Свежие обсуждения
Измерения

Измеряем электрические параметры трансформаторов, дросселей, катушек индуктивности самодельными и промышленными приборами

1 10 13

Вспомнил старый анекдот, как мужик ключи потерял, и искал их возле фонаря…
Когда я начинал делать импульсник тоже начал с модели, только описать я его пытался в маткаде, я думал что зная формулы описывающие модель импульсника можно понять как он работает… короче обломался я… модель описанная формулами всегда использует упрощения и допущения, и модель в виде формул всё равно не понятна, модель показывает суть, но не показывает тонкостей, а именно тонкости приводят к разным недостаткам работы импульсника, короче… покуда я не понял как вообще работает каждый элемент в цепи импульсника я не мог понять работу импульсника в целом. Я это к чему… каждый ищет ответы на свои вопросы в том месте где ему проще искать, т.е. формулы не требуют затрат на комплектующие по этому этот путь кажется простым. Списать формулы просто а вот понять что они описывают это уже совсем другая история…

Михалыч А: Ну и деньги больше и мощнее предлагает.

Думаю вы роете не в ту степь, сама величина индуктивности в трансформаторе ни несёт практически ни какой полезной информации, вам нужно найти конкретную книгу описывающую конкретную задачу, я не знаю какая перед вами задача, но уверен что её реализация уже описана и расжованна в какой либо литературе, а самому выводить формулы это займёт много времени и вполне возможно к ошибочным расчётам…

 

Доизмерялся до индуктивности с легкосменным сердечником.
http://i061.radikal.ru/1106/79/d08dff8374e0.jpg
Получил совпадение результатов (когда нет сердечника) измерения сопротивления катушки постоянным и переменным током. Только с увеличением частоты начинает сказываться скин эффект. Но всего на 2-3 ома в сторону увеличения.
Как я понял, ачх индуктивности с сердечником содержит в себе магнитную характеристику сердечника. Если из R real импеданса вычесть сопротивление медной обмотки на данной частоте, то получатся суммарные потери – умножением сопротивления на квадрат тока - ( гиcтерезис, вихри и какое-то последействие или послеследствие) в сердечнике на данной частоте с данной индукцией.
Если повысить частоту и индукцию до рабочих величин, то легко измеряются мощность потерь и температура перегрева сердечника. Правда мои LC метры на десятках килогерц и индукция 0.1 – 0.2 Тл не работают. Можно спаять простенький ваттметр на квадраторах, ну или слепить калориметр на дист воде.
Осталось совсем немного – научиться достаточно точно измерять волновое сопротивление трансформатора. При раскачке импульсного блока питания, на осциллографе у меня всегда выбросы и звон присутствуют. Но если трансформатор раскачки нагружать на активное сопротивление, равное волновому сопротивления транса, то все искажения импульса исчезают.

 

Михалыч А: Но если трансформатор раскачки нагружать на активное сопротивление, равное волновому сопротивления транса, то все искажения импульса исчезают.

Само собой...
Ведь в этом случае контур, состоящий из индуктивности трансформатора и паразитной ёмкости, имеет нагруженную добротность, равную 1.
Тоесть, все процессы в контуре апериодические и быстро затухают.

 

Михалыч А: Осталось совсем немного – научиться достаточно точно измерять волновое сопротивление трансформатора.
А еще при проектировании мощных ИИП совершенно "необходимо" научиться мерять цвет корпуса резисторов и конденсаторов в нанометрах с точностью не хуже 5% .
Повторю:
SergeBS: Нужно делать готовое устройство - ну так и делать его. На нем и эксперименты по ходу ставить.
А вот моделировать с ТАКИМ знанием предмета - бесполезно. И надеяться, что кто-то готовенькое выдаст - тоже.

 

Вдогонку:
Михалыч А: Клиент говорит - делай устройство больше и мощнее. Ну и деньги больше и мощнее предлагает. Но на НИОКР не хочет тратить ни копейки. Только на готовое устройство.
Естественно. Поскольку этот "НИОКР" по факту будет бесполезной тратой денег на измерение чего попало где попало и рисование бесполезных графиков зависимости размеров облака от погоды на Марсе и т.п. Клиент просто представляет, с кем имеет дело. Если еще имеет и не "забил на это".

 

Уже собрался цифровой куметр делать для измерения резонансных частот трансформаторов на ферритовых кольцах с индуктивностью 0.1 – 0.001Гн, а потом всё-таки решил померить такие трансформаторы матлабом-solve.
И оказалось, что можно даже и руками, в столбик емкость вычислить.
В параллельном контуре реактивные проводимости друг из друга вычитаются до ноля при резонансе. Если емкости обмотки нет, то на двух разных измерительных частотах индуктивность должна одинаковой получаться (если только феррит не сильно свойства меняет). Но емкость есть и с увеличением частоты проводимость её увеличивается и из проводимости индуктивности вычитается большее число. LC-метр вычисляет для уменьшившейся проводимости большую индуктивность. Отсюда мораль: для любой индуктивности, для конкретной разности частот есть соответствие увеличения вычисленной индуктивности на одну pF (или десяток, сотню пикушек) введенной в параллельный контур. Например, если одна pF увеличивает конкретную индуктивность на одну микроГн для большей частоты, то разница индуктивности в мигроГнрях на двух частотах равна емкости обмотки в пикофарадах.
И, кажется, нужно взять побольше разницу в частотах, но solve почему-то на частотах 5512,5 и 11025 Гц правильно показывает номинал контрольной емкости, припаянной параллельно индуктивности, а на 1102,5 и 11025 Гц – ерунду показывает. Наверное феррит заметно разный на этих частотах.
По ходу дела получил ещё один способ измерения маленьких ёмкостей.
Есть индуктивность в диапазоне 0.1-0.01 Гн. У неё есть комплексная проводимость Y1 на частоте F.
Припаиваем в параллель этой индуктивности неизвестную емкость в несколько пикоФарад, у получившегося контура есть комплексная проводимость Y2 на той же частоте F.
Если разницу (Y2-Y1) разделить на (j(i)*2*pi*F), то получится комплексное число, real которого точно равно припаянной емкости. Проверял на пикушках от 10 до 100.
Практическая реализация результатов:
1. Силовые импульсные трансформаторы теперь мотаю секционно. Емкость обмотки и индуктивность рассеяния уменьшается в разы.
2. Коэффициент трансформатора раскачки биполярного транзистора должен быть поближе к единице, чтобы не надо было цеплять очень маленькие сопротивления на вторичные обмотки для согласования волнового сопротивления транса с нагрузкой.
3. Коэффициент трансформатора раскачки полевого мощного транзистора должен быть подальше от единицы, из-за большой емкости затвора, уменьшающей волновое сопротивление трансформатора, а вместе с ним и требуемое согласованное сопротивление нагрузки.
4. Осциллограф показывает на выходе силового транса чистый меандр без выбросов и звона, чего раньше у меня никогда не было.
И резонансные частоты у маленьких транформаторов получаются намного больше 200-т килогерц, для куметра нужен точный синус до двух мегагерц, который я не умею делать.

