Как работают импульсные трансформаторы. Как рассчитать и намотать импульсный трансформатор своими руками. Как проверить импульсный трансформатор мультиметром и осциллографом. Какие бывают неисправности импульсных трансформаторов.
Принцип работы импульсного трансформатора
Импульсный трансформатор (ИТ) предназначен для преобразования тока и напряжения импульсных сигналов с минимальным искажением формы импульса на выходе. Основные особенности работы ИТ:
- На первичную обмотку поступают однополярные импульсы с постоянной составляющей тока
- Сердечник работает с постоянным подмагничиванием
- Импульсные трансформаторы применяются в устройствах связи, автоматики, вычислительной техники
- Используются для работы короткими импульсами, изменения их амплитуды и полярности
Основные отличия от обычного трансформатора:
- Меньшие потери и габариты при той же мощности
- Размер обратно пропорционален рабочей частоте
- Работает на более высокой частоте входного напряжения
Особенности конструкции импульсных трансформаторов
Основные особенности конструкции ИТ:
- Малое число витков обмоток
- Наиболее экономичны тороидальные конструкции
- Менее экономичны бронестержневые конструкции
- Цилиндрическая обмотка обладает малой индуктивностью рассеяния
- Простая конструкция и технологичность изготовления
Виды обмоток импульсных трансформаторов
Основные виды обмоток ИТ:
- Спиральные — для трансформаторов с наименьшей индуктивностью рассеяния
- Конические — для снижения индуктивного рассеяния с незначительным повышением емкости обмоток
- Цилиндрические — имеют низкую индуктивность рассеяния, простую конструкцию
Расчет и намотка импульсного трансформатора
Для расчета и намотки ИТ рекомендуется использовать специальные программы, например, Lite-CalcIT для двухтактных преобразователей или Flyback для обратноходовых. Основные этапы намотки:
- Выбор схемы управления (однотактная или двухтактная)
- Расчет параметров трансформатора в программе
- Подготовка каркаса и материалов
- Намотка обмоток в соответствии с расчетом
- Изоляция слоев обмоток
- Финальная изоляция трансформатора
Важные моменты при намотке:
- Все обмотки мотать в одну сторону
- Равномерно укладывать витки
- Избегать пересечений проводов и узлов
- Использовать изоляцию между обмотками
- Правильно располагать выводы обмоток
Как определить мощность импульсного трансформатора
Мощность ИТ можно приблизительно определить по сечению магнитопровода. Формула для расчета:
P = B * S² / 1,69
Где:
- P — мощность в Ваттах
- B — индукция в Тесла
- S — сечение в см²
- 1,69 — постоянный коэффициент
Пример расчета для сечения 6,25 см² и индукции 1,5 Тл:
P = 1,5 * 6,25² / 1,69 = 35 Ватт
Обратная формула для определения необходимого сечения:
S = ²√ (P * 1,69 / B)
Методы проверки импульсного трансформатора
Проверка с помощью осциллографа
Основные этапы проверки:
- Подключение трансформатора к генератору и осциллографу
- Подача синусоидального сигнала на первичную обмотку
- Наблюдение формы выходного напряжения на вторичной обмотке
- Анализ формы сигнала на разных частотах
Признаки исправного трансформатора:
- Чистая синусоида на определенной частоте
- Отсутствие выбросов и искажений формы сигнала
Проверка мультиметром
Последовательность проверки:
- Определение выводов обмоток по маркировке
- Измерение сопротивления каждой обмотки
- Проверка отсутствия замыканий между обмотками
- Проверка отсутствия замыканий на корпус
Основные неисправности, выявляемые мультиметром:
- Повреждение сердечника
- Отгоревший контакт
- Межвитковое или корпусное замыкание
- Обрыв провода обмотки
Применение импульсных трансформаторов
Импульсные трансформаторы широко применяются в современной электронике:
- Блоки питания импульсного типа
- Преобразователи напряжения
- Устройства связи и телекоммуникации
- Системы автоматики и управления
- Вычислительная техника
- Устройства защиты от перенапряжений
- Драйверы силовых ключей
Благодаря своим преимуществам, импульсные трансформаторы позволяют создавать более компактные и эффективные электронные устройства.
Заключение
Импульсные трансформаторы играют важную роль в современной электронике. Понимание принципов их работы, методов расчета, намотки и проверки позволяет создавать надежные и эффективные устройства. При работе с импульсными трансформаторами важно учитывать их особенности и соблюдать правила безопасности.
Импульсный трансформатор (ИТ) — это трансформатор, предназначенный для преобразования тока и напряжения импульсных сигналов с минимальным искажением исходной формы импульса на выходе.
Особенностью работы импульсных трансформаторов является то, что на их первичную обмотку поступают однополярные импульсы, которые содержат постоянную составляющую тока, поэтому сердечник работает с постоянным подмагничиванием.
