Блоки питания, преобразователи напряжения, UPS'ы - это здесь :)
Ответить

Re: Программы расчета трансформаторов и дросселей

Ср июн 10, 2020 01:29:46

Доброго времени суток. Снова появилось несколько вопросов по расчетам в программе для выходного дросселя на распыленном железе. На этот раз рассматриваю сердечник Т-184-52 его датшит https://micrometalsarnoldpowdercores.co ... aSheet.pdf
1. Первым делом не совпал расчет индукции дросселя с 11 витками при протекании через него постоянного тока в 30А (пусть пока переменная составляющая отсутствует для простоты расчетов). Как я считаю: напряженность магнитного поля в сердечнике H=(N*I)/Lср=11*30/0.112=2946 А/м или 37 Э (Эрстед). По графику из датшита напряженности поля в 37Э (округлим даже до 40 Э) соответствует проницаемости в 70% от ui начального т.е. 52 (соответствует расчету программы). Тогда индукция дросселя B=(u0*ue*N*I)/Lср=(4пи*10^-7*52*11*30)/0,112=0,193Тл. В программе же получается 0,241 Тл. В программе еще что-то учитывается? См. скрин
Изображение
2. Второй вопрос касается расчета переменной составляющей индукции deltaB. Как он осуществляется? Я вижу два пути: первый исходя из тока и индуктивности, т.е. я знаю значение пульсации тока в дросселе в рабочем режиме, могу посчитать напряженности магнитного поля Hmax и Hmin найти для них соответствующие ue и посчитать Bmax и Bmin из которых найти deltaB как (Bmax-Bmin)/2. Второй путь несколько хитрее и использует Вольт-секундное значение напряжения на дросселе, а именно deltaB=(V*delta t)/(N*Ae). Судя по всему, в программе используется именно второй вариант, вопрос только в том, как вычисляется V*delta t? Спасибо.

Re: Программы расчета трансформаторов и дросселей

Ср июн 10, 2020 05:44:13

1.
porsche911 писал(а):Тогда индукция дросселя B=
эта формула справедлива, если бы проницаемость была константой.
кривая намагничивания потому и называется кривая, потому что она не прямая. дальше сам сообразишь?
2. да, второй путь.
по соотношению напряжений в исходных данных вычисляется коэффициент заполнения импульса. откуда и получается нужное время для расчета вольтсекунд.

Re: Программы расчета трансформаторов и дросселей

Ср июн 10, 2020 11:33:40

Спасибо за оперативный ответ!
1.эта формула справедлива, если бы проницаемость была константой.
кривая намагничивания потому и называется кривая, потому что она не прямая. дальше сам сообразишь?

Да, это я понимаю, потому и считаю сначала напряжённость магнитного поля H, при конкретном токе. Далее от чего зависит проницаемость? От частоты, тока, температуры. Переменная составляющая у нас отсутствует. То есть только постоянная составляющая тока. Это нивелирует влияния частоты и переменной составляющей тока. И у производителя четко указано значение проницаемости при конкретном магнитном поле. Т.к. поле у нас постоянно, то и проницаемость тоже, разве нет? Я потерял ещё одну переменную?
На счёт второго у меня получился результат примерно в 2 раза больше расчетного. Я вычислил вольт-секундное значение исходя из частоты и равенства площадей под кривой напряжения на дросселе в стационарном режиме. В моем случае до дросселя 80В после 50В и частота 200 кГц. Вольт-секунд получилось 93,65 *10^-6 откуда deltaB по формуле выше 0,0453 Тл.
Спойлерhttps://ibb.co/58Fychy

Re: Программы расчета трансформаторов и дросселей

Ср июн 10, 2020 19:06:49

1. ты так ничего и не понял.
сначала, пока проницаемость большая, индукция растет быстро. и по мере роста напряженности рост индукции замедляется.
аа ты считаешь, как будто проницаемость с самого начала была 52 и не изменялась вообще.

2. ты посчитал почти правильно - 93,75 микровольтсекунд.
но у тебя в 2 раза больше, потому что ты посчитал РАЗМАХ переменной составляющей.
а амплитуда переменной составляющей в 2 раза меньше размаха.
ты же для питающей сети не говоришь, что там напряжение 620 Вольт. а говоришь амплитуда 310 Вольт.

