Перекрытие по длине - да, сильно влияет, длина должна быть равная. Которкая вторичка - плохо. У нас получалось на низковольтных флаях до 8 секций по три витка рядышком, потом их параллелили... Мотать параллельным пучком хуже по связи - косит...Края не прикрываются... Впрочем, я еще перепроверю насчет двухслойности и чередования 1-2. Хоть применить мне это и некуда - как в этом случае с помехами 1-2 быть - ума не приложу... Куча экранов - не выход...
Иногда, в флае, искусственно делается два слоя, увеличивая толщину провода первички, для того чтобы второй слой стал точной копией вторички. Если согласовать по направлению, помехи резко ниже, экран не нужен. Между слоями вторичку не положишь - все портит такое...Потому сначала первый слой - иногда неполный, потом второй - идентичный вторичке, потом сама вторичка.
рассеяние получаем до 0.8% естественно, при большем чем надо феррите...

Вообще, если эколномика позволяет, при ожидани больших потерь в меди логично увеличить размер феррита...Слава Богу, медь подорожала, баланс сместился в сторону феррита, так что техника с экономикой лучше сходятся

И щель делали и две и две+расчёска- вобщем на серию не тянет.. Как я понимаю принципиальной разницы между лентой из проводочков и реальной лентой нет, такчто попробую всётаки цельную.

С трансом вы правы -Е70, С кол-вом витков ещё не определился- либо 12 и 4 (В~250mT), либо 18 и 6 (B~170mT). Если с лентой не получится- попробую скрутками, но вобще- скручивать самостоятельно не хочется, скорее всего придётся литц искать

Кто-то когда-то пробовал на заре бармалеестороения - как показал опыт- это лишние проблемы. Мотают намного проще-- пучками иногда чередуют слои. Или поводом ф1мм...1,5мм, набирая нужное сечение и укладывая провода в ряд , при этом половинят обмотки и чередуют слои.(при таком способе намотки полнее используется окно кора-- можно применить магнитопровод меньшего сечения), уменьшение потерь на вихревые токи с лихвой компенсируют потери от скина...

Рискую навлечь на себя праведный гнев, но все-же выскажу парочку мыслей , отчего непонятная нестыковка по скину/близости . Не судите строго.

под термином "сердечник" далее подразумевается ферромагнитный сердечник с µ>>1

1) Сердечник обеспечивает потокосцепление обмоток гораздо лучше , чем геометрическое расположение обмоток без присутствия сердечника.

2) Потокосцепление, обусловленное сердечником снижает напряженность Н поля вблизи границ проводников , выражение H=I/(2*pi*R) является таковым без сердечника. Имхо доказывается малой зависимостью индуктивности витка от его формы и размера , при наличии сердечника , особенно замкнутого.

3) Энергоемкость индуктора с током I и витками N определяется его геометрией. В присутствии сердечника собственная геометрия индуктора уже не играет существенной роли, начинаем оперировать концентрацией поля по сердечнику и в зазоре если он есть.

4) Влияние сердечника распространяется на напряженность H поля не только вблизи проводника но и внутри, ослабляя проявление скин эффекта и эффекта близости на частотах, где сердечник является энергоемким для B. Интегральная форма уравнения Максвелла для изменения магнитной индукции дает право на существование такой точки зрения:
вихревое электрическое поле в первую очередь определяется изменением B , а В - в сердечнике.
Рассмотрение скин эффекта начинают обычно "для изолированного" круглого проводника, рассматривая при этом наличие внутри него определенного вихревого магнитного поля , порождающего вихревое электрическое. Но если внутри проводника напряженность вихревого поля H уже не та , которая вытекает из закона био-савара-лапласа H=I/(2*pi*R) то и не стоило бы распространять вывод толщины скин слоя на проводники , окруженные ферромагнетиками.

Всё сугубо имхо, патаму что я уверен, что ферромагнетики известным образом влияют на силовые линии магнитного поля .

Мысля чрезвычайно интересная, хотя я лично в силу своей необразованности и подозрительности к халяве осознать до конца не могу.
Однако соблазнительно принять и проверить... Другое дело, что и так мотаем миллиметровым чисто из соображений, чтобы гнулся хоть как-то... И так, чтобы что-то сильно горячее было - так нет. Ну естественно, сильно высокие гармоники режем, как можем - их вклад на фронтах даже при небольшом относительно токе переоценить трудно...