Импульсные трансформаторы применяются в устройствах связи, автоматики, вычислительной техники, при работе короткими импульсами, для изменения их амплитуды и полярности, исключения постоянной.
Импульсный трансформатор в чем основные отличие от обычного
У импульсного трансформатора (ИП) в отличии от обыкновенного силового трансформатора при одинаковой мощности намного меньше потерь и незначительные габаритные размеры полученные в следствии высокочастотного преобразования.
Основные отличия:
- Размер — импульсного трансформатора обратно пропорционален его рабочей частоте.
- Работает трансформатор импульсный от обычного в другой частоте входного напряжения.
В настоящее время большинство блоков питания выполняют на импульсных трансформаторах. Здесь снижение затрат на производство, удешевление стоимости изделия, экономия размеров и веса.
Наиболее важной функцией импульсников является стабилизация напряжения выхода в рабочем режиме.
Другой областью их использования является защита от короткого замыкания на нагрузке при холостом ходе, и защита от чрезмерного возрастания напряжения, а также перегрева устройств.
Особенности конструкций
Основной особенностью конструкции импульсных трансформаторов является малое число витков. Наиболее экономичными стали тороидальные устройства, а менее экономными – бронестержневые. См. Виды магнитопроводов
Цилиндрическая обмотка обладает свойством малой индуктивности рассеяния, имеет простую конструкцию и технологична в изготовлении. Расположение и число слоев может быть различным, так же, как и схемы их соединений.
Виды обмоток импульсных трансформаторов
Спиральные
Применяются для трансформаторов с наименьшей индуктивностью рассеяния. Их применение целесообразно при автотрансформаторном подключении. Намотка производится тонкой и широкой фольгой или лентой.
Конические
Предназначены для снижения индуктивного рассеяния с незначительным повышением емкости обмоток. Их особенностью является толщина изоляции слоев, которая прямо зависит от напряжения между витками первичной и вторичной обмотки. Толщина изоляции повышается от начала к концу обмоток по линейной зависимости.
Цилиндрические
Имеют низкую индуктивность рассеяния, хорошую технологичность и простую конструкцию.
Потери энергии
Важной проблемой при создании конструкции импульсных трансформаторов является снижение потерь энергии и повышение его КПД.
Потери складываются из:
- Потери от гистерезиса.
- Магнитной вязкости.
- Некачественная изоляция.
- Вихревые токи.
Кроме простого расчета потерь, для магнитопровода используют высоколегированные марки стали. Это позволяет уменьшить потери и приблизить форму петли гистерезиса к форме прямоугольника. Такие материалы предназначены для обеспечения значительных параметров индукции.
Вихревые токи искусственно разъединяют. А также применяют конструкции магнитных систем с наибольшей магнитной проницаемостью. Такими способами добиваются стабильных параметров вихревого тока в магнитопроводе.
Применяемые материалы
- Удельное сопротивление применяемых материалов прибора.
- Индукция насыщения.
- Возможность применения самых тонких листов стали или лент.
- Коэрцитивная сила.
Электротехническая сталь
Импульсные трансформаторы предпочтительно оснащать магнитопроводами, изготовленными из электротехнической стали марок от 3405 до 3425, которые имеют наиболее высокие значения индукции насыщения и низкие параметры коэрцитивной силы, а также наибольшее значение величины прямоугольности формы петли гистерезисного цикла. Такой материал в настоящее время приобрел большую популярность.
Пермаллой
Этот материал является прецизионным сплавом, обладающим магнито-мягкими свойствами. Он чаще всего состоит из железа и никеля, с добавлением легирующих элементов.
Ферриты
Другим очень востребованным материалом для изготовления импульсных трансформаторов, а точнее, его сердечника являются ферритовые материалы. Они имеют малую длительность трансформируемых импульсов. Такие магнитопроводы обладают повышенным удельным сопротивлением и не имеют потерь от вихревых токов. Они применяются для импульсных трансформаторов с интервалом импульсов, который измеряется несколькими наносекундами.
Система обозначений и маркировки импульсных трансформаторов включает в себя следующие элементы:
- Первый – буква – Т,
- Второй – буква И (импульсный) или сочетание букв ИМ. Буква И соответствует трансформаторам с длительностью входного импульса от 0,5 до 100 мкс, а ИМ – от 0,02 до 100 мкс.
- Третий – число порядковый номер разработки.
Например: обозначение ТИ-5 – трансформатор импульсный с длительностью входного импульса от 0,5 до 100 мкс, номер разработки 5
Видео: Импульсный трансформатор
Импульсный трансформатор принцип работы
Принцип работы импульсных трансформаторов заключается в том, что на них подаются однополярные импульсы с постоянной токовой составляющей, в связи с чем магнитопровод находится в состоянии постоянного подмагничивания. Ниже показана принципиальная схема подключения такого устройства.
