Специалисты по трансформаторам, подскажите, плиз, - как влияет немагнитный зазор в сердечнике на индуктивность рассеяния?
И как её (инд.расс.) корректно померить?
Что-то у меня чудеса какие-то получаются.

Вот намотан трансформатор. Сердечник - EF. Что-то вроде 45mm.
Намотано сколько-то там первички (больше сотни не помню уже) и вторичка - 1 или 2 витка фольги.
Ставлю беззазорный сердечник. Меряю индуктивность первичной обмотки - LC-метром (Mastech-MS5300 - типа "тестер"). Индуктивность - 12 000 µH
Замыкаю вторичку - индуктивность = 2 000 µH

Теперь вводим зазор - где-то 0,15 mm прокладка между двумя половинками сердечника. Т.е. разорван центральная и крайние части магнитопровода. Индуктивность = 1 850 µH. Замыкаю вторичку - 1 550 µH. O_o

Увеличивает. Измерение некорректно, числа витков обмоток должны быть равны или нужен пересчет. www.soel.ru/cms/f/?/327473.pdf

Никак не влияет.
Индуктивность рассеивания характеризует потокосцепление обмоток. Она зависит от взаимного положения обмоток, толщины межобмоточной изоляции , стиля намотки и т.п. В конечном счете, индуктивность рассеивания может быть выражена в % от индуктивности первички (или любой обмотки).
Вы же, варьируя зазор, определяете индуктивность. Это совсем другой параметр. Индуктивность рассеивания будет меняться пропорционально изменению индуктивности первички.

Да? Даже в общем случае весьма сомнительно. Если зазор под обмотками, то увеличит рассеяние вполне заметно.

а к "т.п." как-раз и относится зазор. например в работе Чука на этом основан принцип снижения пульсаций в магнитосвязанных дросселях

Например,
Есть ферритовое кольцо с однослойной обмоткой, расположенной так, что она закрывает его полностью, никаких зазоров между витками. В этом случае индуктивность рассеяния нулевая, определяется только расположением выводов обмотки. Теоретически невозможный вариант, потому что зазоры между витками есть всегда. Если обмотка закрывает только часть кольца, то рассеяние уже заметно и нужно делать специальные экраны, чтобы его компенсировать. Делаем второй слой, располагая витки в зазорах первого слоя, индуктивность рассеяния также низкая, но её изменение никак не пропорционально изменению индуктивности обмотки, зависит лишь от геометрии. Делаем в кольце зазор - поле начинает из него выпирать и это никак не может не увеличить индуктивность рассеяния в процентном, конечно, отношении, потому что индуктивность намагничивания будет другая.

Сколько раз этот вопрос уже обсуждался....
Хорошо, кто-нибудь может дать определение термина "индуктивность рассеивания"?
Иначе, мы говорим каждый о своем.
Запутываем сюда поле рассеивания, индуктивность намагничивания, вообще индуктивность, зазор в магнитопроводе...

http://en.wikipedia.org/wiki/Leakage_inductance
Да, для вторички индуктивность рассеивания по любому реально большая.
Здесь нужно увеличивать коэффициент заполнения и экранировать первичку.

Вы неправильно меряете. В случае замыкания вы меряете не индуктивность первичой обмотки, а ещё и то что характеризует ваш трансформатор нагрузочной ветьвю по Г-образной схеме замещения в которую входит потери в обмотках, их коэффициент связи и их активные сопротивления.
Ещё я не верю прибору, он попутно пишет добротность или активную составляющую тока?

Ну прочтите в школьном учебнике, что такое индуктивность катушки и замените поток на поток рассеивания.

