Power Electronics

И вот он. За вихри трудно сказать, но заполнение обалденное.


Как видите нет нужды ставить что то на ребро.

_________________
Время - лучший эксперт. ОНО может блестеть так же, но золото дольше.

Регулярная структура создаёт условия для циркуляции тока внутри самого литца. В этом случае, благодаря суперпозиции токов, суммарный ток вытесняется к крайним пучкам параллельного шлейфа пучков. Как следствие, менее эффективное использование сечения провода.
Идеальные условия получаются только в том случае, если каждый провод общего пучка равновероятно занимает все пространственные положения внутри общего пучка. Все остальные варианты хуже.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

В данном случае параллельно уложено 4 пучка. При замыкании этих пучков по концам, создаются условия для протекания тока внутри провода. По крайним пучкам ток движется в направлении, совпадающем с основным, а по средним, в направлении противоположном. В результате, после сложения основного и циркулирующего тока, оказывается, что ток течёт только по крайним пучкам.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Ну не знаю... А как же обмотки из фольги/ленты? И потом тут нет крайних или средних пучков - рядом с ними лежат такие же от соседнего витка. Т.е. есть только два крайних витка по краям ВСЕЙ обмотки, остальные в равных условиях. Это о шлейфе. А в радиальном направлении равновероятность дает свивка.
Неужели обмотка с шагом и пустотами, одним толстым литцем, лучше

_________________
Время - лучший эксперт. ОНО может блестеть так же, но золото дольше.

Но рядом с четвертым проводом первого витка лежит первый провод второго, и через него протекает тот же ток! И как быть с витками однослойной однопроводной многовитковой цилиндрической обмотки?
ПМСМ, говоря об обмотке с сердечником мы забываем об искажении и концентрации поля в оном. Это раз.
Вполне понятно, что взаимодействие полей вч токов искажают распределение плотности тока в проводнике, изменяя его сопротивление, точнее локальную проводимость в каких-то пределах. Однако стоит говорить в данном случае о равномерности по виткам обмотки этой измененной проводимости. Тогда мы придем к тому, что только самый первый виток в слое и самый последний находятся в иных условиях, по сравнению с остальными внутренними: у них нет соседа с одной стороны, а влияние тока через виток(у внутренних витков) уже минимум в 9 раз ослаблено по закону квадрата расстояния. Не говоря о том, что поле проходит и сквозь каждый медный провод- т.е. взаимодействие токов прилегания есть только в соседних витках.
Не убежден, что распределение Трибуна на самом деле всерьез ущербно. Теоретически- факт есть. На деле- теряется где-то в десятых долях процента.
Косичка даст (при большом колличестве витков) теоретически лучший результат. Но учтем при этом, что она сплетена из жгутов. ПМСМ, VVS привел отличный пример-толстая изоляция резко ослабляет эффект прилегания и нагрев проводников- в косичке жгуты слабо взаимодействуют из-за удаленности, но сами жгуты весьма греются. И тут борьба между Кзап медью и эффективным падением проводимости. Но выбор у нас невелик- толщина эмалевой изоляции для разделения проводов в жгуте плюс перемешиванием проводов добиться неплотного прилегания проводов...Опять теряя Кзап медью.
Однако чудеса с ухудшением проводимости в литце с повышением его общей площади сечения...

_________________
К людям надо помягше... А на вопросы глядеть поширше!

Неверно. На частотах до единиц МГц ток в литце течёт именно по всем проводникам, в том числе и в тех местах, где данный проводник расположен в центре литца.


Этот вариант есть лишь частный вариант секционированной намотки, где число секций = 2. Кстати, первичку и вторичку можно поменять местами, почти ничего не изменится. Конкретно в данном случае получается две секции: "первый-слой-первички+пол-слоя-вторички"+"второй-слой-первички+пол-слоя-вторички". Точно так же можно намотать в 4 секции (Ктр=16/5): 4 витка первички, потом 5 витков вторички, потом 8 витков первички, потом 5 витков вторички параллельно первым 5, потом 4 витка первички. Или вариант с 3 секциями для транса с Ктр=15/5: 5 витков первички, 5 витков вторички, 10 витков первички, 5 витков вторички параллельно первым 5 виткам вторички (по этим будет течь ток вдвое меньше, чем по тем первым).