схема работы импульсного трансформатора. Как видите, схема подключения практически идентична с обычными трансформаторами, чего не скажешь о временной диаграмме.
Временная диаграмма иллюстрирующая работу импульсного трансформатораНа первичную обмотку поступают импульсные сигналы, имеющие прямоугольную форму е(t), временной интервал между которыми довольно короткий. Это вызывает возрастание индуктивности во время интервала tu, после чего наблюдается ее спад в интервале (Т-tu).
Перепады индукции происходят со скоростью, которую можно выразить через постоянную времени по формуле: τp=L0/Rн
Коэффициент, описывающий разность индуктивного перепада, определяется следующим образом: ∆В=Вmax – Вr
- Вmax – уровень максимального значения индукции;
- Вr –остаточный.
Более наглядно разность индукций представлена на рисунке, отображающем смещение рабочей точки в магнитопроводном контуре ИТ.
График смещенияКак видно на временной диаграмме, вторичная катушка имеет уровень напряжения U2, в котором присутствуют обратные выбросы. Так проявляет себя накопленная в магнитопроводе энергия, которая зависит от намагничивания (параметр iu).
Импульсы тока проходящего через первичную катушку, отличаются трапецеидальной формой, поскольку токи нагрузки и линейные (вызванные намагничиванием сердечника) совмещаются.
Уровень напряжения в диапазоне от 0 до tu остается неизменным, его значение еt=Um. Что касается напряжения на вторичной катушке, то его можно вычислить, воспользовавшись формулой:
при этом:
- Ψ – параметр потокосцепления;
- S – величина, отображающая сечение магнитопроводного сердечника.
Учитывая, что производная, характеризующая изменения тока, проходящего через первичную катушку, является постоянной величиной, нарастание уровня индукции в магнитопроводе происходит линейно. Исходя из этого, допустимо вместо производной внести разность показателей, сделанных через определенный интервал времени, что позволяет внести изменения в формулу:
в этом случае ∆t будет отождествляться с параметром tu , который характеризует длительность, с которой протекает входной импульс напряжения.
Чтобы вычислить площадь импульса, с которым напряжение образуется во вторичной обмотке импульсного трансформатора, необходимо обе части предыдущей формулы умножить на tu. В результате мы придем к выражению, которое позволяет получить основной параметр ИТ:
Um x tu=S x W1 x ∆В
Заметим, что от параметра ∆В прямо пропорционально зависит величина площади импульса.
Вторая по значимости величина, характеризующая работу ИТ, – перепад индукции, на него влияют такие параметры, как сечение и магнитная проницаемость сердечника магнитопровода, а также числа витков на катушке:
Здесь:
- L0 – перепад индукции;
- µа – магнитная проницаемость сердечника;
- W1 – число витков первичной обмотки;
- S – площадь сечения сердечника;
- lcр – длинна (периметр) сердечника (магнитопровода)
- Вr – величина остаточной индукции;
- Вmax – уровень максимального значения индукции.
- Hm – Напряженность магнитного поля (максимальная).
Учитывая, что параметр индуктивности импульсного трансформатора полностью зависит от магнитной проницаемости сердечника, при расчета необходимо исходить из максимального значения µа, которое показывает кривая намагничивания. Соответственно, что у материала, из которого делается сердечник, уровень параметра Вr, отображающий остаточную индукцию, должен быть минимальным.
Исходя из этого, в качестве на роль материала сердечника ИТ, идеально подходит лента, изготовленная из трансформаторной стали. Также можно применять пермаллой, у которого такой параметр как коэффициент прямоугольности, минимальный.
Высокочастотным импульсным трансформатором идеально подходят сердечники из ферритовых сплавов, поскольку этот материал отличается незначительными динамическими потерями. Но из-за его низкой индуктивности приходится делать ИТ больших размеров.
Видео: Как работает импульсный трансформатор / трансформатор своими руками / демонстрация
Правильная намотка импульсного трансформатора
Приветствую, Самоделкины!Как известно трансформатор — основной элемент любого источника питания. Новички радиолюбители довольно часто задаются вопросом: как правильно произвести намотку трансформатора самостоятельно? Поэтому данная инструкция (автор: Роман, YouTube канал «Open Frime TV») полностью посвящена расчету и намотке импульсного трансформатора.
Итак, давайте начнем, но не с самого трансформатора, а со схемы управления. Зачастую случается так, что люди берут любой попавшийся под руку трансформатор и начинают на нем мотать свои обмотки, при этом не задумываясь об одной мелкой, но очень важной детали, которая называется зазор.
