Первый пост темы: mibor Post: #3071 От:15.12.2004 (14:18) Интересная эта штуковина "Нелинейная индуктивность".
Она же "трифилярная".
Простота этого устройства заинтересовала, и получилось вот что.
На ферритовом кольце М2000НМ с размерами:
наружный диаметр 45мм, внутренний 28мм и высота 12мм,
намотал 140 витков, сложенным в трое проводом диамером 0,35мм.
Получилось три обмотки: "A", "B" и "C".
А1 - начало обмотки, а А2- ее конец (другие - соответственно).
Индуктивность "А" равна индуктивностям "В" и "С" и составляет
52 милигенри (частота измерения 5 кгц), при активном сопротивлении 1,2 ом.
Первый опыт.
Проводил по простейшей схеме:
одним концом индуктивность подключалась и источнику постоянного
напряжения (+5 вольт), а другой конец через ограничивающий
резистор (100 ом) к другому полюсу источника.
Ток через индуктивность и ограничивающий резистор составлял 50 ма.
Подключив осциллограф к ограничивающий резистор наблюдал
изменения тока в нем при замыкании и размыкании индуктивности "А"
кусочком провода (закороткой).
Тут все было как по учебнику. При размыкании закороткой наблюдал бросок
напряжения отрицательной полярности, что соответствовало реакции
индуктивности на подключение к источнику.
(Амплитуда треугольного импульса с коротким фронтом и экспоненциальным
спадом 5 вольт, длительность импульса (по уровню 0,9) около 0,5 миллисекунд).
Второй опыт.
Соединил две индуктивности встречно: "А" и "В". А2 соединил с В2,
и подключил А1 к "+" источника (+5в), а В1 к ограничивающиму резистору.
Закорачивание и раскорачивание как одной из индуктивностей, так
и двух сразу к всплескам напряжения на ограничивающем резисторе
не приводило. Не считая 60 миливольтовых изменений напряжения на нем,
при закорачивания активной компоненты индуктивности.
Все таки, как то странно это наблюдать. Ведь две индуктивности,
а ведут себя как два куска провода.
А вот дальше начались еще более забавные вещи.
Третий опыт.
Соединил три индуктивности (как на схеме). Встречно: "А" и "В"
(А2 с В2) и последовательно с ними "С" (В1 и С1). Подключил А1
к "+" источника (+5в), а С2 к ограничивающему резистору.
Змыкание обмотки "В" (в оригинале это производится ключем) к заметным
всплескам напряжения на ограничивающем резисторе не приводило.
(Не считая 60 миливольтовых изменений напряжения на нем,
по причине указанной выше).
Но ведь в этот момент происходит нарушение компенсации полей
обмоток "А" и "В" , и как следствие возникновение новой индуктивности.
В данном случае "А".
А где бросок напряжения отрицательной полярности :shock: , соответствующий реакции,
появившейся в цепи индуктивности на подключение к источнику (+5в),
как в первом опыте?
Кто его сьел :shock: :?:
Ничего нет, кроме скромного 60 миливольтового подъема.
При размыкании закоротки обмотки "В" (в оригинале это производится ключем)
наблюдается бросок напряжения положительной полярности.
(Амплитуда треугольного импульса с коротким фронтом и экспоненциальным
спадом, 5 вольт,
длительность спада импульса (по уровню 0,9) около 0,2 миллисекунд).
При этом действии, как я понимаю, просходит компенсация поля
обмотки "А" обмоткой "В". И остается только обмотка "С".
Но ведь во втором опыте это никак не проявилось :!:
Или приемником (или трансформатором) этого исчезаюшего поля
явилась индуктивность оставшейся обмотки "С" :shock: :?:
Вот такие непонятности... 😕
Пока до влючения "трифилярки" в схему дело не дошло, т.к. интересно
выяснить особенности работы сей оригинальной штуковины.
Поковыряюсь с ней еще ... 😀
Дело в том, что большинство полевых ключей защищены по входу и выходу диодами. Это надо учитывать, так как диоды могут нарушать работу генератора в зависимости от его схемотехники.
Кроме того, выходная защита ключа может ограничивать отрицательный выброс на нем и также вносить нежелат. искажения в процесс коммутации цепей с индуктивностями.
Применительно к девайсу Мельниченко , плз., прокомментируйте ...
EL,
Не надо пытаться быть захребетником, или это от неча делать...
Простите за совет, но зайдите на сайт [ссылка] читайте и думайте, думайте...
Замечательная фраза Ю.А.Бабикова: "Поймите себя, свое МЕСТО и НАЗНАЧЕНИЕ во Вселенной."
