Как уменьшить межвитковую емкость в трансформаторе

Содержание

Паразитные ёмкости и методы борьбы с ними
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Межвитковая емкость
Тема: Измерение межвитковой емкости трансформатора.
Измерение межвитковой емкости трансформатора.
Re: Измерение межвитковой емкости трансформатора.
Re: Измерение межвитковой емкости трансформатора.
Re: Измерение межвитковой емкости трансформатора.
Как уменьшить межвитковую емкость в трансформаторе
Кто сейчас на форуме

Паразитные ёмкости и методы борьбы с ними

В заключение следует обратить внимание на такие неприятные и неизбежные явления, как межобмоточная и распределенная емкости трансформатора. Совместно с индуктивностями обмоток (или их частями) и индуктивностями рассеяния, они образуют паразитные колебательные контуры, резонирующие в области верхних звуковых и ультразвуковых частот. Эти резонансы искажают частотную и фазовую характеристики трансформатора (набег фазы из-за распределенной емкости плохо сконструированного трансформатора на высших частотах может достигать 400° — 7000° и, кроме того, быть не монотонным). Радикального средства борьбы с этими явлениями нет, но уменьшить их можно следующими способами:

1. Равномерной плотной укладкой (виток к витку) обмоток трансформатора.

2. Использованием межслойной изоляции внутри секций каждой обмотки (бумага 0,05 — 0,1 мм).

3. Увеличение толщины межобмоточной изоляции (что несколько уменьшает коэффициент заполнения окна, зато существенно снижает междуобмоточную емкость).

4. Использование магнитопровода расчетного размера. (Увеличение габаритов трансформатора против необходимого введет к росту указанных емкостей, а увеличение длины витка — к росту Ls).

5. Укладка расчетного числа секций (непомерное увлечение секционированием резко увеличивает междуобмоточную емкость).

Пропитка катушки трансформатора различными компаундами имеет как достоинства, так и недостатки. К первым относится увеличение механической прочности и снижение резонансов конструкции. Ко вторым — увеличение паразитных емкостей и снижение частот паразитных электрических резонансов вплоть до звукового диапазона. Решение о пропитке трансформатора должно приниматься только после тщательного анализа всех «за» и «против».

И, наконец, хотелось бы напомнить, что выходной трансформатор — это клубок компромиссов. Не следует гнаться за идеальными параметрами и огромной массой: в 99% случаев улучшение одного параметра ведет к ухудшению нескольких других. Излишнее количество секций увеличивает межобмоточную емкость; излишнее число витков — индуктивность рассеяния и активное сопротивление. Таких примеров множество. При расчете задавайтесь разумными исходными параметрами и не делайте из трансформатора противовес для башенного крана. Не требуйте от трансформатора невозможного, но разумно используйте то, что он может предоставить.

1. Цыкни Г.С. Трансформаторы низкой частоты. М., Связьиздат, 1955.

2. Андронников Д.В. «Три электрода в один такт». «Вестник А.Р.А.» No. 3, 1998 г.

3. Войшвилло Г.В. Усилители низкой частоты на электронных лампах. Изд. 2.

4. Белопольский И.И. Электропитание радиоаппаратуры. М., Энергия, 1965.

5. Лукачер. Расчет выходных трансформаторов, ж. Радиофронт No. 22 1935.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Межвитковая емкость

Межвитковая емкость в катушках индуктивности, индуктивность конденсаторных обкладок, а также индуктивность и емкость резисторов являются вредными в том смысле, что они искажают процессы в цепи. Поэтому емкости катушек, индуктивности конденсаторов и резисторов называют паразитными. [2]

Межвитковые емкости обмоток трансформатора и сопротивление сердечника в схеме не показаны из-за их малого влияния на коэффициент усиления каскада во всем рабочем диапазоне частот. [4]

Величина межвитковой емкости С обычно не рассчитывается, а ориентировочно принимается равной 10 — 20 пф. [6]

Наличие межвитковой емкости в обмотке трансформатора способствует образованию резонансных явлений. [7]

Ст — собственная межвитковая емкость трансформатора , составляющая обычно 50 — 100 пф. [8]

Это уменьшит межвитковую емкость трансформатора и вероятность пробоя и улучшит эксплуатационные показатели изготовленного трансформатора. В качестве примера на рис. 5, в приведен чертеж для вырезки основания вось-мисекционного каркаса. Установку щечек каркаса производят одновременно. [9]

