Статья из сайта petrovlam.ru
Автор: Петров В. М.
Введена 24.08.2014
Последнее обновление: 27.11.2014

Дополнена: 25.11.14

 

 

Трансформатор

ТП-2

 

     

      Свойства трансформатора ТП-1 рассматривались применительно к магнитопроводу довольно малого размера.

      Захотелось посмотреть на трансформатор с магнитопроводом увеличенного диаметра.

      Приобрёл ферритовое кольцо размерами: D102xD65xS20мм.

      Одна сторона этого кольца была искусственно уменьшена до радиальной толщины 4мм (отколол, сошлифовал, сделал опалубку, залил смесью самостоятельно изготовленного мелкодисперсного ферритового порошка с эпоксидной смолой и округлил углы у полученного результата).

 

 

Рис. 1

 

4.   Малую и большую обмотки намотал по 48 витков проводом 2.0мм.

 

      Результаты экспериментов:

 

Вход - Выход→Большая обмотка – Малая.

      Оптимальная частота для холостого хода равна 1230кГц.

      На этой частоте амплитудный коэффициент трансформации холостого хода составил:

      Притом, что соотношение витков составляет 1:1 (выходное напряжение должно быть 5.6В).

      Это явление я объяснить не могу.

 

      Нагрузкой для выходной (малой) обмотки служило постоянное сопротивление 620Ом.

      С такой нагрузкой оптимальная частота составила 570кГц.

      При выходном амплитудном синусоидальном напряжении 0.94В (на малой обмотке с нагрузкой) мощность, выделяемая на нагрузке, оказалась равной 0.72мВт.

      Амплитудное напряжение на первичной обмотке равно 6.2В.

      Мощность, затрачиваемая первичной обмоткой, составила 6.86мВт.

      Для измерения тока, проходящего по первичной обмотке, последовательно с обмоткой вставлялось постоянное сопротивление в 10Ом. Напряжение на нём измерялось при помощи осциллографа.

      Коэффициент полезного действия:

 

Вход - Выход→Малая обмотка – Большая.

      Оптимальная частота (для холостого хода) – 510кГц.

      Амплитудный коэффициент трансформации для холостого хода составил:

      Притом, что соотношение витков составляет 1:1 (выходное напряжение должно быть не 38В, а 5.8В).

      Нагрузка на вторичной (большой) обмотке → 620Ом

      Оптимальная частота с нагрузкой → 320кГц

      Амплитудное синусоидальное напряжение на выходе (с нагрузкой) → 2.3В.

      Мощность на нагрузке – 4.3мВт

      Амплитудное синусоидальное напряжение на первичной обмотке (малая) при нагрузке на вторичной обмотке → 4.0В     

      Затрачиваемая мощность на первичной обмотке (тонкая) → 52.3мВт.

 

      Коэффициент полезного действия:

      На этом этапе наблюдается явная выгода по выходной мощности при использовании малой обмотки в качестве первичной (в 6 раз), а вот к.п.д. оказался почти таким же (в 1.2 раз).

 

ВЫВОД

1.   В обоих вариантах в качестве источника сигнала применялся один и тот же генератор сигналов.

2.   Во втором варианте трансформатор показал более высокую мощность на выходе (в 6 раз), хотя к.п.д. оказалось существенно ниже. Причину этого я объяснить не могу.

3.   Полезно изготовить магнитопровод увеличенного сечения.

4.   Обмотку на толстом керне (она, скорее всего, будет вторичной) предлагается намотать с увеличенным числом витков.

 

 

ДОПОЛНЕНИЕ от 20.09.14

 

      Продолжая экспериментировать, обнаружил, что результирующие показатели зависят от величины входного напряжения.

      Холостой ход: Вход толстый:

 

Напряжение вход (В)

Частота (кГц)

Напряжение выход (В)

Р2 (мВт)

Р1 (мВт)

Трансформа-

ция

23.4

1560

50

 

 

2.1

20

1560

42

 

 

2.1

10

1560

22.5

 

 

2.25

5

1560

11.6

 

 

2.32

1

1570

2

 

 

2.0

0.5

1570

1

 

 

2.0

 

      С нагрузкой: Вход толстый:

 

Напряжение вход (В)

Частота (кГц)

Напряжения вх.- вых. (В)

Р2 (мВт)

Р1 (мВт)

к.п.д. (%)

23.4

1000

22   18

263

250

105

20

1000

19   15

183

186

98

15

1000

15    11

98

113

87

10

1000

9   7

40

42

95

 

ПРИМЕЧАНИЯ

1.   Мой генератор не позволяет поднять напряжение выше, чем 23.4В

2.   Напряжения в первом и третьем столбцах, показаны в амплитудных величинах.