Пока что все же придерживаюсь мнения, что для того, чтобы получить настоящие, серьезнве потери - так чтобы аж раскалялось все, и расчету соответствовало - надо все же очень аккуратно мотать. Плотно, виток к витку, внатяг... Иначе все насмарку - думал, будет печка, а оно еле теплое..

Дак не все силовые линии магнитного поля проходят через сердечник. Некоторые из них настолько рассеянные, что промахиваются мимо и гуляют себе по воздуху. Их так и называют - поле рассеяния. Не понимаю, каким образом эти рассеянные линии могут узнать, что где-то рядом существует исключительно приятный путь через сердечник. А ведь они-то и создают проблему, из-за которой кому-то приходится чередовать слои, а кому-то мотать наискось.


Это хорошо для штучного производства - мотальщицы мотают, щупальщики щупают. Если что не так, тут же перемотают и перещупают. Опять же можно подойти к мотальщице и лично ей объяснить - тут вот послабже надо проводочек положить, а тут - покривее.

Ох, дай нам Бог такие обьемы, чтобы понадобилась машинная намотка...
несколько тыщ в месяц и ручками несложно намотать... Да ведь и того нету...
А если бы было - все одно рками бы мотал...Было бы несколько новых рабочих мест,
в такое время людям работа нужна... Да и браку меньше...

не все конечно , у Ортодокса аж 0,8 % гуляет само по себе . А в беззазорных сердечниках прямоходов 0,25% легко.
Если они и создадут проблему, то для ее решения снабберы можно поставить, к примеру. Эти гуляющие линии не способны оказывать влияния на основную часть обмотки, пущай греют ту часть , которая "выпала" из "общего сцепленного" потока. Хотя сильнее они будут греть всё-же снабберы, или рекуперируются в источник

Кстати о птичках, т.е. об инд. расс.: возможно, кому-то покажется странным, но инд. рассеяния мало зависит от наличия магнитопровода в трансе, как пишет Ридлей- всего 10%...

Немного врет - до 100% , но при проницаемости ферррита 2000 в сравнении как без него - тоже поражает...



Не, ну когда полностью использую сердечник по мощности - то как у всех нормальных людей - до 2%, просто задача была на меньшую мощность и малое тепловыделение...



Рекорд, которого мне удалось добиваться - 0.05% - выходной трансформатор драйвера низковольтных ключей...
Должен был работать на 68 нФ суммарной емкости затворов, и переключать за 50-100 нан.
При излишнем по массе феррите можно и лучше сделать, наверное... Смотря для каких целей...
Потому что задача стояла получить минимальное абсолютное значение индуктивности рассеяния...

Не, тут все время какая-то путаница.
Поле рассеивания от намотки совершенно не зависит. Оно зависит от конструкции сердечника, зазоров в магнитопроводе. Это та часть магнитного потока, которая замыкается не через магнитопровод, а через воздух. Ничего особо опасного с точки зрения КПД в этом поле нет, кроме возможных мизерных потерь в окружающих трансформатор железяках и помех. Поле рассеивания есть и у любого дросселя.
А намотка призвана улучшить совпадение магнитных полей разных обмоток в пространстве. Улучшить потокосцепление. И это важно, потому что в обратноходовике энергия, не передавшаяся во вторичку через потокосцепление, должна быть рассеяна в виде тепла в снаббере. Тут речь не о поле рассеивания, а об индуктивности рассеивания - условной величине, характеризующей совпадение полей двух обмоток в пространстве. У однообмоточного дросселя индуктивности рассеивания нет. Одна катушка тождественна самой себе. Все, что в нее закачано, вернется после отключения тока.

Действительно, немного врет... Сейчас интереса ради измерил батереечным LC-метром транс на ЕЕ65, при замкнутой вторичке и двух шашках в каркасе, инд. первички=15мкГн, при одной шашке- 28мкГн, без сердечника индуктивность расс. практически равна индуктивности обмотки =15мкГн...

