Power Electronics http://valvol.ru/ |
|
Измерение индуктивности http://valvol.ru/topic2686.html |
Страница 2 из 8 |
Автор: | WFR [ 28-10, 11:42 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Моделирование в SwCAD/LTspice для начинающих |
Просто интересно. Это пока мысленный эксперимент, но меня всегда интересует, как его можно провести на практике. А проверить всегда лучше в симуляторе. И еще меня интересует, как определить (измерить) коэффициент связи этих двух катушек. С сердечником и без. Кстати, valvol, вы не собираетесь перейти на Micro-Cap? LTspice очень неудобный симулятор. Насчет катушек. L1 = 1000 мкГн, L2 = 500 мкГн. Намотаны на каркасе, без сердечника, сначала L1, а сверху L2 (она короче L1 и поэтому смещена в центр L1). Параллельно L2 подключен конденсатор: C1 = 506 604,828 пФ. Резонансная частота L2,C1 = 10 кГц. L1 закорачивается каким-нибудь ключом, например, мосфетом с малым значением Rds. В симуляторе можно выбрать какой-нибудь для примера. Кстати, очень интересно узнать, как подключенный и закрытый мосфет влияет на работу контура. Замыкает цепь он хорошо, а вот как размыкает? L1: Coil64 v1.0.5 - Однослойная с круглым проводом Ввод: Индуктивность L: 1 000 мкГн Частота f: 10 000 Гц Диаметр каркаса D: 20 мм Диаметр провода d: 0,2 мм Диаметр провода с изоляцией k: 0,225 мм Шаг намотки p: 0,24 мм Результат: Число витков катушки N = 639,272 Длина провода без учета выводов lw = 40,619 м Длина намотки l = 153,650 мм Вес провода m = 11,3571 г Реактивное сопротивление катушки X = 62,832 Ом Собственная емкость Cs = 1,974 пФ Частота собственного резонанса катушки Fsr = 2 921 504,739 Гц Конструктивная добротность катушки Q = 3 Сопротивление потерь ESR = 20,944 Ом Дополнительные результаты для параллельного LC контура на рабочей частоте: => Емкость контура: Ck = 253 300,985 пФ => Характеристическое сопротивление: ρ = 63 Ом => Эквивалентное (эффективное) сопротивление: Re = 0,188 кОм => Полоса пропускания: 3dBΔf = 3,343кГц L2: Coil64 v1.0.5 - Однослойная с круглым проводом Ввод: Индуктивность L: 500 мкГн Частота f: 10 000 Гц Диаметр каркаса D: 22 мм Диаметр провода d: 0,2 мм Диаметр провода с изоляцией k: 0,225 мм Шаг намотки p: 0,24 мм Результат: Число витков катушки N = 284,001 Длина провода без учета выводов lw = 19,830 м Длина намотки l = 68,385 мм Вес провода m = 5,54439 г Реактивное сопротивление катушки X = 31,416 Ом Собственная емкость Cs = 1,090 пФ Частота собственного резонанса катушки Fsr = 4 704 268,716 Гц Конструктивная добротность катушки Q = 3 Сопротивление потерь ESR = 10,472 Ом Дополнительные результаты для параллельного LC контура на рабочей частоте: => Емкость контура: Ck = 506 604,828 пФ => Характеристическое сопротивление: ρ = 31 Ом => Эквивалентное (эффективное) сопротивление: Re = 0,094 кОм => Полоса пропускания: 3dBΔf = 3,343кГц |
Автор: | valvol [ 28-10, 22:55 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Моделирование в SwCAD/LTspice для начинающих |
WFR писал(а): Кстати, valvol, вы не собираетесь перейти на Micro-Cap? LTspice очень неудобный симулятор. Micro-Cap хороший симулятор. К тому же он, так же как и LTspice, стал бесплатным. http://valvol.ru/viewtopic.php?p=109838#p109838 Однако LTspice тоже хорош и меня вполне устраивает. Каких-то неудобств при работе с ним я совершенно не испытываю. WFR писал(а): LC контур подключил через резистор 10 кОм Согласно приведенных данных, сопротивление резистора можно снизить до 1...3 кОм. WFR писал(а): Просто интересно. Это пока мысленный эксперимент, но меня всегда интересует, как его можно провести на практике. А проверить всегда лучше в симуляторе. На практике лучше либо измерять частоту резонанса, либо комплексное сопротивление на определенной частоте. Измерение с помощью линейно изменяющегося тока больше подходит для симулятора. |
Автор: | WFR [ 28-10, 22:59 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Моделирование в SwCAD/LTspice для начинающих |
