Вес трансформаторов и потери

[illarionovsp]

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]

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]

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]

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.]

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

 

[EduardR]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

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

 

[Бурцев]

Это Русин использовал, Цикин издавался много раньше

Конечно, Русин уточнил коэфициенты.



С уважением.

Алексей Бурцев

 

[Ал.Д.]

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]

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]

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.