Существует 2 основных типа схемы управления трансформатором: однотактная и двухтактная.
Из рисунка выше видно, что к двухтактным относят: мост, полумост и пуш-пул. В этих схемах зазора в сердечнике быть не должно, причем это касается не только силового трансформатора, но и ТГР.
Что касается однотактных схем, они бывают прямоходовые и обратноходовые, вот у них зазор в сердечнике должен быть обязательно, поэтому первым делом всегда необходимо более подробно ознакамливаться с тем, что вы делаете.
Для более наглядного примера в этой статье мы рассмотрим намотку 2-ух различных трансформаторов, один для двухтактной схемы, второй соответственно для однотактной.
Мотать трансформатор автор решил для готовых проектов. Первый — блок на SG3525. Схема представлена ниже.
Как видим из схемы — это полумост. Таким образом данный тип относится к разряду двухтактных схем, следовательно, как упоминалось в начале статьи — зазор в сердечнике не нужен.
С этим определились, но это еще не все. Перед намоткой необходимо произвести специальные вычисления (рассчитать трансформатор). Благо в интернете без особого труда можно найти и скачать специальные программы Владимира Денисенко для расчета трансформатора.
Благодаря автору данных программ, а их у него далеко не одна, количество самопальных блоков питания постоянно растет. Вы можете ознакомиться со всеми программами данного автора, но в примере мы разберем только две из них. Первая – это «Lite-CalcIT Расчет импульсного трансформатора двухтактного преобразователя» (Версия 4.1).
Вдаваться в подробности не будем, затронем только важные моменты. Первый — это выбор схемы преобразователя: пуш-пул, полумостовая или мостовая. Далее у нас строка выбора напряжения питания, его также необходимо указать, можно указывать или уже выпрямленное напряжение (постоянное) или просто сетевое (переменное). Ниже поле для ввода частоты преобразования. Обычно в своих проектах при расчете блоков питания автор устанавливает частоту в районе 40-50Гц, выше поднимать не нужно. Далее следует указать характеристики преобразователя. В соответствующих колонках указываем напряжение, мощность и провод, каким будет производиться намотка. Не забываем указать схему выпрямления и поставить галочку на «Использовать желаемые параметры».
Помимо этого, в программе присутствуют еще 2 важных поля для заполнения. Первое — это наличие или отсутствие стабилизации.
При включенной галочке программа автоматом накидывает пару витков на вторичку для зазора работы ШИМ.
Второе поле — это охлаждение. Если оно присутствует, то можно из трансформатора выжать больше мощности.
И последнее, но самое важное – необходимо указать какой сердечник будет использоваться при намотке данного трансформатора.
Большинство стандартных номиналов уже занесены в программу, тут остается только выбрать необходимый.
И вот, когда все поля заполнены, можно нажимать кнопку «Рассчитать».
В результате получаем данные для намотки нашего трансформатора, а именно количество витков первички и вторички совместно с количеством жил.
Необходимые расчеты произвели, можно приступать к обмотке.
Важный момент! Все обмотки мотаем в одну сторону, но начало и конец обмотки располагаем строго по схеме. Пример: допустим мы поставили начало обмотки тут (подробнее на изображении ниже), намотали необходимое количество витков и сделали вывод.
Давайте визуально представим, как течет ток. Допустим он течет так:
Тогда он потечёт по проводу в указанную сторону. А теперь мы просто поменяем начало и конец обмотки местами.
Хоть намотка и производилась справа, ток потечет в обратном направлении и это будет равносильно тому, что мы намотали обмотку влево. Таким образом по точкам на схеме можно легко проводить фазировку, главное при этом все обмотки мотать в одну сторону.
С примером разобрались, приступаем к реальной намотке. Начало обмотки у нас в этой точке (смотри изображение ниже), значит отсюда и будем мотать.
Стараемся равномерно укладывать витки, также необходимо избегать пересечение провода и различных узелков, петель и тому подобных явлений. От того как вы намотаете трансформатор зависит дальнейшая работа всего блока питания.
Мотаем ровно половину первички и делаем отвод, только не прямо на пин трансформатора, а вверх. Дальше будем мотать вторичку, а поверх неё оставшуюся первичку.
Таким образом повышается магнитная связь обмоток и уменьшается индуктивность рассеяния.
Между обмотками необходимо использовать изоляцию. Отлично подойдет вот такая из термоскотча.
А для самого последнего слоя изоляции можно использовать майларовую ленту для красоты.
Вторичная обмотка наматывается точно так же, как и первичная.
Припаиваемся к началу обмотки и равномерно виток к витку мотаем. При этом желательно чтобы вторичка поместилась в один слой. Но если же вы рассчитали на большее напряжение, то необходимо второй слой равномерно растянуть по всему каркасу.