Re: Программы расчета трансформаторов и дросселей

Ср июн 10, 2020 21:11:24

1. ты так ничего и не понял.
сначала, пока проницаемость большая, индукция растет быстро. и по мере роста напряженности рост индукции замедляется.
аа ты считаешь, как будто проницаемость с самого начала была 52 и не изменялась вообще.

Да, пока что-то не сообразил. Абсолютно верно, что сначала рост индукции при увеличении поля H будет более интенсивным, а при дальнейшем увеличения поля H интенсивность этого роста будет снижаться пока не остановится вовсе(индукция насыщения). Почему аппроксимация с постоянной величиной проницаемости не верна? Мы же просто ищем значение индукции B при постоянном поле Н. В случае, если u=const=52 кривая намагничивания была бы, как вы говорите, "прямой" намагничивания, верно? В случае, если кривая, таки кривая и u=f(H) мы получим нашу кривую намагничивания. Так или иначе, что "прямая" намагничивания, что "кривая" пересекутся в одной точке, где u=52 и будут иметь там одинаковое уникальное значение индукции B. Разным конечно будет путь достижения этого значения и разным будет величина затраченной энергии (площадь под кривой), но финальное значение B должно совпасть, что для идеального материала, с константной проницаемостью u=52 при любом H, что для реального материала, у которого такая проницаемость достигается лишь при определенном значении поля H.
Изображение
Вот я нарисовал картинку, чтобы было более наглядно. Карандашом проведена "прямая" намагничивания для константной проницаемости u=52. Красным пунктиром что-то похожее на реальный путь намагничивания сердечника (видно, что касательные в каждой точки имеют разный наклон, что свидетельствует об изменении u). В некоторой точке прямая и кривая пересекаются. Несмотря на то, что путь достижения этой индукции был разный они встретились в одной точке это как раз то значение B которое мы ищем. Я правильно понимаю, что у вас в программе именно эта величина считается?

2. ты посчитал почти правильно - 93,75 микровольтсекунд.
но у тебя в 2 раза больше, потому что ты посчитал РАЗМАХ переменной составляющей.
а амплитуда переменной составляющей в 2 раза меньше размаха.
ты же для питающей сети не говоришь, что там напряжение 620 Вольт. а говоришь амплитуда 310 Вольт.

Да, точно, это же deltaB а Bpk в свою очередь половинка. Я так понимаю, именно это значение фигурирует в датшите на графике потерь? Bpk - Peak AC Flux Density. Соответственно просто подставляю дальше это значение(deltaB/2) и считаю потери. С этим ясно. Спасибо!

Re: Программы расчета трансформаторов и дросселей

Чт июн 11, 2020 07:47:39

porsche911 писал(а):Так или иначе, что "прямая" намагничивания, что "кривая" пересекутся в одной точке, где u=52 и будут иметь там одинаковое уникальное значение индукции B.
это ты заблуждаешься. и нарисовал ты то, что тебе хочется видеть, а не то, что есть на самом деле.
а ты на одном рисунке нарисуй несколько прямых для разной проницаемости.
но кривая-то намагничивания всегда одна и та же.
и посмотри как разные прямые захотят пересечься с единственной кривой каждый раз в желаемых тебе точках.

Re: Программы расчета трансформаторов и дросселей

Пт июн 12, 2020 15:54:29

porsche911 писал(а):Так или иначе, что "прямая" намагничивания, что "кривая" пересекутся в одной точке, где u=52 и будут иметь там одинаковое уникальное значение индукции B.
это ты заблуждаешься. и нарисовал ты то, что тебе хочется видеть, а не то, что есть на самом деле.
а ты на одном рисунке нарисуй несколько прямых для разной проницаемости.
но кривая-то намагничивания всегда одна и та же.
и посмотри как разные прямые захотят пересечься с единственной кривой каждый раз в желаемых тебе точках.


