| Power Electronics https://valvol.ru/ |
|
| Трансформатор с пропилом (моделирование) https://valvol.ru/topic2382.html |
Страница 1 из 3 |
| Автор: | valvol [ 03-08, 21:09 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Моделирование в SwCAD/LTspice для начинающих |
Maikl писал(а): ValVol, около месяца назад, на форуме сайта "Паяльник", группа форумчан посредственно владеющих LTspice озадачилась ваянием корректной модели силового трансформатора (СТ) с сердечником R63х38х25 материал N87 от EPCOS. В сердечнике имеется тангенциальный пропил глубиной 8мм (2/3 от поверхности внешнего диаметра) и шириной 0,5мм (см. рис). В течении дискуссии были рассмотрены физика электромагнитных процессов и предложены разные варианты модели СТ с в.у. сердечником. Т.к. дискуссия затягивалась и не обещала в итоге корректную модель СТ, было принято решение обратиться к вам за помощью. Участники дискуссии знакомы с вашей книгой "LTspice – компьютерное моделирование электронных схем" в части Приложение 1 "Моделирование сложных электромагнитных компонентов при помощи LTspice" и др. статьями. В настоящей дискуссии хотелось бы получить от вас помощь с подробными пояснениями (насколько возможно) в ваянии модели СТ не только с выше обозначенным сердечником, но разобраться с другими указанными в книге. Надеюсь, что дискуссия с вашим участием послужит хорошим практическим подспорьем в понимании некоторых разделов вашей книги и статей. Может есть смысл открыть новую тему, например: "Практическое моделирование СТ, Др и др. в LTspice"? По окончании дискуссии можно будет собрать всё "до кучи" и разместить "на здесь" в виде статьи или др. В осенне-зимний период планирую заняться практической проверкой результатов моделирования (из дискуссии) с выкладкой "живых" осциллограмм полученных на "железе". ![]() При отсутствии дополнительной информации, модель сердечника (индуктивности намагничивания) для рассматриваемого случая будет выглядеть следующим образом. ![]() Здесь, L1 имитирует основной фрагмент сердечника без зазора, L2 имитирует зазор (Lm и Lg равны), L3 имитирует не вырезанный фрагмент сердечника, включенный параллельно зазору. U1 и U2 обмотки идеального трансформатора. В данном случае они выполняют роль обмоток линейного трансформатора, модель которого встроена в любой SPICE симулятор. Однако, в отличие от линейного, идеальный трансформатор способен передавать не только переменный, но и постоянный ток. Кроме этого, модель идеального трансформатора выполняет роль гальванической развязки, что позволяет упростить структуру модели нелинейного трансформатора, а также упростить настройку коэффициента трансформации (вместо индуктивностей обмоток указывается коэффициент трансформации по отношению к виткам индуктивности намагничивания). Модель источника, использующего трансформатор с пропиленным сердечником, можно скачать здесь. http://valvolodin.narod.ru/models/AVT_propil_it.zip Модель обмотки идеального трансформатора есть в моей библиотеке http://valvolodin.narod.ru/load/ltspice/ltspice/moja_biblioteka_modelej_dlja_ltspice/7-1-0-1 |
|
| Автор: | Maikl [ 04-08, 08:00 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Моделирование в SwCAD/LTspice для начинающих |
ValVol, спасибо!!! Сегодня скачаю модель идеального транса и буду разбираться. |
|
| Автор: | valvol [ 04-08, 10:05 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Моделирование в SwCAD/LTspice для начинающих |
Maikl писал(а): ValVol, спасибо!!! Сегодня скачаю модель идеального транса и буду разбираться. По этому поводу имеет смысл полистать текущую версию файла Создание модели трансформатора в симуляторе LTspice, в который добавлены рекомендации по использованию идеального трансформатора, а также фрагмент темы Моделирование в SwCAD/LTspice для начинающих . |
|
| Автор: | Maikl [ 04-08, 22:34 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Моделирование в SwCAD/LTspice для начинающих |
ValVol, пока постигаю вашу мысль, читая инфу обозначенную вами. Чую, будут вопросы. Соберу до кучи и вывалю, дабы не плодить лишние посты. |
|
| Автор: | valvol [ 05-08, 09:54 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Моделирование в SwCAD/LTspice для начинающих |
Maikl писал(а): ...Чую, будут вопросы. Соберу до кучи и вывалю, дабы не плодить лишние посты. Если у форумчан на паяльнике есть какие-то данные полученные с реального трансформатора с пропилом, то не плохо было бы выложить их здесь. Это позволит скорректировать модель, которая в данный момент имеет некоторые незначительные допущения. Например: 1. Используется геометрическая величина немагнитного зазора, хотя при зазоре 0.5мм уже должен сказываться эффект укорочения. 2. Длина магнитной линии взята из дейташита, хотя в реальности она будет немного короче. 3. Гистерезисная модель настроена по данным из дейташита. Но, так как реальный сердечник имеет отличные размеры и работает на отличной частоте, то его настройка также будет отличаться. Указанные допущения не скажутся на общей картине, но, скорей всего, внесут некоторую дополнительную погрешность в результаты моделирования. |