3. Магнитопровод малого типоразмера применять не целесообразно. Во всяком случае – при малых входных напряжениях.

 

ДОПОЛНЕ?НИЕ от 25.11.14

 

      Мой единомышленник Фомин Владимир Дмитриевич (fomin46@yandex.ru) проводил эксперимент с составным разносеченным магнитопроводом (рисунок 2).

 

 

Рис. 2

 

      К целому кольцевому ферриту он приложил половинки таких же колец, исходя при этом из того, что суммарное сечение пакета колец будет больше сечения одного кольца.

      На обе половины такого разносеченного магнитопровода наматывались обмотки с одинаковыми количествами витков.

      Ожидаемого повышения коэффициента трансформации у Владимира Дмитриевича НЕ произошло!

      Предполагаю, что экспериментатор не посчитал нужным поработать с частотой сигнала.

      Хотя возможно и ещё одно предположение: магнитопровод должен быть ОБЯЗАТЕЛЬНО выполнен из одного куска.

 


Просмотров: 3159

Комментарии к статье:

№ 1313   Cергей ПК   2014-19-10 19:38:51
Измерять напряжение осцил-фом - это извращение смысла всей метрологии ! )))

Кроме того , вы не учитываете степень шунтирования первичной катушки - выходным сопротивлением генератора , у промышленных , оно как правило 50 ом , но с ростом частоты - уменьшается из-за паразитных емкостей монтажа .