В качестве примера приведу картинку с симулятора:
есть пары индкутивностей имеющие связь по потоку с коэффициентом 0,9
Отношения индуктивностей 1000, на осциллограмме показаны токи протекающие через первичные обмотки получившихся трансформаторов.
В случае большей индуктивности перепад величины тока между высоким и низким сопротивлением нагрузки более разителен.
Собственные сопротивления обмоток при моделировании 0,1

Да нет, тут так не пойдет, отсылать друг друга к букварям.
Странно, только что пролистал пяток букварей и точного определения не нашел, хотя сам термин широко употребляется. Нет даже определения в википедии и иных гуглоподобных ресурсах...Нужно дать определение обсуждаемой величине здесь. Похоже, на форуме неоднократно обсуждалось нечто, под чем каждый понимал свое.
Я понимаю под индуктивностью рассеивания численную характеристику потокосцепления обмотки с остальными обмотками, косвенно выраженную в единицах индуктивности.
Если катушка в 1000мкГн сцеплена на 98% по магнитному потоку, то ее индуктивность рассеивания будет 20мкГн (2%). Если мы изменим материал сердечника и индуктивность той же катушки возрастет, скажем до 2000мкГн, то ее индуктивность рассеивания вырастет до 40мкГн. Уберите сердечник, пусть это будет воздушный трансформатор, пусть при этом индуктивность упадет до 20мкгн. тогда индуктивность рассеивания составит 0.4мкГн.
Таким образом, есть некий конструктивный параметр (он всегда меньше единицы) неполного потокосцепления многообмоточного трансформатора, дросселя для данного каркаса и данных способов намотки.. Умноженный на индуктивность он дает индуктивность рассеивания.
А путанные рассуждения о намотке слоями, между витками, зазоре, проницаемости... Это не определение самой величины, хотя влиять на нее отдельные названные причины могут.
Есть возражения?

попробую,

Индуктивность рассеяния - это два объекта в двухобмоточном трансформаторе , имеющие свойства индуктивностей, не объединенных общим магнитным потоком (несвязанные индуктивности).
Общий магнитный поток сердечника не влияет на эти объекты и их свойства.
Для практических целей можно считать , что эти две индуктивности соединены последовательно с учетом коэффициента трансформации тех частей обмоток , которые пронизаны общим магнитным потоком,
поэтому их можно рассматривать и как одну общую индуктивность (Ls) в П-образной схеме замещения.
В первом приближении на Ls не влияет индуктивность намагничивания (или µ сердечника) . некоторое влияние при измерении (как у стартера) чаще связано с несовершенством измерений и влиянии паразитных параметров например Rs.
Начиная с некоторый величины (надежно измеряемой) дальнейшее увеличение µ или уменьшение зазора не приводит к практическому изменению измеряемой Ls (мой личный опыт).

То что вы хотите измерить, нужно измерять на рабочей частоте. Видимо, удобней всего собрать генератор, типа емкостной трехточки, подогнать конденсаторами резонанс до рабочей частоты и посчитать индуктивность по получившемуся контуру.

Этого мало , надо учитывать при измерении и влияние скин-эффекта , в том числе и на гармониках. Потому что токи не синусоидальные обычно в обычных ИБП. А увеличенное Rs сказывается на измеренной Ls.

Хм... я воспринял это не как возражение, а как подтверждение моего представления, только немного в другом изложении.
Да, уточнение методики измерения часто имеет практический смысл. У стартера, скорее всего, все вторичные обмотки не закорачивались надежно. Их нужно спаять, а не замыкать пинцетом. И еще, измерения могут заметно искажаться при достаточно большом активном сопротивлении обмоток. Но это относится и к измерению индуктивности вообще.
Мой опыт измерения индуктивностей, индуктивностей рассеивания тремя разными стандартными приборами и самопальной схемой у своих и стандартных трансформаторов никогда не давал повода сомневаться в достоверности результатов. С приемлемой для практики точностью все совпадало..

Согласен, но хотя бы порядок приблизится к реальному, да и отслеживать уже можно будет влияние конструкции на параметр.

А Вы разве не замечали что Ls не меняется на сердечниках с существенно разной µ ? я именно на это пытался обратить внимание выше. И ,тем самым , подверг сомнению предположение: "Если мы изменим материал сердечника и индуктивность той же катушки возрастет, скажем до 2000мкГн, то ее индуктивность рассеивания вырастет до 40мкГн."