 

Михалыч А: Практическая реализация результатов:
1. Силовые импульсные трансформаторы теперь мотаю секционно. Емкость обмотки и индуктивность рассеяния уменьшается в разы.
2. Коэффициент трансформатора раскачки биполярного транзистора должен быть поближе к единице, чтобы не надо было цеплять очень маленькие сопротивления на вторичные обмотки для согласования волнового сопротивления транса с нагрузкой.
3. Коэффициент трансформатора раскачки полевого мощного транзистора должен быть подальше от единицы, из-за большой емкости затвора, уменьшающей волновое сопротивление трансформатора, а вместе с ним и требуемое согласованное сопротивление нагрузки.
4. Осциллограф показывает на выходе силового транса чистый меандр без выбросов и звона, чего раньше у меня никогда не было.
И резонансные частоты у маленьких транформаторов получаются намного больше 200-т килогерц, для куметра нужен точный синус до двух мегагерц, который я не умею делать.

По пунктам:
1. Эпохальное открытие . В Апнотах от производителей на всякие TNY2XX и т.п. обычно приводят даже чертежи расположения, секционирования и направления намотки.
2,3 У трансформаторов НЕТ ВОЛНОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ. Почему - читаем определение, что такое волновое сопротивление и с чем его едят. А также про согласование нагрузок.
4. "Колдовство". И это "колдовство" давно известно изготовителям комповых БП например.
См. выше дополнительно.
Резюме: может имеет смысл все-таки книжки почитать и попытаться в них что-то понять?

 

Доизмерялся до точки или до ручки. (На ферритовых сердечниках).
С уменьшением индуктивности наступает момент, когда на двух измерительных частотах вычисляется одинаковая индуктивность. Ноль разницы по индуктивности даёт ноль емкости обмотки. При дальнейшем уменьшении индуктивности, на большей частоте вычисляется меньшая индуктивность и емкость обмотки получается отрицательной.
В поисках истины случайно наткнулся на описание негативных сторон ку-метров. Написано, что ку-метр хоть и измеряет много чего, но принципиальная его особенность - это изменение частоты. А при изменении частоты изменяется импеданс реактивных компонентов цепи. Активные компоненты тоже не подарок. С изменением импеданса изменяется ток через компонент, индуктивность в данном случае. С изменением тока изменяется напряженность поля , а с полем и точка на характеристике зависимости проницаемости материала сердечника от поля. Если феррит не 200НН или какой-нибудь ВЧ, нужно принимать меры для стабилизации напряженности поля.
Теперь у меня матлабовский RLC-метр измеряет напряжение на индуктивности и на большей частоте увеличивает напряжение измерения так, чтобы напряжение на индуктивности увеличилось пропорционально увеличению частоты. У меня сейчас в два раза разница по частотам. Одно хреново - для точного увеличения напряжения нужно руками коэффициент постепенно корректировать. Можно заставить автоматически, но это может растянутся на целый день.
Результат. Нулевая и отрицательная емкость обмотки исчезла. Всё время положительная.
Можно измерять одновременно L и C у индуктивностей меньше 0.001Гн. Проверить нечем.
Приятная особенность маленьких индуктивностей - у них почти всегда низкоомные обмотки. Система уравнений с учетом сопротивления обмотки (solve матлаба) и система уравнений без учета сопротивления обмотки ( условно "в столбик", на простом калькуляторе можно посчитать) дают на обмотке с сопротивлением три ома емкость с разницей в 0.2 пикофарады.
Если смогу, сделаю одновременный LC-метр ("в столбик") в виде exe файла и выложу тут на форуме.
Железным сердечникам (особенно монолитным) стабилизация напряженности поля не помогает. Есть ещё зависимость проницаемости от частоты.

 

У кого будет время и желание, измерьте пожалуйста индуктивность обмоток импульсного трансформатора из зарядного устройства для мобильного телефона, все зарядки делаются практически по одной схеме, значит и параметры этих миниатюрных трансформаторов близки. Мне понадобилось, а самому даже померять нечем, беда.

 

ssv: Мне понадобилось, а самому даже померять нечем, беда.
и нахрена ее мерить?-она зависит от зазора и числа витков трансы в зарядках разных дядей Ляо-разные
несмотря на похожесть вы не найдете 2 одинаковых но разных модели зарядок