|
| Автор: | Maikl [ 05-08, 11:44 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Моделирование в SwCAD/LTspice для начинающих |
valvol писал(а): Если у форумчан на паяльнике есть какие-то данные полученные с реального трансформатора с пропилом, то не плохо было бы выложить их здесь. Это позволит скорректировать модель, которая в данный момент имеет некоторые незначительные допущения. Дело в том, что на Паяльнике, форумчан умеющих грамотно провести измерения, единицы. В основном, как и на др. форумах, схемудаи и повторялы. Да и скопов раз-два и обчёлся.Попробую бросить клич к единицам, может кто и откликнется. Тут ведь ещё один нюанс. Никто шибко не озабочен геометрией пропила, т.е. какой круг есть, тем и пилят. Что получилось... ну и ладно, типа сойдёт, частотой, Кзап. и др. правится по советам как раз продвинутых единиц. Кстати, хотел спросить про значения Hc=7 Bs=0.393 Br=0.14 из директив вашей модели. Я, обычно, для материала N87 Эпкос использую Hc=13 Bs=0.39 Br=0.1. |
|
| Автор: | valvol [ 05-08, 13:11 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Моделирование в SwCAD/LTspice для начинающих |
Maikl писал(а): Кстати, хотел спросить про значения Hc=7 Bs=0.393 Br=0.14 из директив вашей модели. Я, обычно, для материала N87 Эпкос использую Hc=13 Bs=0.39 Br=0.1. Выше я уже отмечал, что параметры модели зависят от конфигурации, размеров сердечника, от рабочей температуры и частоты, от формы и величины напряжения, прикладываемого к обмотке. Здесь на форуме фигурирует несколько настроек для N87, определённых для различных условий. Если в процессе моделирования учитывается только фактор насыщения, то в принципе любые из них можно использовать (главное чтобы они учитывали рабочую температуру). Если же важны какие-то более детальные параметры, такие как потери, проницаемость и т.п., то лучше использовать настройки определённые в результате эксперимента. Возможный вариант того, как это можно сделать, описан в моей статье Создание моделей электромагнитных компонентов по результатам эксперимента. Настройка Hc=7 Bs=0.393 Br=0.14 найдена по данным производителя для сердечника E70, частоты 33кГц, температуры сердечника 100°C и взята из моей статьи Настройка гистерезисной модели LTspice. |
|
| Автор: | Maikl [ 06-08, 08:49 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Трансформатор с пропилом (моделирование) |
Ладно пыхтеть-то. Лучше ответь на вопросы из моего поста по твоей модельке. Помнится давал тебе своё мыло, чиркани, если не влом. |
|
| Автор: | Maikl [ 06-08, 19:34 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Трансформатор с пропилом (моделирование) |
ValVol, как и ожидал, на Паяльнике пока ответов по СТ на кольце нет, да и навряд-ли будут. Ну да ладно. Возьмусь за лабу с конца недели, тем паче у нас стоит жара и на улице днём особо не поработаешь. Предполагаю использовать тестовую схему из твоей статьи "Создание моделей электромагнитных компонентов по результатам эксперимента". Дабы не собачиться с драйверами на транзисторах использую HCPL3180 или IR2110. Приборы и др. дребедень для проведения лабы имеются. Сперва сделаю пропил алмазной фрезой, а уж потом намотка, и макетка. "Отстреливаться" буду на тут. ЗЫ. Почему измерительный шунт, а не ТТ ? Для уменьшения погрешности из-за внесения ТТ своих гадостей? |
|
| Автор: | valvol [ 06-08, 20:10 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Трансформатор с пропилом (моделирование) |
Maikl писал(а): ЗЫ. Почему измерительный шунт, а не ТТ ? Для уменьшения погрешности из-за внесения ТТ своих гадостей? Причин для этого достаточно много. ТТ вносит дополнительную погрешность. Измеряемый ток здесь не на столько высок, чтобы использование ТТ было сильно необходимым. Гальваническая развязка тоже как-бы не нужна... Короче не нужен тут ТТ. |
|
| Автор: | valvol [ 06-08, 22:18 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Трансформатор с пропилом (моделирование) |
Maikl писал(а): ...Возьмусь за лабу с конца недели, тем паче у нас стоит жара и на улице днём особо не поработаешь. Предполагаю использовать тестовую схему из твоей статьи "Создание моделей электромагнитных компонентов по результатам эксперимента". Дабы не собачиться с драйверами на транзисторах использую HCPL3180 или IR2110. Приборы и др. дребедень для проведения лабы имеются. Подставил Hc=13 Bs=0.39 Br=0.1 вместо Hc=7 Bs=0.393 Br=0.14, уменьшил немагнитный зазор до 0.4мм (где-то так должно быть за счёт эффекта укорочения) и в принципе получил достаточно похожую картинку. Неплохо было бы подставить в модель результаты экспериментального испытания реального сердечника. |
|
| Автор: | Maikl [ 07-08, 09:05 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Трансформатор с пропилом (моделирование) |
