Ищу практические формулы для расчета емкости трансформатора и индуктивности рассеяния, дающие близкие к реальности результаты

[ys7475]

Если кто-то умеет рассчитывать индуктивность рассеяния и распределенную емкость трансформатора, и получает приемлемо совпадающие с измерениями значения, поделитесь формулами, пожалуйста.

Видимо, я ошибаюсь в формулах или единицах измерения (где дюймы, где сантиметры, где метры и т.п.), но даже для расчета индуктивности рассеяния у меня в разы расходятся теория и практика. 

Например, Цыкин "Трансформаторы низкой частоты", стр. 316, формула XV.38 - расчет индуктивности рассеяния со слоевой чередующейся обмоткой. Пытаюсь посчитать на своих практических примерах - расхождение в два раза (по формуле насчитал вдвое меньше). Это для EI.

Для ПЛ не понимаю, что туда подставлять, если данные одной катушки, результат в 9 раз меньше измеренного. Если общее число витков первички (а остальное для одной катушки),  то меньше в два раза, как и для EI.

С ёмкостью, приведенной к первичной обмотке, еще веселее: взял формулы из Лэнди, справочник радиоинженера, получаю расхождение в разы. Для ПЛ завышенную вдвое Cd (пока вообще без Cd) по данным одной катушки, для EI завышенную в три раза (в этом трансформаторе три секции вторички. Совпадение?)..

Наверняка есть прекрасные программы для расчета, но мне бы хотелось найти формулы или методику, чтобы посчитать самому.

[Сергей А]

 

[W_L]

На ютуб канале «Неизвестная Физика» есть тонна материалов по расчету твз, всех параметров, тестирования и тд

[Xрюн222]

ЕК еще на старом АП вроде выкладывал табличку, более менее правильную, из ненашей книжки... 

[BAA]

Для оценки Ls.  Берем и считаем индуктивность обмотки 1. Например Coil32/64. Считаем обмотку 2 тем же самым.
Вычитаем одно из другого. Витки должны быть одинаковыми или берем 1 виток. Пересчитываем по квадрату.
При чередующейся - внутренняя между двумя внешними. Берется половинная высота. Ещё один способ - считать индуктивность полосковой линии средняя длина обмотки, средняя толщина (расстояние между центрами витков) ширина.
Есть "Полковник". Colonel Wm. T. McLyman Transformer and Inductor Design Handbook

[BAA]

Chapter 17
Winding Capacitance and Leakage Inductance
 

[ys7475]

О, Colonel McLyman пишет интересно и с практическим уклоном, спасибо!

Попытка посчитать Ls по его формуле для EI дала результат, сравнимый с формулой из монографии Цыкина - тоже примерно вдвое меньше измеренного. И для ПЛ формула полковника (если подставить данные только 1 катушки) дала половину измеренной Ls.

Как-то не хочется умножать результат расчета на "поправочный коэффициент 2", придется искать ещё примеры.

С ёмкостью пока непонятно, на первый взгляд там больше про способы измерить и уменьшить, а не рассчитать по конструктивным данным.

[Xрюн222]

На самом деле все эти поиски и попытки притянуть формулы  - в основном, пустая трата времени. Например, мотаем катушку, считаем по формуле, измеряем... Ок. Несильно обжимаем эту самую катушку в тисках с картоночками - оп! и емкость почти в 2 раза скакнула!  Потом полежит пару деньков, глядишь, намерится что-то третье, промежуточное... Так что Полковник-то, видать, дело-то знал!!! Как тот "Хохоль" (С)...

[ys7475]

Очень даже не пустая - если разберусь с формулами, смогу оценить те или иные варианты заранее, ответив себе на вопросы, сколько достаточно секций, нужно ли превращать каркас в решето, искать дорогой фторопласт или получится обойтись бумажкой. И общее решение задачи "получить лучшее в возможном объеме при имеющихся ресурсах".

[Сергей А]

Хочется Вам конечно помочь , разобраться с формулами.  :)

https://dln1.ncdn.ec/books-files/_collection/genesis/45bd0d077d7450ebcfc9b05d6b201b2ac0ed4e23b8a8ccd8b32cc71c84834b83/redirection?filename=Сборник задач по линейным электрическим цепям с кратким изложением теории (Мищенко А.М.) (Z-Library).pdf&md5=7liJl18H8uYZI8nQvqCe2g&expires=1743269246

[ys7475]

Ссылка не сработала, но попробую найти по названию.

Я очень надеялся, что помощь форума придет в виде простой фразы вида: "считал по формулам, взятым из книги такой-то, намотал, измерил - и результат приблизительно похож".

