pwn
Мир на компромисах держится
| Power Electronics http://valvol.ru/ |
|
| Расчет трансформатора тока (ТТ) http://valvol.ru/topic1137.html |
Страница 3 из 9 |
| Автор: | Трибун [ 23-03, 13:40 ] |
| Заголовок сообщения: | |
pwn Мир на компромисах держится
|
|
| Автор: | pwn [ 23-03, 14:09 ] |
| Заголовок сообщения: | |
Трибун писал(а): pwnМир на компромисах держится
ну и пусть себе держится. я не против 
|
|
| Автор: | Andr [ 23-03, 18:07 ] |
| Заголовок сообщения: | |
pwn писал(а): Надо рассматривать кроме того возможность работы ТТ в режиме близком к КЗ, а при нагрузке на резистор такового нет.. в конечном счете, при нулевом резисторе сопротивление обмотки все одно остается... pwn писал(а): но чем больше витков во вторичке тем ближе к идеалу. спорный вопрос, т.к. чтобы намотать больше, надо провод взять тоньше, а раз тоньше, и больше витков, то и сопротивление обмотки больше. Наскока понимаю, влияние сопр. выходной обмотки пока вообще не рассматривали, но похоже его увеличение ничего хорошего не сулит. pwn писал(а): Тут выползают другие грабли - паразитная емкость вторитчки, которая начинает звенеть на фронтах и снижает частоты до которых это еще можно как-то юзать. Скорее еще одни грабли
Все как обычно, надо искать компромиссный вариант во всех отношениях 
|
|
| Автор: | Трибун [ 23-03, 18:28 ] |
| Заголовок сообщения: | |
Andr писал(а): Наскока понимаю, влияние сопр. выходной обмотки пока вообще не рассматривали, но похоже его увеличение ничего хорошего не сулит.
100 витков ПЭВ-2 0,315 на половинке М2000НМ1-17 К28х16х9 + метр витой пары = 1,5Ом. Прижатая к телу 2500НМС1 13,6mH, на свободе 0,39mH. Это такая Нашлепочка 
Теперь по теме непосредственно. Предлагаю отделить мух от котлет. ТТ мы обычно применяем в первичках инвертора и не представляю, сколько надо получить с выхода, чтобы перевести его в режим ТН - там Uхх киловольты, почти идеальный источник тока при необходимых выходных напряжениях. Вопрос только во внесенных потерях и габарите ТТ. А вот в теме Контроля намагничивания - да, Uхх известных датчиков намагничивания ограничен единицами, максимум десятками вольт. Вот ДН легко вывести из токового режима неразумным выбором нагрузки и жадностью к выходу. Там работа в режиме КЗ интересна. |
|
| Автор: | Andr [ 23-03, 21:50 ] |
| Заголовок сообщения: | |
Провел небольшое сравнение. Было взято кольцо К20х12х6 М2000НМ и на него равномерно намотано 32 витка. Измеренная индуктивность -1700мкГн, затем была рассчитана его индуктивность по формулам Al= мю*h*(D-d)/((D+d)* 2500) и L=Al*N^2 Al=1,2мкГн L=1230мкГн потом была сделана модель для сравнения эквивалентов выходов ТТ для расчетной, измеренной и нелинейной модельной результаы приведены на картинке 
Согласно картинке все три тока намагничивания не сильно отличаются и находятся в диапазоне 35-55 мА, причем ток измеренной L наименьший, расчетной -несколько больше и еще больше ток модельной инд. Однако все отличия укладываются, примерно, в 10%, что достаточно неплохо. Трибун писал(а): Вот ДН легко вывести из токового режима неразумным выбором нагрузки и жадностью к выходу. Там работа в режиме КЗ интересна. Можно попробовать усилить сигнал с датчика быстрым ОУ, или для сравнительно больших токов ТТ может быть удобна схема на транзисторе с ОБ.