Конечно, я могу ошибаться, не спорю, но пока явных противоречий не вижу. Давайте еще раз по тезисам, на которых строится все рассуждение:
Функция B=u0*u*H определяет вид кривой намагничивания. В случае если u константа, то график линеен и u показывает во сколько раз B больше, чем H. Кривая является кривой потому, что u не константа, а функция u=f(H) т.е. зависит от величины поля. Когда напряженность поля слишком велика, наступает насыщение, которое характеризуется тем, что проницаемость материала стремиться к 1, а следовательно индукция растет далее линейно как B=u0*1*H и начальная проницаемость материала роли уже не играет. С этими утверждениями вы согласны?
Вот я попробовал нарисовать несколько линий постоянных проницаемостей на графике.
Спойлерhttps://www.desmos.com/calculator/mfkkoirenw
График интерактивный, чтоб можно было подвигать и посмотреть (удобная кстати штука). Заранее прошу извинить масштаб и все величины проницаемости, поля и индукции прошу считать условными, так сделано для простоты и наглядности. Итак: красные линии – постоянные проницаемости; зеленый график это u(H) (для простоты имеет вид функции 1/x т.е. убывает с ростом поля); черный график это кривая намагничивания B(H)=H*u(H)). Итак, как определить индукцию материала не имея в явном виде черный график (кривой намагниченности)? Зеленый график — это наш график из датшита на материал, по нему мы определяем какая будет проницаемость при интересующем нас поле, скажем, в 0.8 А/М. Получим значение 2 и построим прямую для константной проницаемости 2 (это прямая d=2x). При поле 0.8 А/м индукция для константной проницаемости 2 составит 1.6 Тл. Проверим теперь по черному графику кривой намагничивания, и он пересекается с этой же константной проницаемостью 2 при поле 0.8 А/м. и имеет такое же с ней значение индукции 1.6 Тл. И это логично, потому как B(H) это функция одной переменной и при конкретном значении u и H, B определяется однозначно. (Здесь речь идет исключительно о начальной кривой намагничивания!)
Кривая намагничивания-то одна и та же, но определяется она характером зависимости проницаемости материала от величины поля u=f(H). И при разных видах функции u=f(H) кривые намагничивания, естественно, будут разными и пересекут линии постоянных проницаемостей в разных местах (это можно увидеть если варьировать параметр k).
А как вы считаете B?

Re: Программы расчета трансформаторов и дросселей

Пт июн 12, 2020 18:37:55

проницаемость - это производная (наклон касательной) в конкретной точке кривой намагничивания.
на ОЧЕНЬ коротком участке проницаемость можно считать постоянной.
я представляю кривую намагничивания ломаной линией с короткими прямыми участками.
результаты моих вычислений можно представить формулой:
B(n+1) = B(n) + deltaB
где
deltaB = μ(n) * μ0 * deltaH.
deltaH - это, как раз, длина моего короткого прямого участка.
для порошковых колец у меня шаг напряженности deltaH 100 А/м.
а μ(n) - проницаемость на этом конкретном участке.
и здесь могут быть варианты
можно вместо μ(n) (в начале участка) взять полусумму [(μ(n) + μ(n + 1)) / 2] проницаемости в начале участка и в конце участка.
все равно на участке не строго прямая линия и с полусуммой должно быть поточнее.
поэтому во всех моих программах для порошковых материалов взята полусумма проницаемостей.
вот таким образом я получаю приближенную кривую намагничивания.

Re: Программы расчета трансформаторов и дросселей

Пт июн 12, 2020 19:42:05

проницаемость - это производная (наклон касательной) в конкретной точке кривой намагничивания.
на ОЧЕНЬ коротком участке проницаемость можно считать постоянной.
я представляю кривую намагничивания ломаной линией с короткими прямыми участками.
результаты моих вычислений можно представить формулой:
B(n+1) = B(n) + deltaB
где
deltaB = μ(n) * μ0 * deltaH.
deltaH - это, как раз, длина моего короткого прямого участка.
для порошковых колец у меня шаг напряженности deltaH 100 А/м.
а μ(n) - проницаемость на этом конкретном участке.
и здесь могут быть варианты
можно вместо μ(n) (в начале участка) взять полусумму [(μ(n) + μ(n + 1)) / 2] проницаемости в начале участка и в конце участка.
все равно на участке не строго прямая линия и с полусуммой должно быть поточнее.
поэтому во всех моих программах для порошковых материалов взята полусумма проницаемостей.
вот таким образом я получаю приближенную кривую намагничивания.