[Xрюн222]

Такая ситуация весьма маловероятна в принципе. 

[KAI]

2 часа назад, ys7475 сказал:

Очень даже не пустая - если разберусь с формулами, смогу оценить те или иные варианты заранее, ответив себе на вопросы, сколько достаточно секций, нужно ли превращать каркас в решето, искать дорогой фторопласт или получится обойтись бумажкой. И общее решение задачи "получить лучшее в возможном объеме при имеющихся ресурсах".

Бумага для обмоток не всякая подойдёт, правильная тоже денег стоит. 

[alex2203]

1 час назад, ys7475 сказал:

Я очень надеялся, что помощь форума придет в виде простой фразы вида: "считал по формулам, взятым из книги такой-то, намотал, измерил - и результат приблизительно похож".

Здесь столько компромиссов и не известных. Какое железо,  бумага прокладка, толщина межслойной и т.д. даже не буду углубляется. Скажу что  по всем формулам из книжек У меня НИКОГДА не получалось расчетное.

[Сергей А]

1 час назад, ys7475 сказал:

Ссылка не сработала, но попробую найти по названию.

Я очень надеялся, что помощь форума придет в виде простой фразы вида: "считал по формулам, взятым из книги такой-то, намотал, измерил - и результат приблизительно похож".

Странно, у меня тоже повторно не взялось. Тогда так 

https://z-library.sk/book/3155858/5ac6d8/Сборник-задач-по-линейным-электрическим-цепям-с-кратким-изложением-теории.html?dsource=recommend

[BAA]

8 hours ago, Xрюн222 said:

На самом деле все эти поиски и попытки притянуть формулы  - в основном, пустая трата времени. Например, мотаем катушку, считаем по формуле, измеряем... Ок. Несильно обжимаем эту самую катушку в тисках с картоночками - оп! и емкость почти в 2 раза скакнула!  Потом полежит пару деньков, глядишь, намерится что-то третье, промежуточное... Так что Полковник-то, видать, дело-то знал!!! Как тот "Хохоль" (С)...

Это да, никогда провод идеально не ляжет. Особенно при квадратном сечении катушки. Без автомата натяжения и мотания результат будет ещё и неповторимым.

5 hours ago, alex2203 said:

У меня НИКОГДА не получалось расчетное.

Ну не знаю. В 20% вполне попасть можно. Вы почитайте, про формулы. Каждый автор пытался учесть краевые эффекты, при "короткой" катушке. И формул этих великое множество. Надо только книгу докомпьютерную найти.
Но Цейтлина и Калантарова не советую, видимо объемом деньги зарабатывали.
Калантаров П.Л. Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей. Справочная книга.

[Васянин Сергей]

5 часов назад, BAA сказал:

Это да, никогда провод идеально не ляжет. Особенно при квадратном сечении катушки. Без автомата натяжения и мотания результат будет ещё и неповторимым.
 

Никогда об этом не задумывался, мотаю на станке Ряд-1 с коэфф укладки 1,05. Инд рассеяния по сравнению с прогой TubeTransCalc, не превышает 5 процентов.

[ys7475]

11 часов назад, KAI сказал:

Бумага для обмоток не всякая подойдёт, правильная тоже денег стоит. 

Расскажите, пожалуйста, про правильную бумагу. Конденсаторная? Электрокартон?

10 часов назад, Сергей А сказал:

Странно, у меня тоже повторно не взялось. Тогда так 

https://z-library.sk/book/3155858/5ac6d8/Сборник-задач-по-линейным-электрическим-цепям-с-кратким-изложением-теории.html?dsource=recommend

Спасибо! Пролистал этот сборник, кое-что из приводимого там мне уже знакомо. Но как применить приводимую там теорию к решению практической задачи - вычислить индуктивность рассеяния и оценить распределенную емкость трансформатора по его конструктивным данным - выше моих способностей, увы.

 

10 часов назад, alex2203 сказал:

Здесь столько компромиссов и не известных. Какое железо,  бумага прокладка, толщина межслойной и т.д. даже не буду углубляется. Скажу что  по всем формулам из книжек У меня НИКОГДА не получалось расчетное.

Я уверен, что просто неправильно применяю эти формулы - к ним претензий быть не должно (уж кто-то дотошный выявил бы подвох за столько лет). Подозрительно, что результат по ним отличается от измеренного для двух трансформаторов разной конструкции и размера примерно в целое число раз.

[ys7475]

6 часов назад, BAA сказал:

Ну не знаю. В 20% вполне попасть можно. 