|
|
| Автор: | Трибун [ 24-03, 00:42 ] |
| Заголовок сообщения: | |
Andr Не приходилось держать в руках ОУ, подходящий для целей обнуления выхода ТТ или ДН. Там нужна малая задержка, ФЧХ, высокая скорость выхода, большой выходной ток. Видимо такой не во всякой тумбочке есть и прожорлив к тому же. Повторюсь - для ТТ не вижу проблему в обнулении выхода, а для ДН пока предпочел бы его прямую связь с драйвером. Но допускаю возможность решения с ОУ и с интересом увидел бы реализацию. Несмотря на О, думаю ограничитель на входе ОУ все же будет не лишним. |
|
| Автор: | Andr [ 24-03, 02:43 ] |
| Заголовок сообщения: | |
Трибун писал(а): Несмотря на О, думаю ограничитель на входе ОУ все же будет не лишним. Не, совсем не лишним. Всякого рода выбросы и наводки при коммутации больших токов, которые лезут куда ни попадя - никто не отменял.
Потом, ставить быстрыми ОУ на выход обычного ТТ или нашлепки мне кажется не особенно перспективным, т.к. ожидаю сложной борьбы с коммутационными помехами. Скорее тут транзисторный вариант стоит попробовать для разгона амплитуды сигнала. А вот для варианта 2ТТ, вполне возможно, б. ОУ может стать удачным решением, т.к. там коммутационные помехи должны быть в значительной мере скомпенсированы. Кроме того, для этого варианта сами ТТ могут иметь очень небольшое число витков и малую мощность самих ТТ. Было бы интересно попробовать спроектировать и опробовать такую схему. Надо бы и по ТТ свои изыскания закончить и оформить, но "чем дальше в лес, тем больше дров" и при серьезном подходе вопрос начинает разрастаться, как снежный ком. 
Вот как Вам нравится такое.... Исходными параметрами для расчета ТТ в большинстве случаев можно считать: Iвх – максимальный входной ток первичной обмотки; Ти -максимальное время действия импульса входного тока; Kz –коэффициент максимального заполнения периода тактовой частоты; Uвых -выходное напряжение; Рн –мощность, выделяемая на выходном резисторе ТТ; Z -точность; Кpi -коэффициент перегрузки по входному току; dp1 -диаметр провода первичной обмотки с учетом толщины изоляции; Кп -коэффициент прямоугольности, характеризующий точность передачи формы прямоугольного импульса тока со входа на сопротивление нагрузки ТТ. Размеры кольца ТТ Габаритную мощность кольца Примечания: Kz- рассчитывается с учетом конфигурации источника (двухтактный, однотактный) и схемы выходного выпрямителя ТТ. |
|
| Автор: | Трибун [ 24-03, 13:26 ] |
| Заголовок сообщения: | |
Andr писал(а): для варианта 2ТТ... ...для этого варианта сами ТТ могут иметь очень небольшое число витков и малую мощность самих ТТ Попробуйте в симуляторе - несмотря на небольшой разностный выходной ток системы, токи во вторичках значительные и вряд ли входящие туда ТТ сильно похудеют.
|
|
| Автор: | Andr [ 24-03, 15:19 ] |
| Заголовок сообщения: | |
Трибун писал(а): токи во вторичках значительные и вряд ли входящие туда ТТ сильно похудеют. Для токов трансформации мощность выделяется на активном сопротивлении обмоток P=I^2*R, т.е для уменьшения мощности следует снижать ток, увеличивая Ктр, и ставить более толстый провод. Тут может оказаться, что определяющим будет не габ мощность кольца, а конструктивные соображения, уматываемость кольца.
посчитать несложно, но время на это все одно найти надо
|
|
| Автор: | Andr [ 24-03, 23:48 ] |
| Заголовок сообщения: | |
Сегодня дело дошло до коэффициенте прямоугольности (Kп) применительно к ТТ В общем случае Kп можно определить как отношение площадей Kп=S2/S1, где S1 тестовый идеальный прямоугольник, S2 – искаженный прямоугольник. В случае ТТ в качестве S1 примем произведение идеального прямоугольного импульса входного тока вторичной обмотки (I) на время действия импульса (Ti), т.е. S1=I*Ti , тогда в качестве S2 выступает произведение импульса тока на резисторе нагрузки (Ir) на время действия импульса. S2= Ir *Ti На картинке показаны I- сиреневым, Ir- зеленым, Inam- красным цветом. 