Если я правильно интерпретировал вашу запись B(n+1) = B(n) + deltaB, то в B(n+1) вы суммируете каждое новое полученное значение с предыдущим? т.е. Если, скажем, при поле H=0 А/м у нас deltaB=0 при поле в 100 А/м поле у нас уже deltaB=0,0094 Тл, то B(n+1)=0+0,0094=0,0094 Тл, При поле H=200 А/м deltaB=0,0188 Тл и B(n+1)=0+0,0094+0,0188=0,0282 Тл и т.д?

Re: Программы расчета трансформаторов и дросселей

Сб июн 13, 2020 06:07:40

понял ты правильно, но с числами в твоем примере ты не прав.
рост индукции постепенно замедляется. поэтому, если первое приращение у тебя 0,0094, то второе приращение будет меньше, чем 0,0094, а не в 2 раза больше.

Re: Программы расчета трансформаторов и дросселей

Сб июн 13, 2020 16:49:17

Да, не прав. Я взял на втором шаге dH=200, а шаг-то постоянный и брать надо 100. Я понял. В общем, построил таблицу и получил наконец-таки значение близкое к расчетному. Спасибо! Последний вопрос на счет кривой намагничивания, если позволите. На сайте micrometals я нашел графики и формулы для расчета и построения начальной BH кривой. И я чего-то снова не могу понять - почему для нашего материала -52 такая странная кривая? Т.е. для поля всего в 1000 А/м (12.57 Э) индукция составляет аж 0.22 Тл (2200 Гс) или скажем при 50 Э (3979 А/м) B=0.8 Тл (8000 Гс). Как правильно пользоваться этим графиком? Разве он не должен повторять наши расчеты?
Изображение
И вот эта кривая на интерактивном графике по формуле с сайта если будет так удобнее:
Спойлерhttps://www.desmos.com/calculator/xt20cpxyt6

Re: Программы расчета трансформаторов и дросселей

Сб июн 13, 2020 19:11:37

во-первых, аппроксимирующая формула из документа - не факт, что точно повторяет реальную кривую.
хотя бы потому, что у тебя на графике, построенном по формуле, при Н=250 В=13000, а не 14000, как указано на картинке из твоего сообщения.
во-вторых, тоже не факт, что моё построение кривой из прямых кусочков достаточно точно аппроксимирует кривую. мой расчет тоже приблизительный.
но для наших любительских расчетов, я считаю, вполне достаточно точности моего расчета индукции.
тем более, что в моих программах индукция является справочной величиной, а не основной величиной результатов расчета.
тут на первом месте напряженность поля, так как напряженность определяет верхнюю границу применяемости конкретного материала.

Re: Программы расчета трансформаторов и дросселей

Сб июн 13, 2020 20:15:18

Всем привет! у кого есть опыт перемотки именно трансформаторов от блоков питания компьютера, какие данные в графе материал Вы выставляете???

Re: Программы расчета трансформаторов и дросселей

Сб июн 13, 2020 20:18:32

Уж больно большая погрешность тогда получается. В рассматриваемой точке практически трехкратная! Вот я попробовал построить по вашей методике кривую (Оранжевая) и по формуле с сайта производителя (синяя) тут в СИ
Изображение
А вот сама формула по которой я строил и график
Изображение
Starichok51 писал(а):тут на первом месте напряженность поля, так как напряженность определяет верхнюю границу применяемости конкретного материала.
А вообще какими критериями в первую очередь вы руководствуетесь, подбирая материал? Рекомендациями производителя? Потому как например на тот же -52 материал можно просто взять большее кольцо уменьшив тем самым величину поля в нем.

Re: Программы расчета трансформаторов и дросселей

Сб июн 13, 2020 22:18:25

у меня есть старый каталог от Микрометалс, так в нем вообще нет формулы и коэффициентов для индукции.а сейчас на сайте в даташитах есть такая формула (твоя картинка из даташита с формулой).
у меня давно сделана программа, которая рисует графики для проницаемости и для индукции. в каталоге от Магнетикс есть коэффициенты для индукции.
но поскольку каталоге Микрометалса не было коэффициентов для индукции, для этих материалов графики индукции не рисуются.
похоже, проблема в самом моем методе расчета индукции, так как для материалов Магнетикса тоже по моему методу получается много ниже, чем по формуле от производителя.
я пока не могу объяснить, почему по моему методу получается намного ниже, чем по формуле из даташита.