ValVol, порядок и время проведения лабы меняются. Дело в том, что куда-то задевался алмазный диск нужного размера, а для существующего, нужно точить переходную втулку на токарном станке, дабы закрепить диск в дреммель. Вчера попробовал сделать пропил обыкновенным диском (толщина 1мм) на обыкновенном кольце из феррита М2000НМ-А8801. Результат отвратный, ибо руки не станок, чтобы удерживать инструмент строго по вертикали и горизонтали. Поэтому, заявления форумчан о размерах диска и полученном пропиле, ещё тогда, считал желаемыми фантазиями, а сейчас тем более. Есть у меня высокооборотистый (5500об/мин) настольный сверильный станок. Попробую как-нить закрепить кольцо в вертикальном положении и продвигать по нижней плоскости станины. Не знаю, получится ли. В тоже время, поспрашиваю про фрезерный станок в своём ауле, т.к. после чубайсовской приватизации многие оказались в гаражах и личных мастерских. Кольцо R63х38х25 довольно-таки габаритное и сделать удовлетворительный пропил длиной 25мм и глубиной 8мм проблематично. Есть у меня кольца меньшего размера: R29,5x19x14,9 и R50x30x20, оба от Эпкос N87. Может попробовать R29,5x19x14,9 ? По стендовой схеме. Решил сделать по "взрослому", т.е. на ПП, дабы каждый раз не терять время на монтаж и искать хомуты в "соплях" проводов. Схему чуток доработаю в части оперативной возможности перехода с "пуша" на "фиксу", т.б схема пуша позволяет сотворить сиё легко. Собственно пропил и всё что связано с ним, мне как-то фиолетово. Интересно и хочу узнать – как ведёт себя оставшийся ферритовый мостик на протяжении рабочего цикла при разных Кзап. в нормальных условиях и при насыщении. Я предполагаю, да и в книжках пишут, что плотность магнитного потока у внутреннего диаметра кольца выше, нежели у периферийного, из-за разного магнитного сопротивления. А уж, если имеется пропил, то тем более. Отсель, пмсм, материал мостика будет греться быстрей и сильней, нежели остальная часть кольца. А коль так, то возникшие линейные расширения мостика могут привести к образованию трещин в любой части кольца. Следуя дальше в этом русле, можно сделать вывод, что бездумное принятие геометрических размеров пропила может привести к поломке кольца, излишним потерям в активных и пассивных компонентах схемы и, как следствие, к повышенному энергопотреблению. Основываясь на своём трёпе выше, хотелось бы провести лабу и с кольцом без изоляции, дабы была возможность осмотреть оное после издевательств. Кольца от Эпкос не позволяют это сделать, т.к. заключены в эпоксидную изоляцию. |
|
| Автор: | valvol [ 07-08, 10:35 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Трансформатор с пропилом (моделирование) |
Maikl писал(а): ValVol, порядок и время проведения лабы меняются. Дело в том, что куда-то задевался алмазный диск нужного размера, а для существующего, нужно точить переходную втулку на токарном станке, дабы закрепить диск в дреммель. Вчера попробовал сделать пропил обыкновенным диском (толщина 1мм) на обыкновенном кольце из феррита М2000НМ-А8801. Результат отвратный, ибо руки не станок, чтобы удерживать инструмент строго по вертикали и горизонтали. Поэтому, заявления форумчан о размерах диска и полученном пропиле, ещё тогда, считал желаемыми фантазиями, а сейчас тем более. Пока можно не торопиться портить сердечник. На первом этапе необходимо просто его испытать, чтобы уточнить параметры настройки гистерезисной модели LTspice. Maikl писал(а): Кольцо R63х38х25 довольно-таки габаритное и сделать удовлетворительный пропил длиной 25мм и глубиной 8мм проблематично. Есть у меня кольца меньшего размера: R29,5x19x14,9 и R50x30x20, оба от Эпкос N87. Может попробовать R29,5x19x14,9 ? Можно и так. Целью, как понимаю, является создание корректной модели? Maikl писал(а): По стендовой схеме. Решил сделать по "взрослому", т.е. на ПП, дабы каждый раз не терять время на монтаж и искать хомуты в "соплях" проводов. Схему чуток доработаю в части оперативной возможности перехода с "пуша" на "фиксу", т.б схема пуша позволяет сотворить сиё легко. Дело конечно хозяйское, но я бы не стал с этим заморачиваться. Maikl писал(а): ...пмсм, материал мостика будет греться быстрей и сильней, нежели остальная часть кольца. А коль так, то возникшие линейные расширения мостика могут привести к образованию трещин в любой части кольца. Следуя дальше в этом русле, можно сделать вывод, что бездумное принятие геометрических размеров пропила может привести к поломке кольца, излишним потерям в активных и пассивных компонентах схемы и, как следствие, к повышенному энергопотреблению. Разумеется, в ферритовом мостике, работающем с насыщением потери будут повышенными. Однако из-за его незначительного объёма мостика и неплохой теплопроводности окружающего феррита какого-то экстремального перегрева, скорей всего, не будет. Но замечание, в общем-то, справедливое. |
|
| Страница 1 из 3 | Часовой пояс: UTC + 4 часа |
| Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group http://www.phpbb.com/ |
|