Программы расчета трансформаторов и дросселей

[Lafan]

если вам удастся разработать методику определения предельной величины зазора, тогда я, возможно, воспользуюсь этой формулой для оценки максимальной мощности сердечника.

Не сразу понял, для чего вам нужна именно предельная величина зазора. Вот уж действительно беседа оказалось настолько содержательной, что нужно еще время, чтобы переварить результаты. Поначалу я представлял сосуд сердечника кастрюлькой. Высота ее определялась максимальной индукцией. Ширина объемом сердечника. Параметры предельные и фиксированные. Да и проницаемость была вначале тоже фиксированной. Потому считал, что и мощность сердечника будет такой же однозначной. Однако потом все перевернулось, когда выяснилось, что проницаемость определяется зазором. Ширина кастрюльки ушла в стороны куда-то. Зато появилась крышка с горлышком. Вот оно то и определяет пропускаемую мощность сердечника. Разумеется, она тоже получается фиксированной, когда будет выбран зазор. А вот как выбрать зазор однозначно, да еще и предельный? Не знаю. Да и нужно ли нам это. Выбор зазора оказался весьма гибок. Может это и хорошо. Это результат каких-то компромиссов. И пусть этот выбор делает пользователь программы исходя из своих задач. Ему надо просто создать такую возможность. Ваша программа расчеты делает правильно. И особо вторгается в нее не нужно. Другое дело, что она не все рассчитывает. Те же мощности. Возможно, в методиках этого нет. Поэтому формулу Хныкова стоит использовать в качестве дополнения и расширения расчетов.

Обратите внимание на исходные данные, где задается напряжение и ток нагрузки, и соответственно ее мощность. Под нее рассчитывается амплитуда индукции. Она всегда меньше максимальной индукции. О чем это говорит? О запасе режима по индукции. То есть вполне допустимо увеличить ток и мощность нагрузки до значения, когда амплитуда индукции станет максимально. И этот ток, и мощность нагрузки будут уже предельным. Его величина покажет и запас по мощности. Ведь задается то номинальный ток нагрузки. Вот здесь и нужно применить формулу Хныков для расчета уже предельной мощности сердечника при максимальной индукции. А сравнивать ее с мощностью сердечника при номинальной индукции. В итоге получим коэффициент запаса по мощности. Этим коэффициентом можно также скорректировать и токи нагрузки Ic(rms) во вторичных обмотках. Нужно будет также скорректировать или заново рассчитать и амплитуду тока первички и сопротивление датчика это тока. На предельном режима и частота тоже может измениться. И здесь можно тоже рассчитать и показать минимальную частоту преобразования.

В итоге мы увидим дополнительные возможности. Регулируя зазор устанавливать нужный запас по мощности. Если зазор слишком маленький или наоборот превышает рекомендации, то появится повод для выбора другого сердечника.

0,3 - это не маленький, а вполне реальный усредненный предел.

Усредненный, это понятно. Вот только насколько реальный? Давайте проверим. Только для наглядности лучше оперировать фактическим заполнением с учетом плотности намотки и изоляции. Для вашего примера Флая1 по моим расчетам получилось 0.505. А теперь оценим. Для кольцевого сердечника это нормально. Больше еще и не получится. Да, никто и не стремится. А вот в прямоугольном сердечнике ситуация другая. Там, наоборот стремятся, заполнить окно под завязку. Конечно, здесь стоит учесть заполнение окна каркасом. Так для больших сердечников это всего 5 %. А для самых малых не больше 20 %. Получается минимум 30 % резерва. Уже можно увеличить плотность заполнения по меди почти до 0.5. А лучше сразу считать фактическое заполнение.

Кстати, уместно оценить и возможности окна по пропускаемой мощности. Формула у вас уже есть. Та же, что и для прямохода. Только здесь применять уже свою скважность. Появится возможность сопоставить обе мощности сердечника и окна. Они должны быть близки. Большая разница даст повод для выбора другого сердечника.

[zoog]

Параметры предельные и фиксированные

Там только одно фиксировано: W=LI^2/2, добавьте время (DC) - будет ещё одна степень свободы, пиковый ток ключа тоже зависит и от индуктивности и от здравого смысла, и от частотных ограничений. Потому часть условий определяется заранее.

[Starichok51]

А вот как выбрать зазор однозначно, да еще и предельный? Не знаю.

а никто не знает. поэтому и нет для обратнохода формулы габаритной мощности.

Поэтому формулу Хныкова стоит использовать в качестве дополнения и расширения расчетов.