еще точнее измерять Ls по величине энергии выброса , когда вторичка закорочена на обратном ходу шотткой. Именно энергия даст более точную характеристику потери на клэмперных схемах, с учетом того малого дополнительного "отраженного" напряжения, которое возникнет в переходном процессе на Rs+скин. В этом случае и Ls как таковое уже не нужно, расчет будет вестить по энергии*частоту.

Вот это одно их самых точных определений. Можно перефразировать так: индуктивность рассеяния - это способ представить энергию запасенную между обмоток. Отсюда и следствие: сначала нужно насытить или израсходовать эту энергию, а затем уже рассматривать стационарный процесс с полным потокосцеплением.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Или по задержке фронтов.

Не, собрание отклоняется от повестки дня
Оценка по мощности , рассеиваемой в клампере, принципиально не то. Это подмена причины следствием. Мы должны установить природу индуктивности рассеивания, а не как с этим бороться количественно или как точнее этот параметр измерить.
Если мы не поймем, что сердечник в формировании этого параметра не участвует (по крайней мере , материал сердечника, а не его форма, прилегание к обмотке и т.п.), то все разговоры темы впустую.

Так я об этом и написал. Энергия накопленная в "индуктивности рассеяния" как раз и является локальной для катушки, относительно которой эта индуктивность выражается. Иными словами, при возникновении тока в первичной обмотке сначала идет процесс накопления энергии вне магнитопровода и лишь затем появляется поток в сердечнике и, соответственно, во вторичных обмотках. При снятии приложенного напряжения процесс будет обратным - сначала высвобождается (в виде выброса) энергия вне магнитопровода. А понятие индуктивности рассеяния это лишь способ схемотехнически учесть вышеуказанную энергию в виде вполне определенной индуктивности включенной последовательно с той, или иной обмоткой.

Строго говоря, вокруг зазора формируется свое магнитное поле, и теоретически, оно также оказывает влияние на величину индуктивности рассеяния.

Природа любой индуктивности геометрическая, точнее пространственная. Ещё точнее, на квантовом уровне, надо копать отношения между пространством и временем. Энергия есть определяющее отношения в любой системе, даже магнитопроводе, понятие или нечто. ;-))) Поэтому вполне позволяет понять что есмь индуктивность и почему она не может быть отрицательной, а только последовательной или параллельной. Сердечник для индуктивности рассеяния выполняет роль катализатора - это явление есть неотъемлимое следствие его работы или существования или, проще говоря, кривизны и зазоров.

..Подниматься до таких философских глубин, по каждому «скандалу в лавке», может быть, не надо..

..Сколько понял, Microwatt нам сообщает (моими словами):
Ls = (1 - K)*L, где K – коэффициент связи.
Не вижу, где ему возразить.

..Теперь посмотрим, зависит ли L от u или от зазора?
Конечно, это очевидно.

..А вот от чего зависит K.. Только ли от геометрии..
Я помню приемник прямого усиления. Там был ферритовый стержень, на котором, на бумажных каркасах, контурная катушка и катушка связи. Если феррит вытащить, наверное, коэффициент связи катушек резко упадет. Хотя, геометрия, точно, не изменится.
..Вероятно, K зависит и от u, и от зазора..

P.S. ..Написал и подумал - катушка может быть и одна, понятие индуктивности рассеяния для неё тоже существует..
..Ну, да, я привык рассматривать эту фигню для флая, там важна связь между обмотками. Хорошо, будем считать, для одной катушки, что К подразумевает связь со стержнем, с сердечником.. Что-то меняется, принципиально?

Букв для формул на клаве нет, да и все давно написано, например читаем со стр.23: Матханов, Гоголицын "Расчет импульсных трансформаторов" Л., Энергия, 1980.