Можно ли определить (измерить) коэффициент связи двух катушек? |
Автор: | valvol [ 29-10, 01:10 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Моделирование в SwCAD/LTspice для начинающих |
WFR писал(а): Можно ли определить (измерить) коэффициент связи двух катушек? http://valvolodin.narod.ru/articles/nransformer.pdf |
Автор: | WFR [ 29-10, 22:42 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Моделирование в SwCAD/LTspice для начинающих |
Спасибо, все четко расписано. |
Автор: | WFR [ 19-11, 13:09 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Моделирование в SwCAD/LTspice для начинающих |
valvol, не подскажете, можно ли в реальной схеме измерить индуктивность катушки и емкость конденсатора, которые составляют параллельный контур? Я тут думал, что, зная реактивное сопротивление катушки и конденсатора на измерительной частоте, можно было бы рассчитать L и C, но как измерить реактивное сопротивление, зная только ток через катушку, напряжение на ней, частоту тестового напряжения и еще, может быть, сдвиг фаз между токами в L и C? Например L = 10 мГн, C = 20 мкФ, а измерительное напряжение имеет частоту 35 кГц - на пару порядков выше резонансной. Это вообще возможно сделать? |
Автор: | valvol [ 19-11, 15:03 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Моделирование в SwCAD/LTspice для начинающих |
Обычно активная составляющая "хороших" L и C невелика и поэтому можно, с неким приближением, считать, что их полное сопротивление равно реактивному. Для измерения полного сопротивления достаточно знать приложенное напряжение и ток, протекающий через L или C. Для этого, в предложенной конфигурации, придется измерять напряжение, приложенное к параллельно включенным L и C, а также токи протекающие через L и C (3 измерения). Если требуется точное измерение реактивной и активной составляющих L и C, то к указанным ранее измерениям придется добавить измерение фазового сдвига токов протекающих через L и C, относительно прилагаемого напряжения (5 измерений). |
Автор: | WFR [ 19-11, 15:51 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Моделирование в SwCAD/LTspice для начинающих |
Желательно, конечно, поточнее, т.е. <1%. А возможно ли проводить такие измерения с частотой до нескольких тысяч в секунду? Мне желательно еще как-то к компьютеру подключить всю эту систему для сбора данных и построения графиков. Но это уже другая история. |
Автор: | valvol [ 19-11, 19:13 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Моделирование в SwCAD/LTspice для начинающих |
WFR писал(а): А возможно ли проводить такие измерения с частотой до нескольких тысяч в секунду? Здесь надо подробнее. Что подразумевается под частотой? Измерения делаются параллельно с каким-то полезным процессом, который их прерывает? Таких LC контуров несколько?... В принципе, если изменяется индуктивность, а параметры конденсатора известны и достаточно стабильны (неставильность значительно меньше требуемой точности), то задачу с измерениями можно упростить. |
Автор: | WFR [ 19-11, 22:21 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Моделирование в SwCAD/LTspice для начинающих |
Отвечаю на ваши вопросы. Да, изменяется индуктивность при приближении к катушке металла (вращающийся дюралевый диск с прорезями). Емкость неизменна, по-идее, а там кто его знает, насколько стабильны обычные полиэстерные или полипропиленовые (не знаю точно) CBB21/CBB22. LC контур один. Изменение индуктивности происходит с частотой 750 Гц приблизительно по синусоидальному закону. Вот я думаю, какая должна быть частота измерительного напряжения, чтобы на один период изменения индуктивности приходилось несколько десятков периодов измерительного напряжения - чтобы получать данные о текущей индуктивности как можно чаще, для точности. Если емкость может изменяться, то было бы хорошо получать данные и о ней. Но это, наверное, сильно усложнит всю систему. |
