Программы расчета трансформаторов и дросселей

[zoog]

допустим, при естественном охлаждении придется взять плотность тока 4 А/мм2 - получаем одну мощность. а при хорошем обдуве мы уже сможем взять 10 А/мм2

Можно уточнить? Обычно считается 4а/мм2 для внутренних слоёв и 6..7 А/мм2 для наружных - это для 50Гц-трансформаторов с десятками слоёв. Для импульсных, у которых часто 2-3 слоя и без межслойной изоляции считают 10А/мм2 и без принудительного охлаждения, а с радиатором - и того больше, хорошо так больше) Или я, может, ошибаюсь?

[Starichok51]

Для импульсных, у которых часто 2-3 слоя и без межслойной изоляции считают 10А/мм2 и без принудительного охлаждения

не было такого никогда.
для примера смотрите ожидаемую температуру при 10 А/мм2 в RingFerriteExtraSoft, даже, когда каждая обмотка занимает 1 слой.

[Lafan]

существующее понятие габаритной мощности весьма абстрактно, и не отвечает на вполне конкретный вопрос: "сколько вам вешать - в граммах?"

Согласен, понятие габаритной мощности выглядит некоторой условностью. Но сказать, что оно лишнее, нельзя. Раз оно появилось когда-то, значит что-то это обусловило.

Эту мощность правильней назвать пропускаемой мощностью через трансформатор. Ограничивают эту мощность потери в проводах обмоток. Так как эти потери порождают тепловую проблему. Ее решают в основном увеличением сечения проводов. А это требует и увеличения окна сердечника для проводов. А оно в свою очередь привязано к габариту сердечника. Цепочка замкнулась. И пропускаемая мощность приобрела связь с габаритным понятием.

Габаритная мощность нужна не сама по себе. Она венчает расчет всей цепочки. Позволяя оптимизировать параметры всех звеньев и проводов и сердечника. Наиболее полно это продемонстрировано в вашей программе RingFerriteExtraSoft_5.1. Вы сами о ней напомнили, а я добавлю. Этот проект очень удачный. В нем вам удалось очень оригинально совместить и прямой и обратный расчет. Получился шедеврик. Конечно проект еще молодой . Там есть что еще по шлифовать. И ошибки первородные еще остались. Тем не менее уровень проекта очень высокий.

На его фоне Flyback выглядит убого. Провода не рассчитывает. Сердечник не контролирует. Задавай любой зазор, и что? Можно снять любую мощность с любого сердечника? Для чего тогда производители сердечников так распинались создавая такой арсенал типоразмеров, от наперстка до кулака? Вы упомянули о "некотором разумном максимуме" зазора. Однако программа эту границу не показывает.

В чем различие между прямоходами и обратноходами? В первых, пропускаемая мощность пролетает мимо сердечника, никак не затрагивая его магнитный режим. А вот в обратноходе все наоборот. Вся пропускаемая мощность залетает не только в окно, но и в сердечник. На первой прямой фазе активная энергия из первичной цепи преобразуется в реактивную энергию намагничивания сердечника. А в обратной фазе при размагничивании сердечника, вся накопленная энергия преобразуется обратно в активную, но уже вторичной цепи. Таким образом объем сердечника ограничивает объем накопления энергии, а значит и пропускаемой мощности.

Да, в большинстве книг об этом ничего не сказано. Но в одной книге все же написано. Привожу данные.

А.В.Хныков. Теория и расчет трансформаторов источников вторичного
электропитания.-М.:СОЛОН-Пресс, 2004.-128с.: ил.-(серия "Библиотека инженера").

На стр. 57-60 в главе 4.5 "Теория трансформатора ООХП" описан вывод формулы расчета объема сердечника при заданной мощности и прочих параметрах. Привожу здесь формулу мощности сердечника, немного укороченную для наглядности.

P=0.28*V*B^2*F

где: P - мощность, Вт. V - объем сердечника, см3. F - частота преобразования, кГц. В - максимальная индукция, Тл. Индукция остаточная принята равной нулю. Эффективная магнитная проницаемость типовая -1500.

В качестве примера рассчитаем мощность сердечника ЕЕ24, который выбрал выше Winlin.

P=0.28*1.11*0.3^2*100=2.8 Вт

Ничего удивительного. Сердечник с наперсток и мощность такая же, наперсточная.

[Starichok51]

с книгой Хныкова я очень хорошо знаком, она у меня есть. но в последний раз в нее заглядывал очень давно.
а расчет вы выполнили не правильно! ну, или же Хныков тут ошибается...
да и у Е24 не может быть такой маленький объем. у Е20 и то почти 1,5 см3.
я с Е20 легко снимаю 14 Ватт.
а Е24 даст значительно больше.

а провода Flyback рассчитывает!

Вы упомянули о "некотором разумном максимуме" зазора. Однако программа эту границу не показывает.

как-нибудь, при случае, я введу ограничение зазора.
по литературным данным и по даташитам от Эпкос этот максимум составляет 1/30 средней магнитной линии.

а что бы вам еще хотелось от Flyback'а?

[zoog]

для примера смотрите ожидаемую температуру при 10 А/мм2 в RingFerriteExtraSoft

А как этот перегрев рассчитывается, расскажете?
Я сам уже не помню, откуда цифры взял, но даже в 1-слойных обмотках дросселей на матплатах 15А/мм2 максимум, то есть для надёжности действительно не более 10 лучше.

[Starichok51]

А как этот перегрев рассчитывается, расскажете?

