Вес трансформаторов и потери

illarionovsp

Местный
Тема отделена. [Tommy]

Мнение Макарова ценю, отношусь к нему с должным пиетитом, но не согласен. Не прогневайтесь. А что за трансформаторы такие фантастические? Килограмм за полста? Или это на синусоидальном сигнале, да при малом сигнале? А если подать однократный запирающий импульс?
Емкость катодного конденсатора к стабилизации режима отношения не имеет. Этим катодный резистор командует. У нас просто почему то никто рассчитать эту емкость не умеет, включая профессоров ВУЗа, пишущих учебники по усилительной технике, коих я видал предостаточно.
Я где то приводил формулу. С практической точностью: C=S/(2*pi*Fн) (3 дБ), где S - крутизна лампы. С теоретической точностью требуемая ёмкость будет несколько меньше.
С уважением, СП.
 

EduardR

Местный
Мнение Макарова ценю, отношусь к нему с должным пиетитом, но не согласен. Не прогневайтесь. А что за трансформаторы такие фантастические? Килограмм за полста? Или это на синусоидальном сигнале, да при малом сигнале? А если подать однократный запирающий импульс?
Не согласен с кем? С Каутским или Троцким? :) :) "Собачье сердце"
Ну это просто шутка, а на практике, даже для самых "несогласных" скажу, что как минимум зерно рационального в мнении Макарова ЕСТЬ!

По поводу трансформатора скажу, что за весом я не гнался, а пытался учесть немало разносторонних (в целом совершенно противоречивых) моментов при его оптимизации и построении. В результате я намотал транс - примерно кубик по пропорциям с сторонами всего по 10-11 см во 3-х направлениях. Вес, сами понимаете, сравнительно небольшой... :) Сечение по железу 20см2, индуктивность 19Гн (50Гн @50 Гц/220В) на малом сигнале, Сопр. первички 78 ом. Т.е. по основным характеристикам он близок к намного большему трансу МГ(индуктивность 20-22Гн, Сопр. первички 65-70 ом в разных версиях, если память мне не изменяет). Так этот транс имеет плоскую АЧХ (при проектных 1.5-2 Вт вых. мощности) уже от 10Гц (-0.25дБ) (ниже просто нечем мерять, т.е. по -3 дБ должно быть примерно 2-3Гц). Кстати на ВЧ у меня даже поинтересней получилось - 45КГц -3дБ, 55 кГц -4.0, 70 кГц -6дБ, ... Т.е. ровный и плавный спад на ВЧ после 20 кГц и всего то с тремя (против тотального послойного секционирования транса МГ...)секциями первички. :)
Спросите как же так могло получиться? :) Ответ довольно прост. Кроме сечения железа, есть такой же важный параметр как длинна магнитной силовой линии (мсл), от которой индуктивность транса зависит в такой же мере как от сечения. Т.е. если брать "большое" железо с сечением 40 см2 и длинной мсл скажем 50 см, и брать "маленькое" железо 20 см2 и длинной мсл 25 см, то при одинаковом качестве железа и кол-ве витков имеем примерно одинаковую индуктивность... Но ведь для большого транса и средняя длинна витка велика(хотя и окно тоже позволяет мотать больше и более толстого провода), и паразитные активные и реактивные параметры больше (емкость, инд. рассеяния, ...), и потери в железе тоже больше (помните они исчисляются в Вт/кг(фунт)) чем в малом! Учет этих и других составляющих на практике весьма непрост. Может поэтому уважаемый Юрий Макаров сотрудничает сейчас с Алексеем Шалиным при постройке новых трансов.
 

wizard

AUDIO Team
Кроме сечения железа, есть такой же важный параметр как длинна магнитной силовой линии (мсл), от которой индуктивность транса зависит в такой же мере как от сечения. Т.е. если брать "большое" железо с сечением 40 см2 и длинной мсл скажем 50 см, и брать "маленькое" железо 20 см2 и длинной мсл 25 см, то при одинаковом качестве железа и кол-ве витков имеем примерно одинаковую индуктивность...