В однородных линиях существенна нежелательная межвитковая емкость , шунтирующая индуктивность ячейки, что вызывает искажение формы импульса на выходе линии. Для увеличения погонной индуктивности спираль наматывают на гибкий ферромагнитный стер-жень с высокой магнитной проницаемостью ( J. При этом в j ji раз увеличивается задержка и волновое сопротивление. [11]

В однородных линия существенна нежелательная межвитковая емкость , шунтирующая индуктивность ячейки, что вызывает искажение формы импульса на выходе линии. [13]

Для уменьшения рассеяния и межвитковой емкости , а также для увеличения пробивного напряжения обмотки в обеих конструкциях делят на ряд секций, соединяемых последовательно. [14]

Это приводит к росту межвитковой емкости и, следовательно, к ограничению полосы пропускания в области высших частот. [15]

Источник

Тема: Измерение межвитковой емкости трансформатора.

Опции темы

Измерение межвитковой емкости трансформатора.

Доброго времени суток. Есть статья Хагермана о снабберах. Решил рассчитать снабберы по науке. Индуктивность с закороченной первичкой получилась порядка 3 мГн (транс большой для УМ габариткой 685 Вт с индукцией 1 Тл).
Попробовал измерить межвитковую емкость с помощью генератора.

Частота получилась 2,8 кГц. Начал считать по формуле F = 1/2*Pi*(LC) 0.5 . Но результат получился весьма странный — порядка 1 мкФ.

Собственно где собака зарыта?

Последний раз редактировалось pryanic; 25.12.2014 в 18:30 .

Re: Измерение межвитковой емкости трансформатора.

А чего странный? 1 мкФ, т.к. трансформатор 50 Гц, а не 50 кГц.

Re: Измерение межвитковой емкости трансформатора.

В методической ошибке измерений. Ls вторички не имеет магнитной связи с первичкой, и на ее свойства закороченность первички никак не влияет, и ее проявление должно быть явно выше нескольких кГц.

Напишем сценарий для сериала «приключения трансформеров»
На кастинг попадает первый герой — трансформер из преда Ода-102, приступаем к обмерам. Выход функциональника нагружен на 100 Ом, для уменьшения влияния импеданса нагрузки. Измерительный резистор — 680 Ом, последовательно с ним вторичка транса. Осциллографом снимаем амплитуду и фазу. В полосе 100Гц — 1МГц.

Из картинки очевидна рулезность графика фазы — во всех экстремумах амплитуды фаза проходит через 0. А переход через ноль измерить намного проще, нежели малое приращение амплитуды. Второй рулез, видно в каком диапазоне часотот импеданс обмотки транса является индуктвным, в какой емкостным.

Список характерных точек
1202 0.212 -13.453 0.3
1222 0.212 -13.478 -0.3

25202 0.011 -39.088 -0.8
25402 0.011 -39.072 2.2

236002 0.189 -14.482 0.3
238002 0.188 -14.504 -0.3

Резонас между индуктивностью первички и ее межвитковой емкостью на частоте 1210Гц.
Резонас между Ls вторички и ее межвитковой емкостью — 237 кГц.

Что происходит на 25 кГц, скорей всего резонанс между Ls вторички и приведенной межвитковолй емкости первички к вторичной обмотке.

Замкнем первичку и повторим замеры. Но уже с 10кГц.

236200 0.187 -14.544 0.2
238200 0.188 -14.523 -0.3

Частота резонанса Ls не изменилась.

Делаем выводы, что любые фильтры в цепи первички, демпфирование сетью и тд на звон вторички не влияют.

ТТХ трансформера в следующей серии

Re: Измерение межвитковой емкости трансформатора.

Т.е. осциллограф наличествует!
Так стоит-ли мучить себя сомнительного качества расчетами, когда эффект можно измерить непосредственно? :

Вводная:
В момент закрытии диодов выпрямительного моста, запасенному в индуктивности рассеяния трансформатора току некуда больше течь, цепь разомкнута. Но и просто так исчезнуть это ток не может, ему нужно куда-то деваться. Практически, запасенный ток тратится на заряд емкости запертого диода (ну и емкость вторички туда-же, впараллель ему). Получаем колебательный контур, энергия которого тратится на излучение электромагнитных помех и тепло.