а в связи со всем мною сказанным выше - в задницу формулу Хныкова - она все равно не несет, в общем случае, никакой полезной информации.

и соответственно ее мощность. Под нее рассчитывается амплитуда индукции.

хоть вы и начитались "умных" книжек, но, ровным счетом, так ничего не поняли...
амплитуда индукции рассчитывается под частотные потери на заданной частоте.
и амплитуда индукции вообще не имеет никакого отношения к требуемой мощности.

Так для больших сердечников это всего 5 %. А для самых малых не больше 20 %.

вы, хоть раз в жизни, удосужились бы открыть даташит от производителя. например, от Эпкос, и сравнили бы площадь окна с "чистой" площадью для проводов...
а когда, все-таки, удосужитесь, тогда поймете, что про 5% или про 20% вы сморозили ахинею.
а кроме прочтения даташитов на сердечники могу еще вам настоятельно предложить самостоятельно на Е-образном намотать трансформатор с заполнением 0,505 от полной площади окна. а потом нам расскажете, как это у вас получилось...

[Lafan]

Без эмоций искания истины не бывает. Плохо когда они зашкаливают. Разум теряет свою адекватность. Поэтому я на волне эмоций здесь ответов и не пишу. Делаю паузу. Дожидаюсь когда в голове все устаканится. Вернется трезвость мыслей. И отвечаю в спокойном деловом тоне.

амплитуда индукции рассчитывается под частотные потери на заданной частоте

Вот пример воспаленного воображения. С каких это пор частотные потери стали целевым фактором расчета трансформатора. Точно книжки перепутали. Целевой задачей потери могут быть только для разработчиков, производителей сердечников. И они были таковыми лет 20 назад в эпоху парашных ферритов. Но сейчас ситуация другая. Эта тема ушла в тень и для них. А для разработчиков трансформатора целевой задачей является обеспечение требуемой мощности при максимальном использовании возможностей сердечника. В том числе и по индукции. А потери, конечно, рассчитывают, и не только в сердечнике, но как издержки производства требуемой мощности. И оценивают их в комплексе. В вашем примере Флая1 потери в сердечнике 0.23 Вт. Это что большая величина на фоне 23 Вт выходной мощности? Да в обмотках потери в разы больше. А вы их даже не считаете. И почему-то во главу расчета не ставите. А каков эффект от понижения индукции? При максимальной индукции (при минимальном зазоре) потери 0.282 Вт. 52 мВт весь эффект от понижения индукции. Пшик. При этом надо учесть, что понижение индукции достигается увеличением витков первички, ведет к уменьшению сечения проводов. В итоге потери в проводах могут вырасти на те же 52 мВт и даже больше. И каков будет суммарный эффект? Увы, режимный метод снижения потерь коварен. В одном месте понижаешь, в другом вырастает.

[Starichok51]

С каких это пор частотные потери стали целевым фактором расчета трансформатора.

Вернется трезвость мыслей.

по вашим словам видно, что к вашим мыслям трезвость не вернулась...

[Lafan]

по вашим словам видно, что к вашим мыслям трезвость не вернулась...

Это все что вы можете сказать? А где ваше видение?

что про 5% или про 20% вы сморозили ахинею.

Что значат эти цифры вы наверно и не поняли. Ну и ладно. Ваш подход мне даже больше нравится. Прислушался к вашему совету. Нашел в рунете даташит сердечника Е20. Там на чертежике каркаса нашел нужные размеры ширины и высоты намотки. И получил «чистую» площадь для проводов 12.5*3.15=39.375 мм2. Первым делом ее сравнил с площадью окна сердечника, которую показывает программа в базе. А там всего 34 мм2. Вот это да???

Решил проверить по даташиту. Взял реальные размеры окна сердечника и получил реальную площадь окна сердечника 14.0*4.1=57.4 мм2. Каркас в этом окне занимает 57.4-39.375=18.025 мм2, то есть 31 % от полного окна. Да, мои 20% здесь выглядят скромными.

А дальше ввел в базу данных размеры сердечника Е20. И в строке «площадь окна сердечника» получил цифру 45.92 мм2. Надо же. Уже не 34, но опять и не реальная. Самое интересное, что цифра занижена аккурат на мои 20%.

Как объясните свою «ахинею» с цифрами. Откуда они берутся и почему такие разные? И как нам доверять теперь вашим цифрам?

[Starichok51]

если вы внимательно изучите приложенный вами даташит, то на странице 4 увидите табличку, где вполне отчетливо написано, что AN (площадь под провод) равна 34 мм2.