Когда намотали слой, то опять же делаем отвод вверх и начинаем мотать вторую часть вторички. Мотается она точно так же, как и первая.
Вот тут уже стоит каким-либо образом пометить где у вас первая половина вторички и где вторая.
Следующий шаг – домотка первичной обмотки. В этом случае автор обычно оставляет себе пустой пин на печатной плате, чтобы туда можно было подключить среднюю точку первички.
Вот с этого пина и начинаем мотать оставшуюся первичку, все также равномерно.
Вот тут уже отводить вверх конец провода не стоит, можно сразу завести его на положенное место.
Затем проводим такую же операцию для оставшихся выводов.
Когда основные обмотки закончили, можно приступать к намотке дополнительных, в данном случае это обмотка самозапита. С ней все точно также, начало и конец обозначены на печатной плате, изолируем и мотаем.
Верхний слой, как уже говорилось ранее, покрываем майларовой лентой. Вот, теперь трансформатор похож на промышленный образец.
Примечание для начинающих! Как правило начинающие радиолюбители делают свои первые блоки питания не стабилизированными на микросхемах типа IR2153 и постоянно сталкиваются со следующей проблемой: мол намотал на одно напряжение, а на выходе получил другое. Перемотка результатов не дает. В чем же дело? А дело в том, что необходимо проводить измерения при нагрузке как минимум 15% от номинала. А то получается, что выходной конденсатор зарядился до амплитудного значения, собственно его вы и измеряете, и не можете понять что не так.
Намотка трансформатора обратноходового блока питания ничем не отличается от предыдущего, только для расчета будем использовать уже другую программу из того же пакета программ – «Flyback – Программа расчета трансформатора обратноходового преобразователя» (Версия 8.1).
Указываем необходимые параметры: частоту, выходные напряжения и так далее, это не столь важно. Единственный момент, заслуживающий особого внимания — это зазор в сердечнике и индуктивность первичной обмотки. Эти параметры необходимо будет как можно точнее соблюсти.
На этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!
Видеоролик автора:
Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Как узнать мощность трансформатора по габаритам
Габаритную мощность трансформатора можно приблизительно узнать по сечению магнитопровода. Правда, ошибка может составлять до 50%, и это связано с рядом факторов. Габаритная мощность напрямую зависит от конструктивных особенностей магнитопровода, качества и толщины используемой стали, размера окна, величины индукции, сечения провода обмоток и даже качества изоляции между отдельными пластинами.
Чем дешевле трансформатор, тем ниже его относительная габаритная мощность.
Конечно, можно путём экспериментов и расчетов определить максимальную мощность трансформатора с высокой точностью, но смысла большого в этом нет, так как при изготовлении трансформатора, всё это уже учтено и отражено в количестве витков первичной обмотки.
Так что, при определении мощности, можно ориентироваться по площади сечения набора пластин проходящего через каркас или каркасы, если их две штуки.
P = B * S² / 1,69
P – мощность в Ваттах,
B – индукция в Тесла,
S – сечение в см²,
1,69 – постоянный коэффициент.
расчет мощности трансформатора по габаритамПример:
Сначала определяем сечение, для чего перемножаем размеры А и Б.
S = 2,5 * 2,5 = 6,25 см²
Затем подставляем размер сечения в формулу и получаем мощность. Индукцию я выбрал 1,5Tc, так как у меня броневой витой магнитопровод.
P = 1,5 * 6,25² / 1,69 = 35 Ватт
Если требуется определить необходимую площадь сечения манитопровода исходя из известной мощности, то можно воспользоваться следующей формулой:
S = ²√ (P * 1,69 / B)
Пример:
Нужно вычислить сечение броневого штампованного магнитопровода для изготовления трансформатора мощностью 50 Ватт.
S = ²√ (50 * 1,69 / 1,3) = 8см²
О величине индукции можно справиться в таблице. Не стоит использовать максимальные значения индукции, так как они могут сильно отличаться для магнитопроводов различного качества.
Максимальные ориентировочные значения индукции
| Тип магнитопровода | Магнитная индукция мах (Тл) при мощности трансформатора (Вт) | ||||
| 5-10 | 10-50 | 50-150 | 150-300 | 300-1000 | |
| Броневой штампованный | 1,2 | 1,3 | 1,35 | 1,35 | 1,3 |
| Броневой витой | 1,55 | 1,65 | 1,65 | 1,65 | 1,6 |
| Кольцевой витой | 1,7 | 1,7 | 1,7 | 1,65 | 1,6 |
Видео: Как определить мощность трансформатора, несколько способов
Описание нескольких способов определения мощности 50 Гц трансформаторов.
