Коэффициент заполнения окна

[spinach83]

Призываю умных сознательных граждан поделиться на тему заполнения окна медью. Считаю вопрос требует немалых разъяснений. Поясняю.

Никак не мог найти достойной литературы, которая бы ясно говорила какой конкретно коэффициент заполнения окна (искал для Ш-образных сердечников) брать как подходящий для расчета обмоток при всех известных исходных параметрах. Цитирую умные изречения из инета: "Если коэффициент заполнения получился 0,2 или меньше - беспокоиться не о чем. Если он больше 0,2, но меньше 0,5 - обмотки скорее всего влезут, но свободно уже не будет. От 0,5 до 0,7 - если и влезет, то весьма туго. Больше 0,7 - скорее всего не влезет, нужно сердечник побольше." Весьма расплывчатая информация....

Решил я отыскать своими силами хотя бы предельный коэффициент заполнения. Будет смешно если я просто плохо искал в литературе.... Предельный - то есть выше которого точно не влезет ни какими усилиями. Пока что только с кучей оговорок, чисто теоретические и возможно обшибочные выводы имею на руках. Оговорка главная: коэффициент опирается пока только на тип обмоточного провода и его диаметр. Оговорка вторая: коэффициент будет очень далёк от истины, если мотать не виток к витку + нет учета межобмоточной и межслоевой изоляции. Начало для размышлений такое:
предельный коэфф-т заполнения = сечение меди одной цилиндрической жилы делить на минимальную площадь квадрата, в который вписан кружок сечения провода (с изоляцией), толщина изоляции непонятно как зависит от диаметра провода......
Табличные данные по изоляции для нескольких "подопытных" типов провода взял отсюда: http://toriki.ru/obmot%20provod.htm#Обмоточные_провода
Как минимум если эти данные неточны или неверны то мой расчёт тоже автоматически неверен.


В итоге получился простенький но интересный картинка (файл вложу), экспериментально ещё толком не проверял, потому сюда и пишу чтобы выяснить ерундой я занимался или нет - у кого глаз намётан сразу возможно укажет что это фигня, далёкая от истины, а может наоборот.

В любом случае для меня этот вопрос не ясен с полноценными расчётами, если есть сходство графика с реальностью то интересно было бы выяснить величины отклонений, линейны или нет, брать на глаз и полагаться на чутьё могут только те, у кого большой опыт..... У меня опыта намотки нет почти..

Хотя для диаметра 0,3 ПЭЛШО проверил одним слоем намотки - экспериментально уместилось на 15 % меньше чем предельное значение по графику.

PEV1 = ПЭВ1, PEV2 = ПЭВ2, PETV = ПЭТВ, PELSHO = ПЭЛШО, PNET = ПНЭТ

[индюк]

по моему если в трансформаторе провода визуально на 30% а остальное воздух то значит в расчетах серьезная ошибка = надо уменьшать сердечник.
в силу этого фраза - "Если коэффициент заполнения получился 0,2 или меньше - беспокоиться не о чем - звучит странно.
наверно поэтому наши телевизоры самые тяжелые в мире

[DmitriyVDN]

по моему если в трансформаторе провода визуально на 30% а остальное воздух то значит в расчетах серьезная ошибка = надо уменьшать сердечник.

совковые трансформаторы были тяжелые в силу правильных расчетов
разрабатывали их отнюдь не дураки
диаметр провода обмоток выбирался исходя из условия 2А/мм2 для меди сердечник исходя из магнитной индукции материала
отсюда и габаритная мощность и срок их службы составлял 15-20 лет
в отличи от нынешних с 3-4 года
ток увеличен до 4А/мм2 (у некоторых и до 8А/мм2)
и площадь сердечника уменьшена на 15-20%
в итоге имеем нагрев даже на холостом ходу не говоря уже о номинальном режиме, переплачиваем за электроэнергию и меняем технику каждые 4-5 лет все счастливы особенно производители нет застоя промышленности

[индюк]

да - согласен. через главный питающий трансформатор от цветного лампового телевизора спокойно варить можно было.

но поясните связь цитаты и вашего поста?

[DmitriyVDN]

вы пользуете левые формулы приводите бредовые графики заполнения
и по окончании манички решаете уменьшить сердечник это у вас надо спрашивать с какого перепугу уменьшаем сердечник а не габаритную мощность и где в ваших выкладках учтена межвитковая изоляция где
учтен вид намотки и т.д. и т.п.

[VladimirIvan]

Усредненный Км

[индюк]

вы пользуете левые формулы приводите бредовые графики заполнения
и по окончании манички решаете уменьшить сердечник это у вас надо спрашивать с какого перепугу уменьшаем сердечник а не габаритную мощность и где в ваших выкладках учтена межвитковая изоляция где
учтен вид намотки и т.д. и т.п.

это вы мне? или кому?

[spinach83]

вы пользуете левые формулы приводите бредовые графики заполнения

это вы мне? или кому?

Это наверное мне. Ну чтож, я готов ценить и такое мнение раз уж начал кудато чтото писать.....