Вчера сам добрался-таки до моделирования. Набрал необходимых компонентов и собрал такую игрушку. Но результаты вполне предсказуемые вышли.
правда, у меня очень слабенький источник питания - всего 400 ма держит. Так что я мог и не загнать сердечник в нужную область.
Как только вступает в работу ключ S2, сразу катушка превращается почти в короткое замыкание, как и следовало ожидать.
Еще я подумал, а зачем вообще нужен S2? Его же в такой схеме с успехом заменяет обычный диод?
Если игра идет на задержках в коммутации, что маловероятно, то тогда S2 действительно должен быть управляемым ключем. А так как это все нарисовано на схеме - то ключ S2 всегда открыт при определенной полярности, тогда нафиг там ключ - поставить просто диод.
К слову, диод пришлось-таки ставить, как я писал выше - иначе защита по выходу в полевике (там типа стабилитрона стоит переход) нарушает работу схемы.
У меня ключи стоят BUZ11, генератор на 561Ла7, диоды Кд213, сердечник 35 мм не знаю какой марки.
И еще. В той области токов, что удалось загнать в катушку, трифилярка ведет себя подобно одной проволоке, так что не видно ее необходимости. Возможно, нужно дать ток побольше и понаблюдать за процессом.
Я ставил небольшой резистор в цепь питания, тогда на питающем конденсаторе хорошо видна пила - по ней можно определить величину тока в катушке, но я не занимался пока такими расчетами.
Начну сразу с дела. Было перепробовано куча разных включений.
В трех обмотках как в трех соснах. Всем спасибо за ссылки,
советы и замечания. МС КА34063 просто потрясный чип. Но добраться
до него пока нет возможности. В оригинальном описании
кажись автор пишет что замыкание обмотки происходит во втором такте.
То есть как бы должно происходить увеличение индуктивности,
но кто то в этом форуме проводил замеры и ситуация прямо наоборот.
У меня получается что в момент замыкания получался очень высокий
и короткий импульс. Кстати почти такой же как если бы я использовал
только одну обмотку. А речь как раз идет о нелинейной индуктивности
То есть получается что есть смысл попробовать замыкать два ключа
одновременно. А тут еще такой момент. Изначально в схеме течет ток
нагрузки. Что произойдет если мы замкнем одну из обмоток в которой уже
течет ток? Персона ключа S2 тоже вызывает большие подозрения.
Я так все время пытаюсь использовать P-канальные полевики.
Это дает простоту управления. Независимо от полярностей вы просто
замыкаете затвор на землю.
Привет всем. Давно просматриваю темы форума и решил заригестрироватся. Теперь по поводу данной схемы. Мое мнение в схеме negLj.JPG приведенной в сообщении 18076
вкралась небольшая неточность. Нужно удалить диод VD3 а на его место переместить VTD1. При этом хоть и не будет закорачивания обмотки L1 но возможен другой эфект. Какой проверю и поделюсь позже когда закончу ее сборку.
При этом хоть и не будет закорачивания обмотки L1 но возможен другой эфект. Какой проверю и поделюсь позже когда закончу ее сборку.
ИМХО обмотка должна закорачиваться хотя я все таки применил бы не диод (закончу с одним и займусь этим)
при первом взгляде на схему (до форума) показалось что она служит неким экраном в опр. момент (где-то на форуме подобную версию на счет другого девайса встречал)
интересен Ваш результат!
жаль что ветка потухла на долго
многое для меня так и осталось непонятным
Мое мнение в схеме negLj.JPG приведенной в сообщении 18076
вкралась небольшая неточность. Нужно удалить диод VD3 а на его место переместить VTD1. При этом хоть и не будет закорачивания обмотки L1 но возможен другой эфект. Какой проверю и поделюсь позже когда закончу ее сборку.
В общем то это была не неточность. Было сделано намеренно.
А то о чем вы пишите в общем то было мною сделано. Правда
в несколько ином виде. Если подключить VT1 в месте
соединения L2 L3 и управлять синхронно с VT2
то кпд несколько улучшается. То есть при неизменном
входном токе и напряжении а так же при прежнем
сопротивлении нагрузки напряжение на последнем
вырастает.