..Ссылаться - это хорошо..
Раз вы так отлично понимаете вопрос, сформулируйте своими словами: зависит ли индуктивность рассеяния одиночной катушки от свойств сердечника, от его u и от зазора в сердечнике, в частности.. Как, именно, зависит..

Конечно хорошо - там все расписано. УглУбить понимание помогут книги (3 тома) К.С.Демирчан и др. "Теоретические Основы Электротехники" (о физике процесса - том1, индуктивности -т.3).

А подкалывать не надо, т.к. Вы отлично знаете, что термин индуктивность рассеивания имеет смысл только при числе катушек (обмоток ) больше одной.

а возразите тем что К увеличивается вместе с µ и уменьшается при увеличении зазора. Пример с магнитной антенной это не отрицает, скорее наоборот.
Причем для простоты можно вспомнить про магнитное сопротивление среды (ампервитки делённые на магнитный поток). Чем больше µ и чем меньше зазор, тем меньше магнитное сопротивление.
Уменьшение магнитного сопротивления среды ведет к улучшению потокосцепления обмоток между собой. Но индуктивность растет тоже , причем во сколько раз увеличится индуктивность во столько же раз улучшится и потокосцепление (Кприблизится к 1-це) , а Ls останется примерно той-же величины.

А величина Ls не характеризует потокосцепление, или Ls неприкасаема (без учета - примерно)?
Одно из английских определений индуктивности рассеяния - leakage inductance (индуктивность утечки), точнее отражает её физический смысл.IMHO.

А на автора зря “наехали”, на первый взгляд измерения проведены верно.

зависит от потокосцепления витков вторички и первички , но не определяет полностью (IMHO)


Эти британские ученые до сих пор не определились как её считать
то-ли


то-ли

да вроде не наехали, вот разбираемся

Ага, таки нашел. Кому надо - переведет, или так поверит.
The academic definition of leakage inductance.[2]
Magnetic flux of the transformerThe magnetic flux linked to both the primary winding and the secondary winding is said to be the main flux,
φ12 or φ21). The magnetic flux which interlinks only with the primary winding, and does not interlink with the secondary winding, is said to be the primary leakage flux, φσ1. The magnetic flux which interlinks with the secondary winding, and does not interlink with the primary winding is said to be the secondary leakage flux, φσ2. The primary side leakage flux becomes the primary side leakage inductance, and the secondary side leakage flux becomes the secondary side leakage inductance. Defining k to be the coupling coefficient, and denoting the leakage inductances of the primary side and the secondary side as Le1 and Le2 respectively, it follows that:
Ls1=(1-k)L1
Ls2=(1-k)L2
Таким образом, индуктивность рассеивания зависит только от конструктивных параметров трансформатора, взаимного расположения обмоток.
Каждая катушка с током создает вокруг себя магнитное поле. При отключении тока поле схлопывается и ВСЯ энергия возвращается в катушку. Если рядом другая катушка, то часть энергии может быть передана в нее, но НЕ ВСЯ , поскольку в пространстве две катушки обязательно разнесены. В чистом виде это характеристика коэффициента связи, взаимного потокосцепления двух обмоток. Параметр индуктивности рассеивания введен только для простоты представления в моделях и из-за простоты практического измерения.
Вполне понятно теперь, почему нет индуктивности рассеивания у дросселя. Его единственная обмотка тождественна самой себе в пространстве. Сердечник , его материал, тут никакой роли в первом приближении не играет. Если, конечно, не рассматривать случай, когда с помощю магнитопровода "принудительно" объединяются магнитные потоки двух воздушных катушек, как в случае с магнитной антенной.

Индуктивность рассеивания реального трансформатора может быть уменьшена только тесным расположением витков двух катушек. Поскольку не всегда можно мотать в два провода, то применяют слоеную обмотку и прочие ухищрения. Это очень легко проверяется на практике. Сцепление потоков у простых флай-трансформаторов 0.93-0.95 , у слоеных 0.96-0.985
Согласимся на этом?