Продолжая начатое....
Заложил койкакой алгоритм для подсчёта коэффициента теперь уже с учетом поправок на межслоевую изоляцию но пока не заморачивался на более чем одну обмотку на каркас и прочими изоляциями. Расчёт до конца не продуман, но уже весьма сложен для восприятия и выложить его красиво и понятно пока нереально. Но суть такова:
Исходные параметры: тип обмоточного провода, задано общее сечение "витка"- одного(виток к витку) или нескольких/нескольких сотен жил в пучок , (от 2-х жил до 12-ти в пучке надо дискретно проработать ещё будет для выяснения локальной плотности меди внутри пучка- когда жил много уже смысл теряется считать дискретно, для малых значений у меня расчёт даёт очень маленький предельный Кзап, мож так и должно быть но я ещё в процессе перепроверок), задана ширина каркаса и высота каркаса (для нескольких обмоток можно будет разделить эту высоту и посчитать отдельно обмотки так чтоб получались равными локальные коэфф. заполнения), взял коэфф. линейного заполнения ПРОВОДОМ (не медью) для намотки виток к витку равным 0.85 (экспериментально). Задан коэффициент длин = длина пучка до свивки делить на длину пучка после свивки... характеризующий степень "эллипсности" сечения закрученных жил- чем сильней закручен пучок тем меньше меди в единичном окне.., на случай нескольких слоёв изоляции между слоями обмотки ввёл Кзаполнения для слоёв изоляции (бумаги)= 0.95. Расчёт даёт ответ на вопросы: предельно достижимый коэффициент заполнения медью, запас в окне при максимально достижимом Кзаполнения, минимально допустимый Кзаполнения (при котором свободного места в окне не остаётся), число жил в пучке, число жил в слой, число слоёв в одну жилу каждый, оптимальный диаметр одной жилы пучка (брал для этого критерием запас 25% в окне).

Кто может и хочет помочь в этом вопросе - либо предлагайте чтото своё но конкретное, (касаемо габаритной мощности - это "безумно интегральный" параметр, по нему нельзя точно оценивать Кмеди) либо поделитесь практически снятыми параметрами уже намотанных изделий, чтобы мне смочь оценить расхождение и ускорить процесс обнаружения пустот и ошибок в расчёте, диапазон практического зондирования велик и одному человеку не осилить, а ещё хотелось бы ссылку на параметры всех типов обмоточного провода.

Привожу пока что имею: вроде бы практически подтвердившийся (по крайней мере в точке 0.3мм я проверял, график даёт несколько более обнадёживающий результат, у меня это дело едва влезло а в некоторых местах и выпирало) график расчёта для следующих исходных данных:
Тип провода - ПЭЛШО
Ширина окна - 43мм
Часть высоты окна, предназначенная для заполнения - 2.5мм
Число витков - 13
Число жил в пучке - 30
Коэффициент длин - 1.005 (это значит что при закручивании пучка длиной 10 метров он укорачивается в данном случае на ~5 см)
Бумажная изоляция толщиной 0.112 мм (без подробностей пока об этой изоляции, есть небольшие сложности)

Итог для диаметра 0.3:
Коэфф. заполнения медью предельный: 0.281
Запас сечения в окне: 8.63%
Коэфф. заполнения медью минимально допустимый: 0.257
Число жил в одномерном слое: 87.9
Число одномерных слоёв: 4.44
Оптимальный диаметр жилы: 0.483 для запаса в окне в 25%

Кстати вот тут ещё косяк некоторые параметры неестественно дробные, но это поправимо (для теории)....

На графике зелёным - минимально допустимый Кмеди для взятых исходных данных, красным - предельный Кмеди, синим - запас в окне.

[Vizitka]

умных сознательных граждан поделиться на тему заполнения окна медью. Считаю вопрос требует немалых разъяснений.

На днях нужен был миниатюрный трансик. Ну а под руку попал провод где-то на 0,02 мм толще,чем нужно было, пришлось мотать тем что есть. Намотал первичку и пришлось расширять очко сначала себе , железо задевало обмотку , витков под 10 000 , клиент над душой висит. И тут краем глаза зацепился за тиски и лежащую рядом болгарку , решение созрело мгновенно. Пакет ш-образных пластин был зажат в тиски и проточен до нужного размера. После сборки удалось даже запихнуть дополнительные изоляционные прокладки между первичкой и железом. Транс уже неделю круглосуточно исполняет свои обязанности и не греется
Это для тех , кто уже "попал" при намотке

[Ан-162]

Это для тех , кто уже "попал" при намотке

Очень странное решение.
Витков под 10000. Миниатюрный трансик.
"под руку попал провод где-то на 0,02 мм толще,чем нужно было" - это, надо полагать, "нужно было" 0,05-0,06 мм примерно.
В Вашем случае - просто повезло, что Вы не "попали" еще больше. Видимо, витки были взяты с хорошим запасом, по совдеповским формулам (отталкиваясь от 1 виток на вольт при сечении 50-60 кв.см. сердечника). В китайских железо лучше, допускает несколько большую индукцию, поэтому получается запас.
В миниатюрных трансах на 50/60 Гц омическое сопротивление первички "сьедает" до 20% напряжения сети (в китайских - иногда и больше) и поэтому занижение витков первички и/или сечения серденника не так остро "вылазит боком".
А вообще - занижать сечение сердечника так как Вы сделали - негоже, в топку такие "советы".
Не во всех Ш-образниках суммарное сечение боковых стержней больше сечения центрального.
Правильно было бы найти тоньше провод или взять большего сечения сердечник.

ЗЫ. а вообще, я трансы 220 мощностью меньше 5 Вт вообще перематывать в последнее время не берусь - геморрой тот еще, даже с намоточным станком, т.к. провод как волос и порвать его пара пустяков
ЗЫ.ЗЫ. счел нужным ответить даже через два месяца, а то ведь кто-нить может и последовать "совету"