Как видим, ток нагрузки имеет спад, который вызван ответвлением части входного тока в ток намагничивания (Inam) ТТ. Таким образом Kп ТТ можно записать так Kп = Ir *Ti/( I*Ti), при этом I = Ir + Inam Считая, в первом приближении, ток намагничивания линейным за время действия импульса, после некоторых преобразований получим: Kп = 1- Inam/(2*I) После небольшого «мозгового штурма» на работе в компании со товарищи, для Inam была получена следующая формула Inam = (I+Ud/Rn)(1-e^(-Ti/тау)) = (I+Ud/Rn)*А = I(1+Rd/Rn)*А , наконец-то мы увидели тау
I- ток вторичной обмотки ТТ; Ud – падение напряжения на выпрямительном диоде; тау = L/Rn – постоянная цепи вторичной обмотки ТТ, где L – индуктивность вторичной обмотки ТТ; Rn – сопротивление нагрузки ТТ. А = (1-e^(-Ti/тау) Ud=Rd*I, где Rd – импеданс диода при протекании тока I Тогда Kп можно записать, как Kп = 1- Inam/(2*I) = 1- I*(1+Rd/Rn)*A/(2*I) , а после сокращения тока Kп = 1- А*(1+Rd/Rn)/2 Ниже приведен результат вычисления выражения А = 1-e^(-Ti/тау) для нескольких значений тау тау= Ti, А= 0,63 тау= 3Ti, А= 0,28 тау= 10Ti, А= 0,095 тау= 20Ti, А= 0,048 тау= 50Ti, А= 0,02 Рассмотрим пример I= 1A Rd= 0,8 Ом, т.е. Ud=0,8 В Rn= 1 Ом, L - будем варьировать в зависимости от тау, тогда тау= Ti, Кп = 0,43 тау= 3Ti, Кп = 0,75 тау= 10Ti, Кп = 0,91 тау= 20Ti, Кп = 0,96 тау= 50Ti, Кп = 0,98 приведем модельную иллюстрацию полученных данных (Ti=1мкс) 
таким образом, можно сделать вывод, что для верной передачи импульса тока ТТ необходим обеспечить достаточно большое тау = L/Rn = (20-50)Ti Кроме того, можно сделать вывод, что при малом сопротивлении нагрузки отношение Rd/Rn начинает играть довольно существенную роль, например: Rn= 0,1 Ом, тау= 50Ti, Кп = 0,91, (I= 1A, Rd= 0,8 Ом) однако тау= 50Ti, достигается в этом случае при индуктивности в 10 раз меньше, чем в случае рассмотренном ранее. Также может быть интересно само соотношение токов Inam/I = (1+Rd/Rn)*А . |
|
| Автор: | pwn [ 25-03, 01:31 ] |
| Заголовок сообщения: | |
Andr писал(а): Трибун писал(а): Несмотря на О, думаю ограничитель на входе ОУ все же будет не лишним. Не, совсем не лишним. Всякого рода выбросы и наводки при коммутации больших токов, которые лезут куда ни попадя - никто не отменял. |
|
| Автор: | Andr [ 26-03, 00:51 ] |
| Заголовок сообщения: | |
Из последней формулы предыдущего поста нетрудно получить величину относительного спада вершины импульса по току,т.е. Ir/I= (I-Inam)/I = 1- (1+Rd/Rn)*А возможно эта величина будет более удобна для использования, чем Кп. При исходных данных примера предыдущего поста получаем: тау= Ti, А= 0,63 Ir/I= -0,13 тау= 3Ti, А= 0,28 Ir/I=0,5 тау= 10Ti, А= 0,095 Ir/I= 0,83 тау= 20Ti, А= 0,048 Ir/I= 0,91 тау= 50Ti, А= 0,02 Ir/I= 0,964 результаты можно сравнить с последней картинкой пред. поста. Для выхода ТТ без выпрямительного диода ток намагничивания записывается как: Inam = I*(1-e^(-Ti/тау)) = I*А соответственно относительный спада вершины импульса по току имеет очень простую форму записи Ir/I= (I-Inam)/I = 1- А . |
|
| Автор: | Maikl [ 06-04, 20:11 ] |
| Заголовок сообщения: | |
Andr собираетесь ли систематизировать инфу? Как скоро? Куда положите? ПМСМ, это надо сделать, т.к. 