Согласимся при прочих равных условиях и условии, что рассматривается конкретный трансформатор , а именно конкретный сердечник с определенными магнитными свойствами. Изменение магнитных свойств сердечника повлечет за собой и изменение коэф. связи и соответственно инд. рассеивания. Для понимания на "чувственном" уровне: Имеем две секционированные катушки и два идентичных по размеру сердечника: один деревянный, другой - железный. Коэф.связи будет разный.

Наши питальщики в свое время экспериментировали с самодельным литцендратом. Свивали из проводов сами, часть проводов, соединенных параллельно- была первичка, остальные- вторичка.

И чем кончилось? Такое ведь приемлемо только для коэффициента трансформации 1:1. Или больше, если провода вторички соединять последовательно, но всё равно целого. И на невысокие напряжения изоляции...

Рассмотрим 2 случая:
-обмотки лежат близко-близко (одна над другой)
-обмотки расположены в пространстве на удалении друг от друга (случай широкого П-образного сердечника)

В первом случае вывод Microwatt-а весьма близок к истине (имхо)
Во втором случае на индуктивность рассеяния материал сердечника всё же влияет и значительно. Электрическое КЗ одной обмотки рвет магнитную цепь только внутри этой обмотки, сохраняя влияние сердечника на индуктивность другой обмотки. На этом строятся увеличители индуктивности рассеяния в некоторых топологиях резонансников или фазосдвиговых мостах, когда обмоточку отчасти располагают и на боковом керне.

М.ммм.. Наверное я что-то упустил в формулировках...
Я понимаю, что с изменением параметров сердечника индуктивность рассеивания будет меняться количественно, поскольку и сама индуктивность меняется. Но качественно степень связи обмоток не изменится, в процентном отношении индуктивность рассеивания останется той же. Для обратноходовика это напрямую КПД.
Как бы мы не меняли зазор, трансформатор лучше-хуже не станет.
Об этом я хотел сказать.
А то, что индуктивность рассеивания иногда можно обратить во благо - конечно. Это резонансные схемы, старинные сварочные трансформаторы на железе 50Гц...

C изменением параметров сердечника (µ и/или зазор) в первую очередь будет меняться процентное отношение Lm к Ls. Причём Ls в абсолютном значении будет меняться незначительно для хорошосделанного трансформатора флая. Тут мы никак не можем друг друга понять.

Это вполне естественно, поскольку Microwatt категорически считает :

и с другой стороны трудно догадаться о чем он думает когда пишет посты:

В теории, да, взмах крыла бабочки на одном конце земного шара может вызвать приращение индуктивности рассеяния на другом.
Вопрос темы по практическому соотношению на трансформаторе в катушках на одной оси и близких в пространстве.
Предлагаю сделать третий опыт с замером на сердечнике с зазором, скажем 0,1 мм. Дополнительно измерить сопротивления обмоток, и индуктивность вторичной обмотки, а потом посчитать или прикинуть в симуляторе полученные коэффициенты связи, и по трём точкам постоить зависимость индуктивности рассеяния.
Кстати да, неплохо ещё бы убедиться, что показывает мультиметр когда последовательно/параллельно обмотке включен резистор

Вот, нашел старый конспект статьи уважаемого Георгия Николаевича Петрова[1]. Опуская несущественные для данного случая детали приведу упрощенную формулу расчета индуктивности рассеяния из данной статьи:

Lr = µ0 * N² * K / 2,

где К - коэффициент зависящий от геометрии и взаимного расположения обмоток.

Видно, что индуктивность рассеяния прямо пропорциональна магнитной проницаемости сердечника.

[1]. "Электричество", 1935, № 8.
Может у кого сохранился этот выпуск журнала ?

укажите место , где это видно. Не нахожу

Действительно, вижу µ0, а читаю на автомате как µ0 * µ.

Поясните, пожалуйста.


Да как не считайте, при k=1, результат одинаковый.
Все что влияет на потокосцепление, влияет и на индуктивность рассеяния (опять же IMHO).