Если добывать из индуктивности, то надо сначала навести ясность, как это работает. Накачка - здесь все понятно - протекающий ток растет, магнитный поток тоже. И так до размыкания цепи или до насыщения. Дальше энергию тратим на какие-либо нужды - заряжаем емкость фильтра, зажигаем лампы или искры и т.п. Выходная энергия будет равна интегралу произведения напряжения на ток за время цикла. Ток будет спадать до нуля и соответственно магнитный поток. Можно растянуть это на долгое время (сверхпроводник - навечно) или на очень короткое (свеча зажигания). В любом случае этот интеграл останется постоянным и равным энергии запасенного магнитного поля. Единственный способ его увеличить - это попытаться продлить промежуток времени при сохранении всех остальных величин, это и будет означать приток энергии в систему извне. Ошибка всяких игр с индуктивностями и трансформаторами в классическом стиле: изменение потока всегда происходит от 0 до мах и обратно до 0, и не больше! Какова бы ни была топология катушек и сердечника (Ф-машина например), потоки просто суммируются.
С уважением.
Eduard ,ВЫ ГЕНИЙ . Вы точно сформулировали главный и единственный принцип работоспособности етой штуковины. И , что тогда по вашему делает короткозамкнутая обмотка? А?
Отсюда главный вывод для всех строителей цепей коммутации и прочих схемотехников : Время Т1<Т2 на время роста тока при замыкании обмотки.Вот так вот.
А-уу! МАТЕМАТИКИ! Теперь ваша очередь.
Короткозамкнутая обмотка на практике обычно только поглощает энергию и нагревается. Надо найти рабочее тело, которое в работе охлаждается, тогда можно ожидать выдачи энергии наружу. Надо делать быстродействующие термодатчики, клеить их к сердечникам и гонять их в магнитных полях.
_________________ И мню аз яко то имать быть, что сам себе всяк может учить.
Если в процессе работы ,что-то нагревается , а что-то охлаждается , то велика вероятность , что это будет хорошо заметно без всяких термодатчикав.А вот расчитать зависимость времени роста тока короткозамкнутой обмотки от начального тока и напряжения ,минимально необходимое величину Т1 ,отношение Т1/Т2 , и ,возможно , задержку между срабатываниями S1 и S2 необходимо ,чтобы разрабы коммутаторов и иже с ними схемотехники могли определиться с параметрами устройства управления . А то может случиться так ,что для угадывания рабочих параметров самым эффективным методом "научного тыка" жизни не хватит.А ведь скоро зима.Сам я такой процесс расчитать никак не смогу , так как считать умею только до десяти 😏 ....,тысяч...,долларов...,евро...
Кстати , хоть и не в тему , в генераторе хаббарда вроде кака три обмотки и трамблер . У трамблера есть прерыватель и распределитель (в принципе тот же прерыватель) .Вот Вам S1 и S2 работающие синхронно. Время прерывателя в разомкнутом состоянии как правило больше , чем в замкнутом.Вот и Т1<Т2.Да ещё и регулируется . осталось найти частоту .
Короткозамкнутая обмотка на практике обычно только поглощает энергию и нагревается.
Что же, только нагревается и ничего более не происходит? А сердечнику типа по барабану ,что вокруг него течет ток стремящийся в бесконечность , хоть и недолго.
Не, ну если так чисто логически подумать - все же интересная штука выходит!
Давайте будем рассматривать эту трифилярную катушку как одну простую катушку но с переменной индуктивностью. Допустим в момент протекания тока источника через катушку имеем запасание энергии в виде магнитного поля, которая равна (L1*I^2)/2. Во второй момент времени закорачиваем среднюю катушку трифилярки(что по идее должно приводить к увеличению индуктивности(обычное магнитосвязанное последовательное включение двух катушек) трифилярки по отношению к индуктивности, использовавшейся при запасании энергии) и одновременно отключаем источник - запасенная энергия отдается потребителю, только теперь она уже равна (L2*I^2)/2, причем поскольку L2>L1 более чем в два раза, то и запасенная энергия получается больше более чем в 2 раза, что по идее должно привести к тому что она дольше по времени будет разражаться чем заряжалась.
Во всей этой лабуде встает один глобальный вопрос: что происходит с магнитным потоком при прохождении его через пластину-проводник? То что в пластине получим ток - это и ежу понятно, а вот будет ли при этом деваться куда нибудь сам магнитный поток? Другими словами, если наш поток будет проходить не через одну пластину, а допустим через две, лежащие друг над другом, то будет ли в каждой из этих пластин такой же ток как в первом случае с одной пластиной? Я конечно же не суперкрут в физике, и поэтому прямо сразу с головы на формулах не смогу показать что куда у нас пойдет(надо брать справочник, листочек, ручку и ковыряться), но по логике здравого смысла предполагаю что в обоих пластинах наведется одинаковый ток, но при этом магнитный поток быстрее кончится, чем в случае с одной пластиной, т.к. опять же, следуя логике здравого смысла, для магнитного потока и возбуждаемого им тока в пластине у нас должен выполняться закон сохранения энергии, который не должен давать проявляться всяким подобного рода чудесам. Поэтому у меня огромная просьба к посетителям данного форума - если здесь есть грамотные люди, и если их не затруднит, то пусть с помощью формул покажут здесь законы сохранения энергии и собственно что куда идет, и тогда все встанет на свои места.