|
|
| Автор: | Andr [ 09-04, 00:46 ] |
| Заголовок сообщения: | |
Собирался кое-что дополнить и перекомпоновать, Maikl. лилу еще на прошлой неделе обещал, да вот что-то тут налезла куча бумажной работы, то одно ТЗ, то другое. В голову уже ничего акромя них не лезет, а на клаву уже смотреть не могу 
Т.е. сейчас боюсь упоминать какие-то сроки, когда доберусь
|
|
| Автор: | Basil [ 31-05, 13:49 ] |
| Заголовок сообщения: | |
Доброго времени суток! В связи с началом дачного сезона появилась небольшая задачка, связанная с трансформатором тока. Имеется отдельно стоящий летний душ, в бак которого вмонтирован ТЭН с термостатом от бойлера (продаются как запчасти на рынке). В принципе, работает нормально, но в этом году появилось желание иметь на щитке в доме индикацию включенного состояния нагрева. Чтобы дистанционно понимать, нагрелась ли вода до заданной температуры (отключился ли термостат). Далее можно отключить двухполюсный автомат на щитке нагрева в доме (безопасность прежде всего) и идти мыться. Использовать для индикации клеммы на самом нагревателе ("для лампочки бойлера") нет никакой возожности, поскольку силовой кабель к душу проложен двухпроводный. Вариантов реализации существует несколько (шунт, токовое реле на герконе...), но я выбрал трансформатор тока, поскольку отсутствуют контакты, попутно решается задача запитки светодиода и, самое главное , есть несколько готовых трансов от старых телефонных аппаратов, по недосмотру до сих пор не выброшенных и пылящихся на чердаке. Оттуда был добыт трансформатор ШI 10х10, смотаны 2 обмотки (чтобы уместить в окно виток первички), в качестве вторички осталась одна обмотка, которая на этикетке обозначена как 20-330-0,14 . Я так понял, что первое - это сопротивление (совпадает с измеренным), последнее - диаметр провода, а среднее число - количество витков. Схема включения ТТ в систему нагрева приведена на рисунке (один из светодиодов можно заменить обычным диодом - он нужен для исключения обратного напряжения на втором светодиоде).
Прикидочные расчеты выполнены следующим образом: 1) средний (вернее, действующий) ток во вторичной обмотке при одновитковой первичке равен 10/330=30 мА. 2) если считать для низкочастотного силового транса количество витков на вольт по упрощенной формуле N1=50/S, то для транса с S=1см2 и N=330 получаем максимальное допустимое напряжение на обмотке более 6 Вольт, что намного больше прямого напряжения светодиодов (принимаем 2 В). 3) оценочный расчет индукции по B= U*Tи/(N*S) для действующего напряжения дает следующее: B=2в*10мс/(330*1см2)=2*0,01/(330*0,0001)= 0,6 Тл. В общем, кроме большого тока (30мА) для сведодиодов вроде ничего настораживающего расчеты не показывают. Первые результаты практических опытов: При включении нагрева происходит кратковременное мигание светодиодов АЛ307Б (причем одного из них или перемигивание обоих ). Далее яркость резко падает (там явно не 30 мА) но свечение остается. Причину вижу в конструкции сердечника телефонного трансформатора. Он собран пластинами не "в перекрышку", а двумя пакетами, как ферритовый EI. При сжимании пальцами EI (уменьшении зазора) яркость светодиодов увеличивается.
Теперь осталось решить вопрос: собрать сердечник "в перекрышку" и думать, как уменьшить ток через светодиод(ы) до 10-20 мА или оставить, как есть, обеспечив для увеличения яркости нужное сжатие с помощью стяжек, скотча...? Что посоветуете? 
|
|
| Страница 3 из 9 | Часовой пояс: UTC + 4 часа |
| Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group http://www.phpbb.com/ |
|