и если вы внимательно почитаете помощь к программе или всплывающие подсказки, то вы узнаете, что я настоятельно рекомендую пользоваться данными производителя, а не геометрическим расчетом.
а в геометрическом расчете я был вынужден взять "фонарный" коэффициент к полной площади окна...

чувствую я, что благодаря таким занудам, как вы, я из всех программ уберу геометрический расчет, и останутся только данные производителя.
а вместе с геометрией уйдут все переключатели разных форм сердечников, так как они станут не нужны...

[kreking]

...чувствую я, что благодаря таким занудам, как вы, я из всех программ уберу геометрический расчет, и останутся только данные производителя...

Может он и добивался этого?
Не стоит подыгрывать одному, в ущерб остальным. При желании, каждый самостоятельно принимает решение по расчёту индуктивных элементов, как и чем рассчитывать. Для радиолюбителей, не имеющих специального оборудования для намотки индуктивных элементов, Ваши программы будут полезными, учитывая неравномерность намотки обмоток и натяжение провода. Достаточно посмотреть одно из последних сообщений в одной теме

...выход напряжения из транса меньше чем вход. Подумал это из-за удаленности обмоток, повозился, обрезал и отшлифовал концы феррита...

, где становиться очевидным применение расчётов при изготовлении трансформаторов. Для большинства радиолюбителей недоступны сложные программы по нескольким причинам, Ваша то, что надо.

[Lafan]

если вы внимательно изучите приложенный вами даташит, то на странице 4 увидите табличку, где вполне отчетливо написано, что AN (площадь под провод) равна 34 мм2.

Вы меня опять недооцениваете. Конечно же, я разобрался с даташитом. И благодарен вам за то, что напомнили о них. Да и за всю беседу еще раз тоже. Она уже получилась богатой познавательным моментом. И не только физическими явлениями, а теперь еще и программными явлениями. Чтобы правильно пользоваться программой, надо с ней хорошо познакомиться. А тут на каждом шагу о че нибудь да споткнешься. Непотребное выплывает. Вопросы возникают. Отсюда и мое занудство. Разве можно оставить все в таком виде? А у вас наблюдается обратное. Вы противитесь новым познаниям. В том числе и о работе своей программы.

То, что вы знаете, что такое АN я и не сомневался. Вопрос был с подвохом. Если зная это, почему на вкладке программы этот параметр вы обозначили как «Площадь окна сердечника». Получается, что вы всех ввели в заблуждение, да и себя тоже. Ведь при вводе параметров сердечника все указывают именно геометрическую площадь. Конечно, вы цифру правите в сторону чистого окна. Но тогда почему не изменяете ее обозначение, после ввода в базу, на «Площадь окна для проводов, Аn»?

чувствую я, что благодаря таким занудам, как вы, я из всех программ уберу геометрический расчет.

Зачем отчаиваться. Нужно просто точней определится с поправкой. Я тут провел маленькое исследование даташитов разных сердечников. Данные свел в таблицу:
Сердечник---Аг-----Ак-----An-----Ак/Аг----An/Ак-----Акр------Аnр
Е13/7/4-----23.4---13.5----11.6----0.58-----0.86------13.7------11.0
E20/10/6----57.4---39.4----34.0----0.69-----0.86------42.2------33.8
E30/15/7----119----89.1----90?-----0.75-----1.01?-----97.2------77.8
E42/21/15---256----227----177-----0.89-----0.78------224-------179
Аг - это геометрическая площадь окна сердечника. Ак - это площадь окна каркаса для обмоток. Аn – «чистая» площадь окна для проводов. Эти данные взяты из чертежей и таблиц даташитов. А дальше приведены коэффициенты перехода от геометрии к каркасу и далее к чистому окну. Первый отсекает сам каркас из окна. Второй отсекает неплотности намотки вместе с изоляцией. Если их грубо оценить, то ваш «фонарный» коэффициент 0.8 надо было применить дважды. И было бы уже точнее. Но можно и еще точнее сделать. Если первый коэффициент рассчитывать по эмпирической формуле: Акр=Аг-2*Аг^0.5. А второй так Аnр=0.8*Акр. Данные расчетов также приведены в таблице.

Для большинства радиолюбителей недоступны сложные программы по нескольким причинам, Ваша то, что надо.

Никто не говорит, что программы автора плохие. Просто их можно сделать еще лучше и для вас же.

[avp94]

Просто их можно сделать еще лучше

Сделайте! Только сдается мне что между

можно сделать

и сделать непреодолимая дистанция.