Как проверить импульсный трансформатор с помощью осциллографа
Если взять импульсный трансформатор питания, например разделительный трансформатор строчной развертки, подключить его согласно рис. 1, подать на I обмотку U = 5 — 10В F = 10 — 100 кГц синусоиду через С = 0.1 — 1.0 мкФ, то на II обмотке с помощью осциллографа наблюдаем форму выходного напряжения.
Рис. 1. Схема подключения для способа 1«Прогнав» на частотах от 10 кГц до 100 кГц генератор ЗЧ, нужно, чтобы на каком-то участке Вы получили чистую синусоиду (рис. 2 слева) без выбросов и «горбов» (рис. 2 в центре). Наличие эпюр во всем диапазоне (рис. 2. справа) говорит о межвитковых замыканиях в обмотках и т.д. и т.п.
Данная методика с определенной степенью вероятности позволяет отбраковывать трансформаторы питания, различные разделительные трансформаторы, частично строчные трансформаторы. Важно лишь подобрать частотный диапазон.
Рис. 2. Формы наблюдаемых сигналовСпособ 2
Необходимое оборудование:
- Генератор НЧ,
- Осциллограф
Принцип работы:
Принцип работы основан на явлении резонанса. Увеличение (от 2-х раз и выше) амплитуды колебаний с генератора НЧ указывает, что частота внешнего генератора соответствует частоте внутренних колебаний LC-контура.
Для проверки закоротите обмотку II трансформатора. Колебания в контуре LC исчезнут. Из этого следует, что короткозамкнутые витки срывают резонансные явления в LC контуре, чего мы и добивались.
Наличие короткозамкнутых витков в катушке также приведет к невозможности наблюдать резонансные явления в LC контуре.
Добавим, что для проверки импульсных трансформаторов блоков питания конденсатор С имел номинал 0,01мкФ-1 мкФ, Частота генерации подбирается опытным путем.
Способ 3
Необходимое оборудование: Генератор НЧ, Осциллограф.
Принцип работы:
Принцип работы тот же, что и во втором случае, только используется вариант последовательного колебательного контура.
Рис. 4. Схема подключения для способа 3Отсутствие (срыв) колебаний (достаточно резкий) при изменении частоты генератора НЧ указывает на резонанс контура LC. Все остальное, как и во втором способе, не приводит к резкому срыву колебаний на контрольном устройстве (осциллограф, милливольтметр переменного тока).
Для проверки на работоспособность импульсного трансформатора можно использовать как аналоговый мультиметр, так и цифровой. Применение второго предпочтительней из-за удобства его использования. Суть подготовки цифрового тестера сводится к проверке элемента питания и измерительных проводов. В то же время прибор стрелочного типа в дополнение к этому ещё дополнительно подстраивается.
Настройка аналогового прибора происходит путём переключения режима работы в область измерения минимально возможного сопротивления. После в гнёзда тестера вставляются два провода и перемыкаются накоротко. Специальной построечной ручкой положение стрелки устанавливается напротив нуля. Если же стрелку выставить в ноль не удаётся, то это свидетельствует о разрядившихся элементах питания, которые необходимо будет заменить
Как проверить импульсный трансформатор мультиметром
Что бы проверить импульсный трансформатор можно использовать как аналоговый прибор, так и цифровой мультиметр. Применение второго предпочтительней из-за удобства его использования. Суть подготовки цифрового тестера сводится к проверке элемента питания и измерительных проводов. В то же время прибор стрелочного типа в дополнение к этому ещё дополнительно подстраивается.
Методика проверки аналоговым (стрелочным) измерительным прибором
- Настройка аналогового прибора происходит путём переключения режима работы в область измерения минимально возможного сопротивления.
- После в гнёзда тестера вставляются два провода и перемыкаются накоротко.
- Специальной построечной ручкой положение стрелки устанавливается напротив нуля. Если же стрелку выставить в ноль не удаётся, то это свидетельствует о разрядившихся элементах питания, которые необходимо будет заменить.
Порядок выявления дефектов
Важным этапом проверки трансформатора мультиметром является определение обмоток. При этом их направление существенной роли не играет. Сделать это можно по маркировке, нанесённой на устройство. Обычно на трансформаторе указывается определённый код.
В отдельных случаях на ИТ может быть нанесена схема расположения обмоток или даже подписаны их выводы. Если же трансформатор установлен в прибор, то в нахождении распиновки поможет принципиальная электрическая схема или спецификация. Также часто обозначения обмоток, а именно напряжения и общий вывод, подписываются на самом текстолите платы возле разъёмов, к которым подключается устройство.
После того как выводы определены, можно приступать непосредственно к проверке трансформатора. Перечень неисправностей, которые могут возникнуть в устройстве, ограничен четырьмя пунктами:
- повреждение сердечника;
- отгоревший контакт;
- пробой изоляции, приводящий к межвитковому или корпусному замыканию;
- разрыв проволоки.