у производителей в документации для колец из порошка есть формула для колец.
формула есть и у Микрометалс и у Магнетикс.
в формулу входят мощность в мВт и площадь поверхности кольца (по обмоткам) в см2.
мощность делится на поверхность и потом возводится в степень 0,833.
в другом источнике я встретил показатель степени 0,9.
в программах я применяю 0,9, чтобы не промахнуться...

поскольку в RingFerriteExtraSoft тоже кольца, то эту формулу можно брать без проблем.

[Lafan]

с книгой Хныкова я очень хорошо знаком, она у меня есть. но в последний раз в нее заглядывал очень давно.
а расчет вы выполнили не правильно! ну, или же Хныков тут ошибается...
да и у Е24 не может быть такой маленький объем. у Е20 и то почти 1,5 см3.
я с Е20 легко снимаю 14 Ватт.
а Е24 даст значительно больше.

Как быстро у вас получается. Все ошибаются, даже Хныков, а вы вот весь такой безошибочный. Где вы взяли Е24? В базе у вас его нет. Я его не упоминал. Говорилось о другом сердечнике, который ввел своими руками Winlin. Он же дал и имя своему наперстку – ЕЕ24. И весьма произвольно. Обратите внимание на две буквы Е. Гляньте на его скрин.

Я не сомневался, что книга эта у вас есть. Но я не удивлюсь, если вы ее даже и не доставали. Да и зачем? Я же формулу вроде привел. Так ведь и ее вы не внимательно разглядели. Не обратили внимание, что после символа индукции стоит знак возведения в степень 2. То есть индукция возводится в квадрат. Оцените эту квадратичную зависимость. А теперь гляньте мой расчет. И какую индукцию я использовал. Всего 0.3 Тл. Так у вас в базе других материалов и нет. А эта индукция для обычных ферритов. Для обратноходов давно применяются специальные ферриты, у которых индукция выше в 2 и более раз. Даже у наших отечественных серии НМС индукция выше 0.7 Тл. А что значит увеличить индукцию всего в два раза? Мощность сердечника возрастет в 4 раза.

В вашем работающем сердечнике феррит наверно современный. Посчитаем его возможности.

Р=0.28*1.486*0.6^2*100=15 Вт.

Да, не ошибся Хныков. Все правильно считает его формула. Надо просто вникнуть и разобраться.

а что бы вам еще хотелось от Flyback'а?

Интересный вопрос. И что значит «еще»? Добавить к тому, что есть, еще горстку такого же? Или взамен того что есть? Последнее конечно интересней. В этом случае предпочел бы увидеть реализацию проекта RingFerrite. Только работать придется вам. Даже учитывая уже во многом проработанный проект, все равно попотеть придется. Так ведь боюсь, брыкаться начнете. Спина болит, теща не велит.

Впрочем, можно и первый вариант рассмотреть. Разбавить чем-то адекватным, делающим программу более пригодной для работы. А там глядишь, и почва для проекта созреет. Так ведь и здесь от вас потребуются определенные усилия. Насколько готовы вложиться?

[Starichok51]

у меня самый обычный сердечник, от Эпкос.
и индукция в этом сердечнике по расчету даже меньше 0,3 Тесла, чтобы не было слишком большой мощности частотных потерь в сердечнике.

Даже у наших отечественных серии НМС индукция выше 0.7 Тл.

так покажите мне хотя бы один отечественный НМС с индукцией выше 0,7 Тл.
лично я даже зарубежных ферритов не знаю с такой индукция, что уж говорить про отечественные парашные ферриты...

персонально для вас картинка с расчетом.
объем 1486 см3
амплитуда индукции 0,246 Тл.
и 14 Ватт - легко, как с куста...
и это не расчет "на бумаге". по этому расчету у меня уже работают несколько изделий (светодиодные драйверы).
и сейчас еще начал маленькую партию таких драйверов из 5 штук.
а по формуле Хныкова там и 4-х Ватт не должно быть.

когда у меня появилась книга Хныкова, оно довольно долго была моей "настольной" книгой. но когда я из нее почерпнул всё, что можно было почерпнуть, я перестал в неё заглядывать.
да, в этот раз я даже не стал её доставать, за неимением необходимости.
а зачем я буду смотреть на формулу, которая противоречит моим практическим (и теоретическим) результатам?
моя программа считает по теории электромагнетизма, а не по книге Хныкова.
а теория придумана задооолго до Хныкова...

[Starichok51]

а вот вам еще один пример расчета.
на том же Е20 легко получилось 23 Ватта. но это уже практически предел по заполнению окна медью.
и также обратите внимание на амплитуду индукции - всего 0,244 Тл.
а по формуле Хныкова получается всего
0,28 * 1,486 * 0,244 * 0,244 * 100 = 2,477 Ватта.
то есть, ошибка у Хныкова почти в 10! раз.

[ajsn]

Я не сомневался, что книга эта у вас есть. Но я не удивлюсь, если вы ее даже и не доставали. Да и зачем? Я же формулу вроде привел.

Считайте по формуле! - это Ваш выбор.
и Ваш личный опыт "Спина болит, теща не велит." не экстраполируйте на других - для начала попытайтесь оценить объем проделанной Автором работы - может быть, если у Вас это получится, Вы смените тон общения.

а вы вот весь такой безошибочный.

ни Автор, и никто из вменяемых форумчан никогда этого не утверждал. Если потрудитесь почитать ветку - Автор приветствует конструктивную критику и ВСЕГДА в поиске более точных и удобных (UI) решений.