Автор: | valvol [ 20-11, 01:19 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Моделирование в SwCAD/LTspice для начинающих |
WFR писал(а): Да, изменяется индуктивность при приближении к катушке металла (вращающийся дюралевый диск с прорезями). Это какой-то датчик вращения - тахометр? Если так, то к чему точность измерения 1%? WFR писал(а): Емкость неизменна, по-идее, а там кто его знает, насколько стабильны обычные полиэстерные или полипропиленовые (не знаю точно) CBB21/CBB22. LC контур один. У CBB21/CBB22 точность не очень большая ±5% (J), ±10% (K). Хотя в природе существуют полипропиленовые конденсаторы с точностью 1%. Если LC контур используется только для измерения, то особых проблем с быстродействием пока не видно. Подаете на него переменное синусоидальное напряжение частотой F. В течении каждого полупериода измеряете амплитуду тока, амплитуду напряжения и фазовый сдвиг (по разнице пересечения нулевого уровня). Соответственно имеете 2*F измерений в секунду. WFR писал(а): Если емкость может изменяться, то было бы хорошо получать данные и о ней. Но это, наверное, сильно усложнит всю систему. Если ёмкость также важна, то аналогичные измерения проводите и для неё. По-идее на всё про всё должно хватить 3 аналоговых канала измерения - один для общего напряжения и два для измерения токов индуктивности и конденсатора. |
Автор: | WFR [ 20-11, 08:19 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Моделирование в SwCAD/LTspice для начинающих |
Да, что-то типа тахометра. И я бы не сказал, что 1% такая уж большая точность. Вот 0.1% это уже да... Насчет точности конденсаторов понятно, 5%, 10%, но я имел в виду стабильность - ТКЕ. Если емкость будет плыть во время работы, то это надо учитывать. Ну вот, допустим, я получил данные от трех датчиков: ток L, ток C и напряжение на контуре (плюс фазовые сдвиги, т.е. 5 измерений), как по этим данным вычисляется индуктивность, емкость и что там еще можно вычислить - добротность? |
Автор: | WFR [ 20-11, 12:25 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Моделирование в SwCAD/LTspice для начинающих |
valvol писал(а): Хотя в природе существуют полипропиленовые конденсаторы с точностью 1%. За справочник отдельное спасибо!
|
Автор: | valvol [ 20-11, 16:38 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Моделирование в SwCAD/LTspice для начинающих |
WFR писал(а): Ну вот, допустим, я получил данные от трех датчиков: ток L, ток C и напряжение на контуре (плюс фазовые сдвиги, т.е. 5 измерений), как по этим данным вычисляется индуктивность, емкость и что там еще можно вычислить - добротность? 1. Сначала вычисляем полное сопротивление (импеданс) для индуктивности ZL и ёмкости ZC, разделив величину напряжения на соответствующую величину тока: ZL = Vk / IL ZC = Vk / IC где: Vk - напряжение на контуре, В; IL - ток через индуктивность, А; IC - ток через ёмкость, А. 2. Теперь вычисляем реактивные составляющие этого сопротивления для индуктивности XL и ёмкости XC: XL = ZL * sin (fiL) XC = ZC * sin (fiC) где: fiL - фазовый сдвиг тока (относительно напряжения) в индуктивности; fiС - фазовый сдвиг тока (относительно напряжения) в ёмкости. 3. Далее вычисляем активные составляющие полного сопротивления для индуктивности RL и ёмкости RC: RL = ZL * cos (fiL) RC = ZC * cos (fiC) 4. Теперь можно разобраться с добротностью индуктивности QL и ёмкости QC: QL = XL / RL QC = XC / RC 5. И наконец можно определить конкретные значения индуктивности L и ёмкости C: L = XL / (2 * pi * F) C = 1 / (XC * 2 * pi * F) где F - частота измерительного переменного напряжения Vk. |
Автор: | WFR [ 20-11, 21:56 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Моделирование в SwCAD/LTspice для начинающих |
fiL и fiС - фазовый сдвиг тока - в каких величинах используется в формуле, в градусах? |
Страница 2 из 8 | Часовой пояс: UTC + 4 часа |
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group http://www.phpbb.com/ |