Последовательность проверки сводится к первоначальному внешнему осмотру трансформатора. Он внимательно проверяется на почернения, сколы, а также запах. Если явных повреждений не выявлено, то переходят к измерению мультиметром.
Как проверить импульсный трансформатор на межвитковое замыкание и обрыв
Для проверки целостности обмоток лучше всего использовать цифровой тестер, но можно исследовать их и с помощью стрелочного.
В первом случае используется режим прозвонки диодов, обозначенный на мультиметре символом обозначения диода на схеме.
диод на схеме- Для определения обрыва к цифровому прибору подключаются измерительные провода.
- Один вставляется в разъёмы, обозначенные V/Ω, а второй — в COM.
- Галетный переключатель переводится в область прозвонки.
- Измерительными щупами последовательно дотрагиваются до каждой обмотки, красным — к одному её выводу, а чёрным — к другому. При её целостности мультиметр запищит.
Аналоговым тестером проверка выполняется в режиме замера сопротивлений. Для этого на тестере выбирается наименьший диапазон измерения сопротивлений. Это может быть реализовано через кнопки или переключатель. Щупами прибора, так же как и в случае с цифровым мультиметром, дотрагиваются до начала и конца обмотки. При её повреждении стрелка останется на месте и не отклонится.
Таким же образом происходит проверка на межвитковое и короткое замыкание.
Возникнуть КЗ может из-за пробоя изоляции. В результате сопротивление обмотки уменьшится, что приведёт к перераспределению в устройстве магнитного потока.
Для проведения тестирования мультиметр переключается в режим проверки сопротивления.
Дотрагиваясь щупами до обмоток, смотрят результат на цифровом дисплее или на шкале (отклонение стрелки).
Этот результат не должен быть менее 10 Ом.
Чтобы убедиться в отсутствии КЗ на магнитопровод, одним щупом прикасаются к «железу» трансформатора, а вторым — последовательно к каждой обмотке. Отклонения стрелки или появления звукового сигнала быть не должно. Стоит отметить, что прозвонить тестером межвитковое замыкание можно только в приближённом виде, так как погрешность прибора довольно высока.
Видео: Как проверить импульсный трансформатор?
Обратноходовый импульсный трансформатор представляет собой устройство, необходимое для преобразования напряжения с гальванической развязкой. Сфера применения прибора обширная, по большей части это питание аппаратуры с малой и средней мощностью. Важно проводить тщательный расчет используемого обратноходового импульсного трансформатора, так как от этого полностью зависит эффективность процесса.
Что представляет собой устройство: составляющие части и принципиальная схема
Одноходовые трансформаторы импульсного типа представляют собой довольно распространенное оборудование. Дело в том, что при относительно малых показателях мощности они обеспечивают оптимально питание устройств.
Главным звеном принципиальной составляющей считают дроссель, выступающий или получателем энергии от первички или передатчиком энергии во вторичку. Именно от функционала дросселя зависит этап работы — первичный или вторичный цикл. Если дроссель подсоединяется к первичной обмотке, то появляется напряжение и ток нарастает равномерно. Энергия поступает в магнитопровод, а ключом считается транзистор. Диод ограничивает вторичная обмотка.
Если задействовать ключ, то ток пропадет на первичке, но дроссельный поток мгновенно изменения не покажет, следовательно, на вторичке образуется уменьшающийся последовательно ток. Именно он питает трансформатор или дроссель устройства. Понятно, что питание за счет энергии от конденсатора происходит на первом этапе. На втором же происходит ее преобразование и падение, которое можно рассчитать. Обычно этапы подачи и спада повторяются интервале от 20 КГц до 1 МГц.
Энергетические характеристики
Если рассматривать принципиальную схему устройства, то видно, что происходят спады и увеличения в линейном соотношении. Именно качеством и продолжительностью импульсов определяются характеристики выходного напряжения. Проводится модуляция для цепей обратной связи. Энергетические показатели трансформатора такого типа индивидуальны в каждом конкретном случае, но всегда устанавливаются ограничители, ведь прибор работает на максимальной мощности.
В результате этого микросхемы перестают обрабатывать импульсы. Создаются помехи и шумы, которые значительно влияют в негативную сторону на ход работы. Используется специальные модуляторы, которые сокращают энергетические потери импульсного трансформатора.
Принцип действия аппарата
Принцип действия устройства основан на импульсной подачи энергии. Оборудование разделяется на две обширных группы: с сигмамодуляцией и импульсной модуляцией. Первые отличаются тем, что они изменяются соотношения продолжительности импульсов с их частотой. Момент выбирается, когда закончится подача энергии и включится транзистор.