Но им приходится. Правда, теория не совпадает с Вашим представлением о ней.

Не так. Эти крайние пучки крайние только в данном витке. А рядом с ними крайние витки соседних витков, т.е. условия у всех 4 кос совершенно одинаковы.


Всё Вы правильно пишете, и транс обалденный. "Вместо того, что бы вмещать все необходимые провода в один жгут, часто бывает выгодно оста-
вить последний уровень несвитым. Это может обеспечить большую гибкость в подгонке обмотки под
существующие размеры сердечника и улучшить коэффициент использования окна, как если бы у нас
в жгуте было на один уровень меньше." - это из нижеупомянутой статьи.


Эффект, наблюдаемый VVS_, на самом деле имеет место. И в статье "Потери на вихревые токи в обмотках трансформаторов и в монтаже схемы." он учтен: "эффективная толщина слоя составит: 0,83·d·(d/s)^(1/2), где d – диаметр провода и s – расстояние между центрами проводников."
На самом деле, в нерезонансных схемах уменьшение Кзап позволяет добиться ещё одного положительного эффекта: роста индуктивности рассеяния, т.е. снижения крутизны фронтов тока и соответственно его ВЧ гармоник, что крайне благоприятно сказывается на ВЧ потерях само по себе. По этой причине я согласен с Валентином, что литц предпочтительнее однослойной намотки, пусть даже в несколько секций. Секционирование есть гуд, но его надо делать из литца.


Нет там чудес. Да, ток каждой жилки при добавлении ещё жилок - понижается. Но наиболее удалённые от вторичной обмотки (если речь о первичной) жилки, несмотря на уменьшившийся ток, наводят в остальных жилках, которых стало больше, такие вихревые токи, что они съедают всю экономию и даже больше.

Плоская намотка из жгутов или одиночных проводов несомненно очень удобна и хороша по заполнению, но только в том случае, если витки влазят в 1 слой. Если намотать такой намоткой два слоя друг над другом, начинаются проблемы и становится выгоднее жгут(при условии что он влезет в 1 слой)
Но если чередовать первичку и вторичку, то плоская намотка дает обалденный результат.
Я так делаю в маломощных прямоходах или флаях. Допустим первичка намотана одиночным проводом 0.5 30 витков в 1 слой, затем вторичка, намотана плоско в 3 жилы из 0.5, затем снова слой первички 30 витков. Такой транс что на частоте 100 кГц что на частоте 200 кГц греется почти одинаково, точнее, чуть теплый и провод честно тащит 5А на квадрат, транс без обдува, в закрытой коробке.
Но как мне показалось, наилучший результат достигается когда слои первички и вторички наиболее близки. Но это означает тонкая изоляция и иные проблемы, зато нагрев транса ниже.

Если первичку намотать в 2 слоя, а вторичку сверху, транс сразу выдает 1/3 от мощности которую тянул до того (речь про прямоход 100 кГц).

Вот поэтому я и заговорил о косичке поставленной на ребро т.к. не представляю как в сварке поверх вторички можно еще что-то намотать, выводы вторички занимают слишком много места и такой сэндвич видится мне нереальным.(я про Ш сердечники говорю) Но пока я мотаю литц в 2 слоя, 18 витков первички.. И все мечтаю как бы ее в 1 слой ужать.

Исхожу из того, что на процесс влияют только два типа поля. Одно поле внутри пучка, вызывающее скин-эффект, другое поле вне пучка (собственно поле трансформатора) вызывающее эффект близости.
Разумеется, поле вне пучка влияет на перераспределение тока, однако не отменяет процессов внктри пучка и лишь нивелирует (размазывает) их.
При желании можно провести эксперимент с предложенной обмоткой и в режиме номинальной нагрузки замерить температуру отдельных пучков.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Для ферритовых трансформаторов с зазором влияние на потери в проводах практически оказывает, за единственным исключением (вблизи от зазора потери растут и из-за "выпучивания" оттуда поля намагничивания), только поле рассеяния. А оно сосредоточено в зазоре между первичной и вторичной обмоткой элементарной секции трансформатора (и в самих обмотках секции). Пучки всей обмотки совершенно равноправны, по ним текут совершенно одинаковые токи, и нет никакой причины, по которой они вдруг "разобьются по 2": загруженный, загруженный, холостой, холостой, загруженный, загруженный, холостой, холостой и т.д. Вот если бы один пучок первички был бы дальше от вторички, чем другой, вот тогда по более близкому шёл бы бОльший ток...
Инфа 100%.