Резюме : измерения не точны , расчёты - приблизительны .
№ 1320   Владимир Максимович   2014-21-10 11:14:06
На №1313
     Согласен с тем, что расчёты не точны. НО!
1. Для активной нагрузки 620 Ом (а в ТП-7 - 300 Ом) паразитные ёмкости монтаже уже не имеют большого значения. В противном случае не было бы надёжной повторяемости результатов.
2. В моих устройствах не требуется учитывать "степень шунтирования первичной катушки" так как я при кждом новом измерении определяю реально показываемую осциллографом амплитуду.
3. Впрочем, Вы тоже имеете право на собственное мнение. Соберите обсуждаемую схему и покажите, что она даёт другие результаты.
№ 1384   Владимир Гительсон   2014-13-12 09:19:29
В опытах с трансформаторами Вы пишите, что первичный ток измеряете на сопротивлении 10 Ом, мощность, видимо, получаете перемножением тока и напряжения, но ничего не пишите о сдвиге фазы между током и напряжением, а без этого Ваши расчёты кпд сомнительны. Кроме того, транзистор во вторичной цепи должен работать выпрямителем. Это Вы тоже как-то обходите молчанием. Хотелось бы комментарий об этом.
№ 1385   Владимир Максимович   2014-13-12 12:36:24
На №1384
     Я полагаю так, что НЕ измеряю напряжение на концах резистора измерительным прибором. Я просто наблюдаю его на экране осциллографа.
     Форме падения напряжения на резисторе, я полагаю, абсолютно "до лампочки" отставание или обгон тока в обмотке от напряжения на ней же, поскольку падение напряжения на резисторе НАПРЯМУЮ зависит от тока, протекающего по резистору. Если падение напряжения на резисторе показывается равным нулю, то это означает, что в данное мгновение через резистор протекает ток, равный нулю. И так далее. А какой ток протекает при этом по самой катушке мне не интересно. Моя задача - измерение токе, протекающего ЧЕРЕЗ РЕЗИСТОР.
     Хотим мы того или не хотим, но средняя величина тока в цепи остаётся неизменной и НЕ зависит от того насколько ток в катушке обгоняет напряжение на ней же.
     Да, по всем законам электротехники транзистор во вторичной цепи просто ОБЯЗАН выпрямлять напряжение. Но фокус состоит в том, что осциллограф этого НЕ ЗАМЕЧАЕТ!
     Объяснение этому явлению я дать не могу.
     А вот то, что входное сопротивление нагрузки при использовании такого выпрямителя увеличивается, это - не оспоримый факт!
№ 1386   Владимир Гительсон   2014-13-12 15:06:57
Ваши опыты с трансформаторами очень интересны, но отношение к сдвигу фазы между током и напряжением несколько легкомысленно. Даже во вторичной обмотке его следует учитывать: на этих частотах сопротивление нагрузочного резистора может быть реактивным. Попробуйте измерить его на этой частоте. Я почти уверен в его реактивности и при расчёте мощности это требует учёта коэффициента мощности. Жаль, что по возрасту я уже не могу повторить Ваш опыт.
№ 1387   Владимир Максимович   2014-13-12 15:58:30
На №1386
1. Сомневаюсь, что Вы по возрасту намного старше меня. Мне - 76 полных лет.
2. Я умею измерять сопротивление только на постоянных напряжениях.
№ 1388   Владимир Гительсон   2014-14-12 14:14:48
Мне 4 января будет 79. Но дело не в этом. У меня сильно дрожат руки и паять я не могу, да и писать только на компьютере. Я понял теперь, почему у Вас кпд больше единицы. Хорошо бы Вам привлечь к своей работе электрика с хорошим знанием переменных токов. Но результаты Ваших измерений на холостом ходу всё равно уникальны. Роль транзистора в этой схеме весьма сомнительна. Если в положительный полупериод он ещё может работать повторителем напряжения при условии, что напряжение на вторичной обмотке находится в противофазе с входным, то в отрицательный эмитерный переход пробивается (обратимо ввиду малости тока) и падение напряжения на нём видимо порядка 5 В (зависит от типа транзистора). Получается нелинейность, которая возможно и не видна в напряжении (искажения порядка 5% не заметны глазу), но должна быть видна в токе. Всего Вам доброго!
№ 1389   Владимир Максимович   2014-14-12 15:54:43
На №1388
     Спасибо!
№ 1390   Владимир Гительсон   2014-22-12 10:37:30
Увеличение коэффициента трансформации скорей всего обусловлено резонансом в связанных контурах, первичном или вторичном. Параметры этих контуров определяются паразитными ёмкостями обмоток и индуктивностями рассеяния. Если отойти от резонанса на более низкие частоты, когда трансформатор работает как трансформатор и паразитными параметрами можно пренебречь, то увеличения скорей всего не будет. Кроме того, для каждой марки феррита есть своя предельная частота, обычно она не выше 1 МГц. Часто ниже. Боюсь, что Вы этого не учитываете.
№ 1391   Владимир Максимович   2014-22-12 14:19:59
На №1390
     Владимир, само соблй разумеется, что без участия резонанса здесь не обходится. Только вот учитывать его мне нет необходимости, потому что конечная цель - повышение коэффициента трансформации! И эта цель успешно достигается!
     Что же касается свойств феррита, то феррит в сземе вообще не тнужен! (Можно посмотреть следующие статьи).
№ 1392   Владимир Гительсон   2014-23-12 16:57:45
Похоже Вы добросовестно заблуждаетесь. Повышение выходного напряжения за счёт резонанса в контуре и повышение коэффициента трансформации всё же не одно и то же. К-т трансформации должен быть постоянным в некоторой полосе частот, а резонанс только на одной частоте.
№ 1393   Владимир Максимович   2014-24-12 11:12:31
На №1392
     Владимир, похоже на то, что и Вы сознательно загоняете себя в тупик. Ведь коэффициент трансформации - это отношение выходного напряжения ко входному!
     В этой формуле отсутствует величина частоты напряжения.
     Если на какой-то частоте коэффициент трансформации резко повышается, то именно эту частоту и следует считать рабочей!
№ 1394   Владимир Гительсон   2014-24-12 17:49:13
Знаете, тезка, Вы по-своему трактуете электротехнику. Не советую:ни у кого из специалистов не найдёте понимания, если оно Вам нужно, конечно.
№ 1395   Владимир Максимович   2014-25-12 09:51:28
На №1394
     Понимание специалистов меня, честно говоря, мало волнует. Опыт показывает, что ВСЕ новые наблюдения и факты первоначально встречаются специалистами в штыки.
     А через некоторое время те же самые "специалисты" в один голос заявляют: "Да тут нет ничего нового! Всё это науке давно известно!"
     Например, пермский изобретатель безопорного движителя Толчин В.Н. за своё открытие даже был реально отправлен в психушку! А потом подобный движитель даже был отправлен в космос (!) на спутнике "Юбилейный".

Ваще сообщение:
 

 

Добавить комментарий

[B] [I] [u] [S] [2] [2]       [TAB] [∑] [∓] [≈] [≠] [≤] [≥] [π] [×] [√]       [RED] [GRE] [BLU]

[α] [β] [Γ] [γ] [Σ] [σ] [Δ] [δ] [Ω] [ω] [μ] [Λ] [λ]