В многослойных обмотках каждый следующий слой находится в поле рассеяния самого себя и предшествующих. Для толстого провода напряженность поля между слоями растет в прогрессии от числа слоев. Соотвтетственно и потери в меди. Многослойная - это не обязательно одна обмотка в несколько слоев, это могут быть несколько расположенных рядом обмоток с одинаковым направлением тока. Это и есть проблема, поскольку в отличие от скин-эффекта (считаемого и измеряемого), эффект близости труднопредсказуем. Вот здесь пишут, что погрешность расчета по уравнениям Дауэлла может достигать 60%:
http://engineering.dartmouth.edu/inductor/papers/nanxi2.pdf
Собс-но уравнения Дауэлла были выведены для плоского проводника (фольги). Слой обмотки из n круглых проводников с током I рассматривается как один плоский проводник эффективной толщины с током n*I. Тут и начинаются всякие допущения - например, что соседние проводники в слое не взаимодействуют друг с другом, а они таки взаимодействуют.


Зависит. Если поля направлены встречно (у первичной и вторичной обмоток), они компенсируют друг друга. Если в одну сторону (в многослойной обмотке) - суммируются. То, что Вы называте полем рассеяния - это "другое" поле рассеяния. Буржуины для них даже разные названия придумали - "stray" и "leakage".
Вот - поле рассеивания в картинках:
http://ecee.colorado.edu/~pwrelect/book/sl.../Ch13slides.pdf

Не, 6Мб за картинку - многовато натощак...

Сегодня взял ленту- сразу обнаружил неточность в прикидках- хотел мотать 20х0.3 мм лентой 2 слоя по 2 витка,на керн длинной 42 мм - не вмещается, а плотность тока не хочу загонять выше 5А/мм^2. Видимо придется мотать 40мм лентой, 4 слоя по 1-му витку в каждом.
В результате будет следующий конструкт: слой первички, 4 слоя вторички, слой первички. Стоит ли разделить так: первичка-вторичка-первичка-вторичка(увеличится трудоёмкость изготовления) ?

Ридли правильно советует плюнуть на плотность тока...
намотать надо, потом испытывать - главное, чтобы перегрев был в норме.
Тем более, что наверняка будет принудиловка, а она непредсказуема таким образом...
Как сдуешь - так и перегреется...

с принудиловкой я б вообще голову не грел Но к сожалению пассивное - щас борюсь за соотношение тепловыделение/технологичность..

При ваших токах (50А), думается, так разделять не стоит... Все же, здается мне, что вторичка в один слой проводом- было бы лепей..

Имхо, как раз наоборот, вышеприведенная точка зрения распространилась под гипнотическим действием красивых картинок из различных статей в PDF форматах.
Вспомните правило буравчика, для двух проводов расположенных рядом с током одного направления, суперпозиция силовых линий между ними будет равна 0-лю. Окружающее оба провода поле будет иметь примерно вдвое большую напряженность H , нежели чем для одного. Если взять много проводников (пучок) , то все аналогично. Снаружи пучка поле есть, а внутри - крохи.
Удобнуя позицию авторы выбрали, и ошибочную: "соседние проводники в слое имеют суперпозицию =0 , а вот для абсолютно такого-же проводника ( с тем же направлением и величиной тока) из другого слоя уже не 0 . Чтобы снивелировать этот казус прешли на фольгу


Теперь по статье "Fundamentals of Power Electronics Chapter 13: Basic Magnetics Theory"
5 копеек. Прочитал внимательно.
По досадному недоразумению авторы, имхо, искренне заблуждаются. Кроме всего прочего досадные мелочи типа пропущенного µ0 в формуле для магнитного сопротивления сердечника на стр 19, 24, 25 , хотя надо отдать должное - для воздушного зазора не забыли.
На странице 17 приведены графики для B от H , индукция оказывается по их представлениям не растет после достижения насыщения - тоже плюха. Но это несущественности.
Посмотрите на рисунок. стр 49 : Что это за потоки Ф1 Ф2 Ф3 , они порождены рабочими токами обмоток ? Тогда можно применять формулу потерь по уравнениям Дауэлла . Но авторы сами же на стр 52 рисут другую картинку , где эти потоки уже обзывают потоками "рассеяния" Но раз так, надо в уравнения Дауэлла вводить поправку на коэффициент равный отношению потока рассеяния к основному общему "MUTUAL" потоку, тогда будет определенная осмысленность использования "сухой теории".

как-то так, имхо. но не мешало бы разобраться.

Не все конечно я высказал, например разницу для флайбэка и прямохода надо расписывать отдельно, но возможно позже напишу.