Но Цейтлина и Калантарова не советую, видимо объемом деньги зарабатывали.

Согласен что практическая точность достижима, т.к. активное сопротивление обмоток, например, по расчету совпадает очень точно с измеренным.

Думаю, это беда не только авторов Цейтлина и Канталарова, те же Горский и Русин по каким-то своим академическим причинам многократно перепечатывали свои же работы с разными сокращениями (и, возможно, опечатками), может быть в ранних работах мне удастся найти более практичную теорию.

[ys7475]

1 час назад, Васянин Сергей сказал:

Никогда об этом не задумывался, мотаю на станке Ряд-1 с коэфф укладки 1,05. Инд рассеяния по сравнению с прогой TubeTransCalc, не превышает 5 процентов.

Спасибо! Вот это как раз отличная помощь!

У меня, правда, версия этой программы, которая ошибается в расчете активного сопротивления где-то на 30%, сама программа очень старая, пришлось для неё windows xp использовать. К ней вроде бы была ещё методичка с теорией, если индуктивность рассеяния совпадает с практикой, попробую разобраться в ней.

[alex2203]

6 часов назад, BAA сказал:

Ну не знаю. В 20% вполне попасть можно

Меня учили, что если инженер то расчет не более 5%.

 

1 час назад, Васянин Сергей сказал:

Никогда об этом не задумывался, мотаю на станке Ряд-1 с коэфф укладки 1,05. Инд рассеяния по сравнению с прогой TubeTransCalc, не превышает 5 процентов.

Я любитель и делаю для себя. Мотаю ручками. Прокладки конденсаторная бумага, малярный скотч, лакоткань, Железо перебираю из двух половинка с одного и другая  половинка с другого , итого два трансформатора с одинаковым железом. Стараюсь не применять готовые, тода приходиться подбирать рабочие точки под ВАХ. Обязательно варю в парафине с воском. Сильно в дебри не лезу т.к. надо замерять параметры железа ,а так Цикин,  Кризе, Малинин и др.

[BAA]

3 hours ago, Васянин Сергей said:

Никогда об этом не задумывался, мотаю на станке Ряд-1 с коэфф укладки 1,05. Инд рассеяния по сравнению с прогой TubeTransCalc, не превышает 5 процентов.

Оно наверное, так и есть. Но речь шла про емкость.

17 hours ago, Xрюн222 said:

На самом деле все эти поиски и попытки притянуть формулы  - в основном, пустая трата времени. Например, мотаем катушку, считаем по формуле, измеряем... Ок. Несильно обжимаем эту самую катушку в тисках с картоночками - оп! и емкость почти в 2 раза скакнула!  Потом полежит пару деньков, глядишь, намерится что-то третье, промежуточное... Так что Полковник-то, видать, дело-то знал!!! Как тот "Хохоль" (С)...

[alex2203]

18 часов назад, Xрюн222 сказал:

На самом деле все эти поиски и попытки притянуть формулы  - в основном, пустая трата времени.

На самом де деле  формулы верные, их написали к.т.н. там д.т.н. ну а где я найду. железо из помойки, которое надо перемерять. У меня есть несколько справочников по электротехнике??? Все кривые и  и подмагничивая  ВСЕ РАВНО НАСТРАИВАТЬ И ПОДГОНЯТЬ, я извиняюсь что-то разошёлся.

[BAA]

11 minutes ago, alex2203 said:

я извиняюсь что-то разошёлся

Не так. Понимать сколько и чего надо. Чтоб не было мучительно больно. В большинстве случаев порядок величины достаточен, при попытках сделать лучше всех может и правда надо. Если знать как править. В основном считал для квази и резонансных преобразователей. Всё одно надо проверять железкой.
И нет, индрасс практически не зависит от наличия сердечника. По определению.
Если не лень, попробуйте вот это
 Edward B. Rosa. Formulæ for the self and mutual inductances of straight wires and rectangles
Rosa1908.pdf

[ys7475]

Ну что касается индуктивности рассеяния и емкости, тип и качество железа ни при чем. 

Вы, наверное, индуктивность хотели точно вычислить, вот тут да, проблемы. Я их даже не пытаюсь преодолеть, благо по старым книжкам получается примерно половина от реально измеренной на современном железе. Тут (мне) главное, чтоб не меньше, а получилось больше - прекрасно.

Да и измерить имеющееся железо несложно, затрат минимум - это ж не израсходовать времени, сил и материалов, чтобы потом думать, что с этим делать и чем исправить...

Для оценки собственной емкости ну хоть какой-то, пусть не точный способ очень важен - тут без расчета никак.