Помехи — зло. От них нужно избавляться. Раз уж имеется колебательный контур, само собой напрашивается его шунтирование резистором. Сложность в том, что через этот резистор течет не только ток помех (высокочастотный), но и сетевые 50 Гц (что никому не нужно).
Опять таки, рассуждая логически, разумно поставить последовательно с резистором конденсатор, который бы имел большой импеданс на 50 Гц и малый на ВЧ. Например, что-то вроде 0.1 мкФ (

Конструкция вырисовалась — последовательная RC цепь параллельно вторичной обмотке:

Осталось прикинуть номиналы. Фактически, речь идет о выборе резистора R1.

Если на пальцах, можно рассмотреть три случая:
1. R1 очень большой. Фактически это означает, что через снаббер ток не идет, его как бы вообще и нет. Имеем ВЧ резонанс индуктивность рассеяния трансформатора — емкость диода.
Геометрически резонансный ток протекает по контуру трансформатор — провода — выпрямительный мост. Это довольно большой антенный контур, частота высокая — все условия для излучения помех в пространство. Подобного хотелось бы избежать.

2. R1 = 0. После закрытия диодов индуктивный ток заряжает не только емкость диодов, но и конденсатор «снаббера». Причем, если исходить из условия «емкость конденсатора снаббера гораздо больше суммарной емкости диодов и вторички«, резонансный ток ходит в основном по контуру трансформатор-снаббер.
Итак, емкость больше, значит частота колебаний меньше. Если смонтировать снаббер поближе к трансу, получаем меньший антенный контур, в сочетании с более низкой частотой колебаний — в таких условиях излучается меньше помех чем без снаббера.

3. R1 — «некий оптимум». Основная мысль — все должно быть похоже на случай «2», но добротность контура должна быть относительно невысокой, чтоб запасенная в колебательном контуре энергия быстро переходила в тепло на резисторе.
Если действовать по принципу «кашу маслом не испортишь» и сделать добротность не «невысокой», а малой, снова получим очень неприятный случай «1».

Практический аспект.
а) Берем какую-нибудь катушку (ваиант — «рамку» несколько-много витков провода на диаметра в несколько сантиметров), подключаем ее к осциллографу и подносим к трансу с выпрямителем-емкостью под нагрузкой.

б) Резистор в снаббер не запаиваем. Крутим рамку возле транса, находим такое положение, в котором на рамку дважды за период отчетливо наводится «звон». Примерно запоминаем как выглядит картинка.

в) Вместо резистора в снаббер запаиваем перемычку (или совсем малоомный резистор, скажем до 10-Ом). Смотрим как изменился «звон». Частота колебаний должна стать меньше (хотя-бы раза в три, если нет — увеличить емкость в снаббере).

г) Исходя из емкости снаббера (можно и с диодами-вторичками, эта компонента оценивается по изменению частоты звона в «б» и «в», но можно и забить) и из частоты колебаний можно прикинуть фактическую индуктивность рассеяния трансформатора, и рассчитать резистор так, чтоб результирующая добротность была чуть меньше единицы, скажем 0.7-0.9.
г*) Если считать лень, можно просто увеличивать резистора в снаббере до тех пор, пока «звон» не будет иметь вида всплеска с одним-двумя переколебаниями.

Картинка внизу показывает, как это может выглядеть в конкретном случае для разных значений резистора снаббера R1.

Красное — «колебательная» составляющая тока через трансформатор (совместно работают и снаббер и емкость диода/вторички). На таком графике плохо заметны ВЧ «иголки»/»звон» которые происходят в контуре не включающем в себя снаббер,
потому они показаны отдельно — синее — «звон» только через емкость диода/вторички:
Понятно, что хотя амплитуда тока через диод и меньше, но частота выше, потому даже небольшая амплитуда таких колебаний — это плохо.
Потому «красивый» апериодический процесс при R1 = 300 Ом (центральная пара), хотя и может показаться предпочтительным, на самом деле дает «иголку» на диоде, и оптимальным быть не может. В этом смысле, стоит выбрать резистор поменьше, скажем на 100 Ом.

—————-
Это довольно типичный случай, но бывает по-разному. Иногда не получается рассмотреть ВЧ колебания (без резистора в снаббере), иногда и колебания с закороченным резистором не видны (хорошие маломощные трансы). Но так или иначе, в данном ключе со снабберами вполне можно повозиться.

П.С. Поскольку от дома оторван, фоток пока не будет. В принципе, там все более-менее понятно, только стоит учитывать, что от ориентации рамки в пространстве осциллограммы зависят довольно сильно, впрочем обычно это не сильно мешает.

Ну и в любительской практике всякое лыко в строку . Можно попробовать и без осциллографа, попытаться посмотреть обычной звуковухой. У снаббера с закороченным резистором частота «звона» обычно не очень высока, шансы есть.