Ещё и про МЮ начальное, МЮ динамическое и магнитную индукцию Вм хорошо бы напомнить! :) Про их вариации и предельные значения.
Т.е. снова об удельных / приведенных показателях,
отнесенных к массе и размерам ТВЗ.
 

EduardR

Местный
Совершенно верно заметили Юрий Анатольевич! Да уж, как много всяких противоречий в трансах! :) Оптимизация параметров очень непростое дело. Просто фундаметнальная Философская проблема! Пожертвовать одним параметром в ущерб другому или наоборот? а этих параметров... :)

По поводу перечисленных Вами параметров, то да, таки не дотяну при одинаковых условиях в своих трансах до Ваших. :)
НО, я испльзую свои трансы при анодном напряжении не намного выше (250В), но с током значительно ниже (50-55мА) Вашего.
Хотя, конечно выходная лампа высокоомна (от 1К) по сравнению с тройкой 6С19.
 

Ал.Д.

Местный
Нет в трансах никаких противоречий: надо знать характеристики железа и правильно мотать. Противоречия, точнее, разруха... известно в чем.
 

EduardR

Местный
Не замечать проблем, как таковых, это по-своему хорошо... :)
Вы их не видите (противоречий), значит жизнь стала чуточку легче! :)
А по поводу правильно мотать это правильно подмечено!
 

illarionovsp

Местный
E.R. Трансформаторы очень даже ничего, плакаться не надо. Насчёт полосы я всё же угадал. 2 ... 3 Гц это в реалии герц 30. Очень не плохо. Далее про трансформаторы на этой ветке не будем, а то придет злой по утрам и всем нам достанется на орехи.
 

EduardR

Местный
Я и не плачусь. А по поводу Вашей математики я не допонял, что значит 2 ... 3 Гц это в реалии герц 30...??? По ФЧХ что ли?
 

Бурцев

Эксперт
Т.е. если брать "большое" железо с сечением 40 см2 и длинной мсл скажем 50 см, и брать "маленькое" железо 20 см2 и длинной мсл 25 см, то при одинаковом качестве железа и кол-ве витков имеем примерно одинаковую индуктивность... Но ведь для большого транса и средняя длинна витка велика(хотя и окно тоже позволяет мотать больше и более толстого провода), и паразитные активные и реактивные параметры больше (емкость, инд. рассеяния, ...), и потери в железе тоже больше (помните они исчисляются в Вт/кг(фунт)) чем в малом!

А вот неправда Ваша - читаем:


Цитата из книги Ю.С. Русина "Трансформаторы звуковой и ультразвуковой частоты" Энергия 1973, стр74.

Полная величина потерь в магнитопроводе при инженерных расчетах определяется зависимостью вида
P = k*f^m*B^n*V, где k,m,n - эмпирические коэффициенты, V - объем магнитопровода.

Для сталей Э350 можно принять следущие значения при B = или < 1:

m = 1,4
n = 1,8


Кстати, из этой формулы получается, что если увеличить объем железа в два раза, например сдвоив сердечники, то, при сохранении такого же числа витков первички, индукция уменьшиться в два раза и потери уменьшаться больше, чем на 40%




С уважением.

Алексей Бурцев
 

EduardR

Местный
Довольно странная формула, в которой половина коэффициентов -эмпирические величины... :) Как такой формулой в жизни оперировать для меня полная загадка (разные типы магнитопроводов, материалы и т.п.). А для Вас? :)
Сомнительная формула (или коэфф. если угодно - вот взять, например, m < 1 и/или n < 1, и что тогда?), сомнительные и выводы из нее, ИМХО.
 

Бурцев

Эксперт
Довольно странная формула, в которой половина коэффициентов -эмпирические величины... :) Как такой формулой в жизни оперировать для меня полная загадка (разные типы магнитопроводов, материалы и т.п.). А для Вас? :)
Сомнительная формула (или коэфф. если угодно - вот взять, например, m < 1 и/или n < 1, и что тогда?), сомнительные и выводы из нее, ИМХО.