Это верно для трансформатора на 50 Гц. Для импульсного ВЧ — не всегда (скин-эффект). Ток, текущий по внешней поверхности проводника, индуцирует в следующем слое ток противоположного направления. Их магнитные потоки есс-но складываются. А в следующем слое поверхностный ток еще больше, поскольку надо скомпенсировать наведенный ток противоположного направления.

К сожалению, прочитали невнимательно, поскольку на стр. 13 авторы дали определение, что есть «мю».

При желании, можно ввести такую поправку. Точно так же, как в сердечнике дросселя с воздушным зазором для простоты магнитную проницаемость сердечника принимают бесконечно большой. Если же учесть конечную величину "мю", разница получается незначительная.

Wim, похоже, в разговоре вот эта фраза - ключевая. Нужно уточнить термины.
Что есть "поле рассеивания слоя"? Можете пояснить? Или это просто так Вы назвали магнитное поле вокруг катушки?
О каком "рассеивании" тут идет речь? Одиночная катушка не имеет полей рассеивания. Все, что образовалось вокруг нее при прохождении тока, обязано при схлопывании поля вернуться в катушку. Разумеется, если пренебречь потерями в окружающих предметах, считаем, что катушка в бесконечном по протяженности вакууме, пренебрегаем потерями на перемагничивание сердечника и т.п.
Иначе ведь закон сохранения энергии нарушается?

Поле рассеивания показано на картинках из 6МБ файла двумя постами ранее - это магнитные линии, которые проходят по воздуху между слоями обмоток.
Если катушка намотана в один слой, у нее "нет" поля рассеивания, поскольку нет проводников, с которыми это поле может взаимодействовать. Т.е. магнитные линии, идущие по воздуху, конечно, есть, но они ни на что не влияют. Как только появляется хотя бы еще один слой обмотки, для линий, идущих по воздуху, появляется объект для приложения усилий.

Если поле рассеяния настолько велико , что порождает (индуцирует) равные по величине токи в поверхности соседнего слоя, то можно предположить что в центральном керне весь поток Ф образован токами полей рассеяния слоев. Это, как-бы условие применимости уравнения Дауэла без уменьшающих коэффициентов (имхо) . Но в таком случае потока Ф в боковых кернах нету. Откуда ему там взяться? .
Следовательно, можно без заметного влияния убрать боковые керны (отпилить) . Но это же сразу будет заметно по падению индуктивности например многослойного дросселя.
С другой стороны, если боковые керны не отпиливать, то вынужденно соглашаемся на примерное равенство потоков в центре и по краям сердечника, следовательно вклад потока рассеяния из-за эффекта близости в общий поток невелик. А это позволяет предположить что не так уж велики индуцированные токи между слоями, какие используются для вывода уравнения Дауэлла.

Верно?

Да без разницы как катушка намотана в один, в сто слоев, вдоль, поперек. Она продуцирует суммарное поле. Это поле при схлопывании должно вернуть всю энергию обратно в катушку. Или не так?
Тогда для многослойных катушек (а тут легко перейти и к монговитковым в один слой) эакон сохранения энегии не выполняется?
Это то же самое, что при падении 10-килограммовой гири с высоты 1 м вся потенциальная энергия, затраченная на подъем возвращается, а при падении 10 гирь по килограмму - часть теряется безвозвратно. Не похоже ли?

Если края обмотки прилегают вплотную к сердечнику, поле рассеяния замыкается через сердечник. В центральном керне будет поток намагничиванияи плюс поток рассеяния. По выходе из центрального керна они разделятся и в боковых кернах будет только поток намагничивания. Не вижу тут никаких трудностей.


Энергия вернется, за вычетом потерь на вихревые токи. Вас же не смущает, что в дросселе часть энергии теряется на перемагничивание сердечника? Намотали больше витков - индуктивность больше - пульсации тока меньше - потери в сердечнике меньше. По аналогии - 10 гирь получаются энергетичнее одной.
Впрочем, с дросселем все очень легко проверить на практике. Лично я проверил - уж очень казалось заманчивым намотать обмотку в четыре слоя.