я ни чем не руководствуюсь. каждый пользователь руководствуется тем, что он может приобрести или у него есть какие-то кольца из разобранных БП.

Re: Программы расчета трансформаторов и дросселей

Вс июн 14, 2020 11:10:11

Исчерпывающий ответ, спасибо большое за уделенное время. Далее я попробую связаться с micrometals, может они смогут пояснить свои графики. Если вам вдруг будет полезно - вот последние материалы по micrometals, что мне удалось найти:
Там есть Curve Fit - это эксель файл со всеми коэффициентами и Inductor Analyzer позволяет посчитать катушки. Вторая ссылка каталог за 2019 год где есть формула и график, что я привел
https://micrometals.com/design-and-appl ... ign-tools/
https://s3.amazonaws.com/micrometals-pr ... -final.pdf

Re: Программы расчета трансформаторов и дросселей

Вс июн 14, 2020 20:15:30

спасибо за информацию. а то мой старый каталог за 2011 год.

Re: Программы расчета трансформаторов и дросселей

Вс июн 28, 2020 01:07:14

Здравствуйте! Прошу сильно не пинать, а поставить на путь истинный, т.к электроникой занимаюсь давно, а вот сетевой импульсник хочу сделать впервые. До этого обходился DC-DC, но надо бы и AC-DC соорудить, уж очень габариты привлекают. Начинаю с маломощного обратноходовика 12 в, 1,2 А. Расчет делал в PIExpert. Схема на ТОР245, транс типоразмера EI22. ПиЭксперт посчитал мне трансформатор.
Не могу я нормально картинки вставить, на предпросмотре какая-то билиберда. Раньше получалось. Прошу прощения, дам просто ссылки на картинки.
http://img.radiokot.ru/files/126327/28kokrb54j.jpg
Посмотрел я на расчет и у меня закрались подозрения. При таком сердечнике и таком количестве витков 1,1 mH индуктивность :shock:
Сделал я расчет в программе Flyback-Lite и получил более вменяемые результаты.
http://img.radiokot.ru/files/126327/28koxxazcc.jpg
Почему при одинаковом сердечнике и почти одинаковом (на 1 виток разница) количестве витков, разница в индуктивности отличается в 6 (шесть!) раз? Трансформатор еще не мотал что бы измерить вживую, но думаю Expert врет, или проницаемость сердечника взял большую.
Плату развел, пока травится, решил спросить.

Re: Программы расчета трансформаторов и дросселей

Вс июн 28, 2020 02:56:53

Почитал я эту тему и на стр 278 наткнулся на ответ Старичка
по первой картинке у тебя тоже какой-то бред - зазор задан 6,13 мм

Открываю свой файл с расчетами... Обана! У меня тоже зазор бредовый прописан 3 мм с хвостиком. Откуда такой зазор берется в этом поле для ввода, я не знаю, но я такой зазор точно не вводил. Поменял зазор на адекватный 0,33 мм и индуктивность первичной обмотки стала 1,113 мГн. Это то что давал в расчетах PIExpert.
Уважаемые коты, извините за беспокойство. Мой предыдущий пост будем считать недоразумением.

Re: Программы расчета трансформаторов и дросселей

Пн июл 20, 2020 15:31:50

Может кто напомнит советский феррит, наверное 2000НМ, надписей нет, на каких частотах обычно ведут расчёты
трансформатора для имп.БП.
Разобрал остатки какого то устройства В нём 2 трансформатора со сдвоенными сердечниками E 42/21/15,
2 радиатора на каждом 10 параллельнымх диода КД213А, но с ромбиками и плата с электролитами 500х12в.
Трансформатор наверное великоват по сечению, но каркас не плохой и крепление металлическое на винтах.
Для полумостового на полмощности наверное пойдёт.
Ответить