Совет один - прочесть эту книжку - она небольшая, 151стр.

Ю.С. Русин "Трансформаторы звуковой и ультразвуковой частоты" Энергия 1973.

А по поводу вывода величин m и n, можно прочесть у него же в книге "Расчет электромагнитных систем" Энергия 1968г.

С уважением.

Алексей Бурцев

ЗЫ Или есть претензии к компетенции Русина в вопросах теории и практики трансформаторов? :)
 

wizard

AUDIO Team
У Цыкина на стр.231 это расписано более подробно:

Pc = Vc *(A*2pi*F*Bm^3 + B*(2*pi*F)^2*Bm^2 + C*2*pi*F*Bm^2),

где эти самые коэффициенты:

А - потери на перемагничивание (гистерезис);
В - потери на вихревые токи;
С - потери от последействия (магнитная вязкость).

Анализ формулы показывает, что нужно уменьшать Bm в первую очередь,
поскольку её действие сказывается в кубе и квадрате.
 

Бурцев

Эксперт
У Цыкина на стр.231 это расписано более подробно:

Pc = Vc *(A*2pi*F*Bm^3 + B*(2*pi*F)^2*Bm^2 + C*2*pi*F*Bm^2),

где эти самые коэффициенты:

А - потери на перемагничивание (гистерезис);
В - потери на вихревые токи;
С - потери от последействия (магнитная вязкость).

Анализ формулы показывает, что нужно уменьшать Bm в первую очередь,
поскольку её действие сказывается в кубе и квадрате.

У Русина также есть таблица , где приведены степенные коэффициенты m и n для разных сталей и пермаллоев (Цикин использовал средние 2 и 3).

Но вывод одинаков:

нужно уменьшать Bm в первую очередь,

С уважением.

Алексей Бурцев
 

Rezvoy

Местный
Формула как формула. Все коэффициенты приводились когда-то в нормалях на железо. При расчете импульсных трансов для РЛС мы пользовались данными завода-изготовителя. Кстати железо шло аморфное, очень тонкое. А самым критичным фактором была допустимая индукция и потери на гистерезис- разваливались фронта импульсов. И вся теория прекрасно работала. Если у кого-то она не работает при расчете ТВЗ - значит он не представляет физики процесса и считает совершенно не то что надо.
Странно обнаружить эту дискуссию в данной ветке. Может отдельно обсудим?
С уважением!
Александр
 

Rezvoy

Местный
У Русина также есть таблица , где приведены степенные коэффициенты m и n для разных сталей и пермаллоев (Цикин использовал средние 2 и 3).


С уважением.

Алексей Бурцев

Это Русин использовал, Цикин издавался много раньше
 

Fil

Местный
Ну дык в одих методиках берут сечение и среднюю длинну силовой линии, а в других сечение стали * сечение окна, а суть одна - объем стали
 

Ал.Д.

Местный
Тут и обсуждать особенно нечего. Но вот когда на основании эмпирической формулы делается вывод:

"Теперь многим, надеюсь, станет ясно чем большой транс лучше маленького."

становится не по себе.
 

Rezvoy

Местный
Ну дык в одих методиках берут сечение и среднюю длинну силовой линии, а в других сечение стали * сечение окна, а суть одна - объем стали

В первом случае считаются электрические параметры, во втором-конструктивные. Методики расчета последних в литературе сводятся к расчету минимальных габаритов или минимальной стоимости. Нас обе не интересуют. Как было замечено выше нам более интересно максимальное отношение сечение/длина магнитной линии при минимальной длине витка и толщине обмоток при условии заданных индуктивности и омического сопротивления.
 

Rezvoy

Местный
Добавлю о том что индукция должна быть минимально возможной, особенно при подмагничивании. А отсюда уже и требования к минимальной нижней границе транса. Могу по своему опыту сказать что лучше по возможности увеличивать сечение чем количество витков, особенно это касается железа с невыдающимися параметрами.
 
Сверху