Источник

Как уменьшить межвитковую емкость в трансформаторе

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет — любой!

Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/cwc

Нашел транзистор. Понюхал.

Зарегистрирован: Вс окт 30, 2011 20:14:15
Сообщений: 150
Откуда: Москва СВАО
Рейтинг сообщения: 0

_________________
Подвиг для радиотехника — убраться в комнате (на столе под столом, на полках, на полу, и тд).

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Модератор

Карма: 68
Рейтинг сообщений: 424
Зарегистрирован: Ср ноя 26, 2008 16:34:25
Сообщений: 13492
Откуда: Тамбовская обл.
Рейтинг сообщения: 0
Медали: 1

Построение источников бесперебойного питания с двойным преобразованием, широко используемых в современных хранилищах данных, на базе карбид-кремниевых MOSFETs производства Wolfspeed позволяет уменьшить мощность потерь в них до 40%, а также значительно снизить занимаемый ими объем и стоимость комплектующих.

Мудрый кот

Карма: 7
Рейтинг сообщений: 90
Зарегистрирован: Ср сен 07, 2011 21:40:30
Сообщений: 1781
Рейтинг сообщения: 0

Лечить только с помощью преобразователей с трансформаторами с низкой проходной емкостью. Это обеспечивается особой конструкцией и расположением обмоток.

Всем остальным: Проблема важна в некоторых направлениях- измерительные цепи с высокими входными сопротивлениями. Например, запитав китайский мультиметр от такого трансформатора и попытавшись проводить некоторые измерения- получим всякую билеберду. Причина- паразитные емкостные делители.
Когда-то занимался ремонтом телевизора с замыканием катода на накальную цепь. Из-за емкостей изображение было смазанным. Пришлось изготовлять разделительный трансформатор для питания накала.

Компэл объявляет о значительном расширении складского ассортимента продукции Connfly. Универсальные коммутирующие компоненты, соединители и держатели Connfly сочетают соответствие стандарту ISO9001:2008, высокую доступность и простоту использования. На текущий момент на складе Компэл – более 300 востребованных на рынке товарных наименований с гибкой ценовой политикой.

Говорящий с текстолитом

Карма: 21
Рейтинг сообщений: 120
Зарегистрирован: Вс дек 11, 2011 05:25:04
Сообщений: 1658
Откуда: Киев, Украина
Рейтинг сообщения: 0

_________________
In theory, theory and practice are the same. In practice, they’re not.

Друг Кота

Карма: 134
Рейтинг сообщений: 5428
Зарегистрирован: Чт июн 04, 2009 21:06:49
Сообщений: 30038
Откуда: г.Мариинск
Рейтинг сообщения: 0
Медали: 1

_________________
Хоть оптика и увеличивает изображения но, глядя через оптический прицел, все проблемы мельчают.

Последний раз редактировалось Телекот Вт янв 17, 2012 07:48:30, всего редактировалось 2 раз(а).

Модератор

Карма: 151
Рейтинг сообщений: 2560
Зарегистрирован: Сб авг 14, 2010 15:05:51
Сообщений: 16864
Откуда: г. Озерск, Челябинская обл.
Рейтинг сообщения: 0
Медали: 1

_________________
Мудрость приходит вместе с импотенцией.

Друг Кота

_________________
Хоть оптика и увеличивает изображения но, глядя через оптический прицел, все проблемы мельчают.

Модератор

_________________
Мудрость приходит вместе с импотенцией.

Модератор

Карма: 14
Рейтинг сообщений: 37
Зарегистрирован: Чт дек 11, 2008 14:52:26
Сообщений: 11492
Откуда: град Нижний
Рейтинг сообщения: 0

_________________
Между людьми возникает напряжение, если у них разный потенциал.

Друг Кота

_________________
Хоть оптика и увеличивает изображения но, глядя через оптический прицел, все проблемы мельчают.

Опытный кот

Карма: 2
Рейтинг сообщений: 5
Зарегистрирован: Сб авг 07, 2010 13:48:30
Сообщений: 868
Откуда: Одесса
Рейтинг сообщения: 0

Опытный кот

Мудрый кот

Карма: 7
Рейтинг сообщений: 90
Зарегистрирован: Ср сен 07, 2011 21:40:30
Сообщений: 1781
Рейтинг сообщения: 0

Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: Crazy cat, Петр162 и гости: 50

Источник