Загадка дросселя, намотанного фольгой

[Alex9797]

Так, завтра же начну интенсивные поиски хоть каких-то записей, или каких-то следов от той разработки. Пороюсь и в бумажках, и в железяках. В электронном виде тогда еще ничего не было.
А то добили уже эти неточности, которые всплывают одна за одной.
Например, вот эта:

кстати, витков всего пара-тройка десятков. для 320 В маловато будет. Может просто очень низкая индуктивность?

В памяти крутится количество витков, похожее на 50, а то и 60. Тогда получается, что толщина фольги и толщина бумаги была тоньше, чем я здесь указал.
Кроме того, важный момент: фольга была позже, а вначале был обычный обмоточный провод. И я несколько попыток делал с проводом, о чем уже писал выше. Но каждый раз что-то не нравилось.

Самый первый вариант был намотан проводом заведомо более тонким, чем требовался для заданного тока. Чтобы определиться с количеством витков и зазором. Да, на токе 5 ампер этот провод грелся, но меня это не смущало, просто я держал устройство включенным ненадолго, а потом давал остыть. Когда экспериментально определился с количеством витков и зазором, то посчитал, какое сечение провода необходимо для длительной работы. Когда я взял провод с таким сечением, и попробовал его намотать, то сразу его забраковал, потому что он гнулся с трудом, я чуть каркас не сломал.

Потом попробовал мотать тонким, в несколько жил. Но он никак не хотел ложиться ровно. Витки перекручивались, и плотность намотки получалась такой, что заданное количество витков удалось впихнуть с трудом. Но этот дроссель все же был испытан, и работал так же, как и с первым, одиночным тонким проводом. Но я не мог в таком виде отдать это изделие заказчику. Тем более, что их надо было сделать десять штук.

И только тогда, после всех этих страданий, и пришла идея с фольгой. Помню, что я сначала посчитал, какое сечение будет, при той ширине и толщине. Получилось практически совпадающее с расчетным. Это обнадежило. Теперь оставалось прикинуть, поместится ли заданное количество витков. На толщину фольги я повлиять не мог, поэтому осталось подбирать толщину изолирующего слоя. Удалось. Поэтому я четко помню, что количество витков и у провода, и у фольги было одинаковое.

Ну, а что было дальше - вы уже знаете. И что будет завтра - вы тоже знаете.

[Alex9797]

Кстати, вот еще одна важная деталь вспомнилась. Насчет частоты 20 килогерц - это не совсем правда. Дело в том, что это было с самого начала, на уровне идеи. Я сначала планировал работать на фиксированной частоте, и регулировать ШИМом. Но довольно быстро пришлось отказаться от этой идеи, по нескольким причинам.

Во-первых, характер нагрузки был очень неудобным. Это была дуга. Мало того, что горение дуги очень неустойчиво, часто и очень быстро меняются условия горения, из-за неоднородности электродов. Так еще и способ поджига дуги - контактный. То есть, чтобы ее поджечь, сначала электроды надо замкнуть. Как в сварке. Только от сварки это устройство отличалось тем, что и при коротком замыкании, и при горении дуги, при любых изменениях длины дуги, вплоть до ее срыва - во всех этих ситуациях ток должен оставаться стабильным, с высокой точностью. То есть, обратная связь, и система стабилизации, должны отрабатывать ток с максимальным быстродействием, без выбросов и провалов. А ШИМ - штука довольно инерционная. Для сварочника это терпимо, а для моего устройства - недопустимо.

Поэтому от ШИМ я отказался, в пользу стабилизатора релейного типа. Я задал два порога тока: верхний и нижний. Если ток снижался, ключ быстро включался. Как только ток становился выше верхнего порога - ключ быстро запирался. Таким образом я убивал несколько зайцев сразу:
1. Я мог не бояться коротких замыканий - ток ключа никак не мог превысить верхний порог. Более того, режим короткого замыкания был самым легким из всех остальных. Потому что длительность открытого состояния ключа становилась минимальной, и все было вообще холодное.
2. Стабильность тока (вернее, его среднего значения) была даже выше, чем мечталось заказчику.
3. Амплитуда пульсаций тока была все время постоянной, начиная от короткого замыкания, и заканчивая моментом срыва дуги.
4. Резко упрощалась схема управления и стабилизации.
5. Чуть не упустил одного из полезнейших "зайцев" - ведь при таком способе стабилизации требования к индуктивности дросселя резко снижались. Ведь система могла адаптироваться к любым изменениям. Для нее главнейшая задача - это не допустить выхода тока за пределы заданных порогов. И все! При этом, если индуктивность уменьшить даже в два раза, то все останется без изменений, кроме частоты. Просто сократится длительность включенного состояния ключа, и снизится длительность запертого.

Из недостатков можно было назвать только один - то, что частота была не постоянной, а менялась в широких пределах, в зависимости от условий горения дуги.
Об этом я уже написал в пункте №5.
Реально пределы изменения частоты были очень широкими. При максимально возможной длине дуги частота была самая низкая, в пределах слышимости. И на слух это могло быть порядка 7...10кГц. Зато при коротком замыкании частота взлетала примерно до 50...60кГц. Смотрел осциллографом в этом режиме, так длительность открытого состояния ключа была около 1 микросекунды!

Вот вам еще одна куча информации к размышлению.

[true71]

Насчет частоты 20 килогерц

Тады ОЙ!

Стесняюсь спросить - напряжение на выходе контролировалось ? Или только ток?

Если контролировалось и напряжение на выходе, то

около 1 микросекунды

было при

максимально возможной длине дуги

- "редкие" короткие импульсы.

ЗЫ: 1 мкС полупериода - 500 кГц.

[Ан-162]

Если на вс.ю ширину катушки, то
имхо
индуктивность будет такая же, как у провода в столько же витков, но без якоря.

С чего это вдруг?

[johanh]

Вопрос в другом ...
Что изменится в характеристике дросселя при различных способах намотки ?
На сколько?
Индуктивность ?
Емкость ?
Добротность ?
Предполагаю , что-то изменится.
Но не до нуля.
И не до бесконечности.
....
P.S. Добавлю ...
Пробивное напряжение межвитковой изоляции ....

[Alex9797]

напряжение на выходе контролировалось ? Или только ток?

Только ток. Это источник тока, и напряжение ему по барабану.

[Ан-162]

В общем - надо проводить натурный опыт, иначе все это лишь болтовня.
Alex9797 и должен этим заняться, если хочет докопаться до причины.

[Alex9797]

Alex9797 и должен этим заняться, если хочет докопаться до причины.

Да. Ищу нормальную фольгу подходящего размера. Придется заказывать. И буду копать. А то из-за нее уснуть по ночам не могу.

[Eddy71]

По поводу фольги для эксперимента. Предлагаю взять от сигарет. Индуктивность померить ток здоровый не нужен, уже изолирована слоем бумаги. Во всяком случае, "оскомину сбить" от необъяснимого случая хватит.

[Alex9797]

Предлагаю взять от сигарет.

Так она же из люминия! Тем более, что я не видел такой большой пачки, с которой можно спионерить достаточно большой кусок фольги. А из кусочков делать, так лучше уж сразу крысиного яду принять. Можно и от шоколадок, там она толще.

Алюминиевой фольги полно в кухонных отделах. Там ее продают целыми рулонами, от 3-х до 10 метров длиной. Впрочем, спасибо за совет. Если просто для "померять индуктивность", а не пропускать амперы, то можно попробовать.