Они разобьются по той же причине, по которой они разбиваются в цельном проводе, который также укладывается в обмотках слоями и рядами, но это не отменяет скин эффекта.
Однако, если нет большой спешки с выводами, то можно подождать экспериментального подтверждения или опровержения разбивания токов.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Скин-эффект в чистом виде - это эффект в прямом одиночном проводе с ВЧ током в свободном пространстве. Это умозрительная, упрощённая картинка из учебника, имеющая мало общего с тем, что реально происходит в трансформаторе, ибо это "сферическая обмотка в вакууме". Как только рядом появляются провода с таким же током, картина меняется на ту, которую я и описываю.
Речь не о скин-эффекте, а об эффекте близости. И в обмотках транса из цельного провода (первичка, затем вторичка, обе в 1 слой) этот эффект выглядит так: ток преимущественно протекает по верхушкам первички и по корешкам вторички. Т.е. токи первички и вторички любят друг друга и стремятся сблизиться.
Далее, намотаем по 1 витку первички и вторички широкими, во всю ширину обмотки, лентами. Ток будет так же идти по прилегающим широким поверхностям лент, а не собираться по их краям.
Далее, сделаем соленоидальную катушку индуктивности квадратным проводом, намотав его на трубу из диэлектрика. ВЧ ток будет идти преимущественно по тем сторонам квадратного сечения провода, которые не прилегают друг к другу. Т.е. по тем частям, что прилегают к трубе, и тем, что "смотрят наружу", примерно пополам. В круглом проводе в этой же катушке были бы куда бОльшие потери именно по этой причине. И именно по ней толстый круглый (!) провод в однослойной намотке зачастую имеет большее сопротивление на ВЧ, чем более тонкий.
Общий принцип: минимизация накапливаемой энергии, индуктивности (рассеяния в двух первых случаях с трансформатором и намагничивания в третьем, с катушкой). В третьем случае, например, поле будет почти отсутствовать в толще обмотки, следовательно, пространство в обмотке не будет копить энергию, обмотка будет иметь меньшую индуктивность. Приложим этот же принцип, например, к прямому проводу в свободном пространстве. Мы видим, что если ток идёт по поверхности, а не в центре, магнитных линий в толще нету - и, значит, индуктивность уменьшается! Индуктивность толстых прямых проводников действительно меньше, чем тонких, зависимость, как легко понять, логарифмическая.

Полностью согласен. В трансформаторе присутствуют и скин эффект и эффект близости. Ведь по сути это один и тот же эффект. Просто скин вызывается магнитным полем тока собственного проводника, а эффект близости магнитным полем токов соседних проводников. Т.е. эти эффекты присутствуют одновременно и один другого не отменяет.
Для большей наглядности своего ранее озвученного хода мыслей привожу следующие рисунки. Чтобы не мешать в кучу мух и котлеты, привожу картину, учитывающую только скин-эффект. Здесь, сплошной линией указано направление основного тока, а пунктирной циркулирующего.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Верно. И рисунки полностью правильные. Я описываю этот эффект применительно к реальным катушкам. Вот представьте, что проницаемость сердечника трансформатора бесконечна, поля намагничивания просто нет. Ведь всё поле будет внутри обмоток и прокладки между ними (почти). И только оно будет иметь значение. И для него никакой разницы, какие жгуты из четырёх крайние, а какие средние. Оно всех любит одинаково близко.

Только оно будет иметь значение только в том случае, когда внутри проводников будет отсутствовать ток. А так как внутри проводника течёт ток, и этот ток самый близкий к этому проводнику, то логично полагать, что именно этот ток и определяет основную картину.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.