PS: для того чтобы закороченная средняя катушка не кушала зазря энергию магнитного поля, можно без особого труда собрать схему где вместо закорачивания средней катушки эта катушка будет включаться последовательно вместе с двумя другими. В результате получим при накоплении энергии - одна бифилярка+одна обычная катушка, а при отдаче - все три катушки магнитосвязаны друг с другом и включены последовательно. Но только чето мне кажется один фиг пользы ноль будет...
Nocsm,
- Но только чето мне кажется один фиг пользы ноль будет...-
Эт точно. Обратноходовик тоже запасает энергию одной катущкой, а отдаёт другой. Чем не нелинейная индуктивность?
А если ещё коротить выходную катушку... Короче - бред!
для того чтобы закороченная средняя катушка не кушала зазря энергию магнитного поля, можно без особого труда собрать схему где вместо закорачивания средней катушки эта катушка будет включаться последовательно вместе с двумя другими. В результате получим при накоплении энергии - одна бифилярка+одна обычная катушка, а при отдаче - все три катушки магнитосвязаны друг с другом и включены последовательно. Но только чето мне кажется один фиг пользы ноль будет...
Вааще то как то раз я попробовал что то в этом роде.
То есть я собрал схему в которой три обмотки в режиме
накачки соединялись параллельно а в режиме отдачи
последовательно. Вы абсолютно правы. Да напряжение на хх
просто ... а току чуть. В результате кпд составил порядка 60%.
Даже меньще чем мне удавалось получить в урезаноой версии
оригинала.
Кстати я собрал таки цепь которая может эффективно закорачивать
обмотку. Я просто взял два мощных полевика и соединил их встречно. Встречно потому что производитель имеет обыкновение
встраивать диод. Ну и что - кпд резко упал. А транзисторы
стали калиться. Вообще-то где-то на этом форуме есть сообщение
о том что с кз обмоткой общая индуктивность трифиляра существенно
падает. Посему есть предположение что нужно видимо коротить
трифиляр очень коротким импульсом и может быть в очень
определенное время.
Я просто взял два мощных полевика и соединил их встречно. Встречно потому что производитель имеет обыкновение
встраивать диод. Ну и что - кпд резко упал. А транзисторы
стали калиться.
Если соединить два диода встречно и пустить через них ток - почему бы им не греться??
Для встречного включения нужно подбирать полевики без диодов(сток-исток) и если не хватет тока, то запараллелить несколько штук.
-----
Короткозамкнутая обмотка своим присутствием растягивает процесс намагничивания и размагничивания сердечника катушки. И чем болшьше индуктивность короткозамкнутой катушки, тем более это заметно.
Господа!
Сколько энергии запасём в сердечнике, столько и получим на выходе. Закоротим обмотку - энергия уйдёт на нагрев провода обмотки и ключей. Никаких чудес и никакой сверхединицы.
Так что не стоит тратить на это драгоценное время.
А схема с нелинейной индуктивностью можен быть и проще и без КЗ обмотки.
Господа!
Сколько энергии запасём в сердечнике, столько и получим на выходе.
А сколько запасается энергии в конкретном сердечнике?
И как эта энергия однозначно определяется из определенной намагниченности?? Если намагниченность так однозначна энергии, то почему она не измеряется напрямую в джоулях как энергия?
Ведь одну и ту же намагниченность можно получить разными методами и используя разное колличество энергии, при разных конструктивных особеностях....
Удельная энергия магнитного поля на единицу объема
w=B^2/(2*mu*mu0)
Я в соседней ветке аналогичную идею развил. Пока всё по науке. Посмотрим как будет дальше.
А вот по поводу намагниченности. Дело в том, что если мы находимся на линейном участке, то катушке совершенно "до лампочки" какая в настоящий момент намагниченность у сердечника. Посему есть идея ( не бейте ногами ), поставить некую катушку-тормоз шунтированную диодом, которая будет "придерживать" поле от спадания, но разрешать ему накапливаться. Конечно, мы будем иметь потери с активного сопротивления этого тормоза, сопротивления диода и транзистора, который будет это коммутить.
Таким образом надо включить тормоз, дать несколько импульсов на "зарядку" катушки и открыв "тормоз" разрядить катушку в нагрузку. Нагрузка должна быть выбрана такой, чтобы обеспечить полную релаксацию.