Весьма наглядно.
Уточню - 2 частных случая, соответственно и степень влияния сердечника разная.

Я уже пробовал поправить себя, кажется, понял почему не встретил понимания.
Сама индуктивность и, соответственно, индуктивность рассеивания конечно же будут меняться от проницаемости сердечника.
Не меняется отношение Lr/L, это я продолжаю утверждать.
Иначе, мы бы везде встречали рекомендации уменьшать или увеличивать зазор с целью повышения КПД флая. Ведь чем меньше это отношение, тем меньше нужно потерять в снаббере. Напрямую КПД трансформатора. Но зазор выбирается только по индукции, ничего об индуктивности рассеивания в связи с зазором или материалом сердечника не слышно.

..Это не довод. Не знаю, как вы, я выбираю зазор, при котором, с некоторым запасом, требуемый максимальный ток пилы не вызывает насыщения сердечника. Это в первую очередь. Какая при этом получилась паразитная индуктивность.. ну, измерим.. Обычно, если "вторичка" между двумя слоями "первички", получается удовлетворительно.
..То есть, никто, "в угоду" малой индуктивности рассеяния, зазор менять не будет. Поскольку, он определяется более важным фактором.
Но, отсюда вовсе не следует, автоматически, что зазор не влияет на коэффициент связи. Тем более, в общем случае..

..Тау хорошо сказал про варианты..

геометрия не позволит. ;-)))



Да, зазор определяется лишь типом решаемой задачи. Там, где должен быть будет, где нужен хороший материал сердечника хороший материал сердечника будет, где не нужен вовсе его и не будет. Индуктивность рассеяния есть лишь дурацкая последовательная часть из параллельной индуктивности общего намагничивания, без учета которой почему-то никак обойтись нельзя. Считаешь транс, всё хорошо, источник великолепный, всё классно, а позволить сделать такое железо не можешь, ибо стоит немеряно, тогда о ней вспоминаешь и ставишь в расчет и всё меняется и пересчитываешь и всё получается в резе и в железе. Всем такого желаю. ;-)

Вообще-то я с почтением отношусь к хорошим теоретикам, но...
Угу, у слона есть крылья, но они равны нулю. Так приблизительно "остепененные" мир и представляют.
"Параллельная индуктивность общего намагничивания".... образ из модели, нет ее в природе. К индуктивности рассеивания она никакого отношения не имеет, хотя на модели рисуется последовательно.
Если распилить реальный электрогенератор, то внутри нет пучка векторов, аккуратно перевязанных ленточкой, нет отдельно упакованных внутренних сопротивлений, паразитных емкостей и эквивалентных индуктивностей... там только медь и железо.
Индуктивность рассеивания физически не существует в виде отдельного элемента или даже распределенного параметра вроде погонной емкости линии. Это всего лишь воображаемая величина из математической модели трансформатора. Не понимая ее физического смысла, природы, трудно использовать это где-то еще, кроме диссертации, статьи или курсовика.
Никто тут не попытался дать физическое пояснение самому явлению, все ссылки на ... на что угодно.
Мы практически не продвинулись в вопросе.

я это сделаю чуть позже , тут за теоретическими разговорами явно не хватает фактического материала для конкретики.



а если взять и померять ? Может кто-нибудь это сделать ?

моим измерениям тут многие вероятно не поверят , хотя я их сегодня вечером сделал на флайбэковом трансе N87ETD29, чтобы убедиться в своих давних заключениях на этот счет.
первичка L1=1.06mH , вторичка 11.6uH (10 кГц) . Индуктивности рассеяния на разных зазорах начиная с исходного 0,3 мм позже выложу в таблицу. Но хотелось бы увидеть данные из "других рук".

Определюсь, мне ученики Матханова лекции когда-то читали. ТОЭ как пять всегда и всем. ;-)))

Индуктивность намагничивания в моих постах всегда равнв индуктивности первичной обмотки транса. извиняйте инженера-электромеханика по специальности.

Вы точно. А меня лично гуру похоже в вузе учили.