WIM, cпасибо что не ленитесь отвечать

Пусть 1Ф 2Ф 3Ф 4Ф 5Ф 6Ф и тд. частичные межслойные потоки дросселя.
Для 1-слойного дросселя поток центрального керна равен 1Ф , в боковых кернах суммарно тоже 1Ф. Всё хорошо.
Для 2-слойного поток центрального керна равен 1Ф + 2Ф , а в боковых суммарно только 2Ф
.
.
.
Для 6-слойного поток центрального керна равен 1Ф + 2Ф + 3Ф + 4Ф, + 5Ф +6Ф = 21Ф ,а в боковых суммарно только 6Ф

Для дросселя у меня язык не поворачивается называть 6Ф - потоком намагничивания , а 21-6=15Ф потоком рассеяния. Хотя ко всему можно привыкнуть. Но получется то что боковые керны со своим вобщем небольшим потоком, только на четверть добавляют индуктивность к такому дросселю. Отрезав боковые в таком 6-слойном дросселе увидим снижение индуктивности только на 28%.
так что-ли? как следствие - индуктивность многослойного дросселя не пропорциональна квадрату числа витков. Каждый последующий слой вносит существенное магнитное сопротивление своего участка магнитной цепи.
Если ВАШ дроссель многослоен , и в процессе его намотки зависимость индуктивности от квадрата числа витков сохраняется - эффект близости не проявился (то-ли зазоры межслойные большие, то-ли намотка "универсаль" ) .

Да, забыл : 6-слойный дроссель без подмагничивания.

И индуктивность предполагаем , что измеряется на частоте проявления скин эффекта . Если такого прибора нет, то по наклону пилы тока при запитке меандром.

L=n*dФ/dI. Вклад поля рассеяния в dФ незначителен. Это можно рассмотреть с помощью эквивалентной схемы (по аналогии с электрической). Проводим замкнутый контур, охватывающий, например, первый слой обмотки. Магнитный поток равен числу ампер-витков деленному на магнитное сопротивление цепи (сумма магнитных сопротивлений сердечника Rc и воздушного промежутка между обмотками Rв). Величной Rc можно пренебречь из-за высокой магнитной проницаемости сердечника. Имеет смысл сравнить магнитное сопротивление Rв с его ближайшим собратом - немагнитным зазором в сердечнике. Очевидно, что Rв будет намного больше, поскольку длина намотки значительно больше длины зазора. Во столько же раз магнитный поток поля рассеяния будет меньше потока намагничивания.
Теперь dI. Допустим, обмотка состоит из трех слоев, в каждом течет переменый ток I. Контур, охватывающий все слои обмотки, проходит по средней магниной линии сердечника. Если посчитать, сколько он там охватывает, получается так: в первом слое I, во втором -I и +2I, в третьем -2I и +3I. В сумме получаем 3I те же, что и были раньше. Стало быть, индуктивность, если пренебречь dФ поля рассеяния, осталось той же. На самом деле она будет немного больше, потому что поле рассеяния дает небольшой вклад, но не в разы больше.

WIM, от определения "поля рассеивания" Вы ушли. Похоже, под полем рассеивания Вы понимаете потери в окружающих катушку предметах ( в том числе и сердечнике), а не форму самого поля. К многослойности это не имеет никакого отношения.

Wim, похоже Вы правы. А что касается небольшого роста индуктивности, о чем Вы писали в конце предыдущего сообщения, то можно её "списать" на появляющуюся из-за потоков рассеяния "индуктивность рассеяния" , в эквивалентной схеме включаемую например последовательно с первичкой (без приведенной к первичке Ls вторички) .
Но что тут мне например интересно, что индуктивность рассеяния обмотки при таком анализе, будет зависеть от площади межслойных зазоров примерно пропорционально (площади и соответственно толщине зазоров ) Это хорошо согласуется с практикой. А увеличение толщины зазора со скин-толстыми слоями обмоток не должно вроде приводить к уменьшению потерь в Rac из-за эффекта близости . Магнитодвижущая сила в зазоре не может преодолеть "экранирующее" действие скин-толстого слоя проводников и на соответсвующих частотах увеличивает индуктивность рассеяния реально . Измеренное значение индуктивности рассеяния на частоте 10кГц (к примеру) , будет не совсем то, которое окажется на частоте действия эффекта близости. Причем чем толще межслойная изоляция , тем больше разница в эффективной индуктивности рассеяния относительно измеренной в НЧ диапазоне. Это тоже подтверждается практически (хотя смотря как мерять , можно на очень низкой частоте намерять такую огромную индуктивность рассеяния, обусловленную влиянием омического сопротивления закорачиваемых обмоток , что вроде и согласуется потом в реале).

Осталось только найти причину "недогрева" обмоток , которая должна быть .