Смысл же в том, что как Вы видели в формуле, мощность квадратична току, но в обычном режиме ток у нас пропорционален напряжению, поэтому для достижения в определенный момент времени большего тока, надо приложить большее напряжение или уменьшить индуктивность. Последнее не подходит, поскольку уменьшит производимое поле.
В данном варианте мы буем производить "подкачку" как бы "с нуля".
Буду пробовать. Результаты сообщу.
Интересно смотреть, как "выкручивается" природа, чтобы оставить ЗСЭ в действии. Вот никак не мог подумать, что получу такие результаты. Сразу извинюсь, схему рисовать не в чем 😕 Опишу ее устно. На замкнутом сердечнике расположены друг на друге две одинаковые обмотки. Одна питающая, вторая шунт. Работа генератора состоит их четырех тактов.
1 такт - через диод и ключ замкнут шунт, на питающую обмотку подано напряжение.
2 такт - шунт остался замкнут через диод и ключ, с питающей обмотки снято напряжение.
3 такт - шунт остался замкнут через диод и ключ, на питающую обмотку подано напряжение.
4 такт - шунт разомкнут, напряжение с питающей обмотки снято.
Совершенно непонятно почему ток при подкачке во третьем такте резко увеличивается до значения, соответствующего магнитной индукции в сердечнике, а потом продолжает плавно нарастать 😕
Будем пробовать дальше. Мыслей много.
Вот что получилось:
Так это, с точки зрения предположения выссказанного мной в теме про "Генератор, генератор Хаббарда" природная энтропия не успевает в данном типе феррита развернуть магнитики доменов "абы-как" за время отсутствия принудительного подмагничивания с помощью катушки. Надо хверит повысокочастотней, тогда элементарные магнитики в нем будут как-бы "мельче", т.е. будут обладать меньшей инерционностью, соответственно их способность передавать энергию от первички ко вторичке на низкой частоте снизится.
А дальше - надо копать.
Вот кстати Alexey приводил ссылку на описание тр-ра Маркова: [ссылка]
Я ее раньше тоже читал, но только начало, там какой-то бред про феррит и намотку.
А вот теория - весьма интересна. Так можно же и магниты встречно подставить, они тогда домены будут в разные стороны ориентировать. :?
Еще раз посмотрел - странно, не совсем так, обратная ЭДС намного короче импульсов, сердечник без нагрузки разряжается быстро, быстрее длительности импульса в первичке.
Вероятно для того чтобы сформировать ЭДС во вторичке выше ЭДС, накопленной до этого в конденсаторе, т.е. чтобы ток пошел через диод, надо сильнее намагнитить сердечник, переориентировать большее кол-во доменов, поэтому и сила тока в первичке растет от достигнутой в предыдущем цикле.
"Шунт" - это вторичная катушка + диод + резистор с включенным паралельно ему конденсатором?
Sergh,
Вообще частота получается всего около 5 кГц 😀
сердечник от строчника ТВС90ЛЦ5. Такие частоты должен кушать не замечая. Вот только действительно, может он в насыщение идет.... попробую ему зазорчик сделать. Я пока никак не могу объяснить, но говорят есть какое-то объяснение классикой. Даже на этом эффекте вроде как есть измерители магнитного поля.
"Шунт" - это вторичная катушка + диод + резистор с включенным паралельно ему конденсатором?
Нет, Шунт это вторичная обмотка, диод, и MOSFET ключ для замыкания. Параллельно ключу стоит сопротивление для снятия выхода в такты разомкнутого шунта.
Еще раз посмотрел - странно, не совсем так, обратная ЭДС намного короче импульсов, сердечник без нагрузки разряжается быстро, быстрее длительности импульса в первичке.
Нагрузка специально подбиралась так. чтобы сердечник успевал выйти из намагничивания, т.е. до полной релаксации.
Все равно концы с концами не сходятся. Если учесть первую осциллограмму с вторички - шунта.
Н-да, получатся что процесс насыщения - "рассыщения" гораздо более медленный, чем это кажется, в смысле если не предпринимать для ускорения "рассыщения" никаких дополнительных мер.
Исскуственная дополнительная мера - насыщать сердечник в другую сторону.
Естественная дополнительная мера - снять вообще всяческую нагрузку, тогда сформируется импульс обратной индукции.
Судя по этому эксперименту - для ферромагнетиков это не простая деградация поля, а некий ускоренный, лавинообразный его вариант.
SergeyA, может есть желание провести такой же эксперимент, только намотать катушки БЕЗ сердечника?
Вероятно тогда ток будет нарастать в обоих случаях от нуля.
PPG |
Post:18162 - Date: 19.01.06(11:07)
ka34063_140.pdf