Продолжительность функционирования зависит от характеристик выходного напряжения. Если говорить о вариантах с широтно-импульсной модуляцией, то тут частота идентичная и постоянная. Напряжение — характеристика стабильная, определяется оно длительностью импульса к периоду его прохождения.
Также принцип работы определяется тем непрерывный или прерывистый поток магнитного поля установлен. Нельзя сказать, что какой-то из них лучше, просто это определяет вариативность использования.
Любой одноходовый импульсный трансформатор имеет как достоинства, так и недостатки. Среди преимуществ использования выделяют:
- минимальный вес и размеры, если сравнивать с другим видом оборудования, предназначенным для работы с частотой около 50 Гц;
- не нужна защита от короткого замыкания, так как оно произойти теоретически не может;
- сокращение использования меди, в результате чего трансформатор имеет минимальную цену;
- изменение показателей в зависимости от характеристик питающей цепи;
- нет помех, передача туда и обратно исключена из-за конструктивных особенностей.
Но, как и любое другое оборудование, обратноходовый импульсный трансформатор имеет и недостатки. К их числу относятся:
- максимальный запас энергии составляет 200 Вт — показатель ограничен работой дросселя;
- нет возможности работы на холостом ходу, то есть нагрузка подключается в обязательном порядке;
- возникают электромагнитные помехи и передаются, так как они есть в нагрузке, а она нужна.
Так как недостатки не так существенны, если сравнивать их с преимуществами, трансформаторы такого типа пользуются популярностью.
Область применения обратноходового трансформатора
Обратноходовый трансформатор пользуется в ряде случаев, когда требуется питание различной аппаратуры с показателями мощности до 200 Вт. К числу такой относят:
- личные или офисные компьютеры;
- техника, гаджеты и периферия;
- типы сберегающих энергию ламп или системы ламп;
- зарядные устройства для гаджетов и техники.
Трансформаторы обратно хода часто используются в комплекте с другими устройствами. Например, с ними изготовляются конструктивные узлы инверторных источников сварочного аппарата.
Для чего проводят ручной расчет трансформатора
Расчет преобразователя необходим по ряду причин. В первую очередь следует понимать, что он работает с устройствами с относительно небольшими мощностями, даже минимальное колебание показателя может привести к поломке. Второе — детальный просчет характеристик ручным образом позволит минимизировать помехи и энергетические потери. В результате это экономится бюджет.
Как сделать расчет трансформатора однотактного обратноходового источника питания
Расчет самостоятельный необходим. Делается по определенному алгоритму. Начинается процесс с определения минимальных и максимальных значений тока, затем происходит расчет емкости конденсатора и трансформаторов. Отдельно подбираются конструктивные узды и диоды, а в самом конце рассчитывается коэффициент полезного действия трансформатора.
Определение максимального и минимального значений выпрямленного сетевого напряжения
Есть формулы для max выпрямленного сетевого U: квадратный корень из двух, умноженный на U максимального значения сети. Равняется показатель 226 для этого случая. Минимальный — квадратный корень из двух, умноженный на U минимально значения напряжения минус 2, умноженное на U прямого падения напряжения.
Выбор выпрямительных диодов
Расчет обратного показателя элементарный — он равен максимуму, который прописан выше, а именно — 226 В. Стандартная схема — U н *I н /2 U входного мин. *n,
где U н — напряжение нагрузки среднее, I н — ток нагрузки, а n – коэффициент преобразователя (принимается равным около 0,9).
Стандартно показатели для случая I пр. max = 10 A; U ОБР. MAX = 560 В.
Расчет емкости конденсатора
Емкость конденсатора рассчитывается по формуле: 0,5* U н* I н/n* U сети мин.*f сети*m* U, f сети представляет собой частоты в 400 Гр, где m – полупериоды на транзит показателя U.
Расчет максимального коэффициента заполнения
Максимум данный показатель просчитывается как дробь, в верхней части которой находится значение напряжения дополнительное (которое образовалось в закрытом состоянии после передачи энергии на нагрузку), в в нижней сумма дополненного напряжения с разностью входного U min и падающего на транзисторе трансформатора.
Расчет трансформатора
Зная, как вычислить максимальный ток обмотки и коэффициент трансформации, количество витков проводится расчет трансформатора. Расчет тс позволяет вычислить оптимальный показатель диаметра проводов обмотки первичной и вторичной, чтоб соблюдались необходимые условия.
Для упрощения работы создают табличную форму, куда вписывают данные об обмотках и допустимой их плотности. Опираясь на данные подбирают толщину и наименование. На этом этапе потери тс в целом принимаются равными потерям обмоток.
Выбираем транзистор VT1
Путем опытных расчетов и выявления максимум напряжения для стандартного случая используют КП809Б1 с показателями 500 В, 25 А. Потери в нем равны сумме общих — не более 6,7 Вт.
Выбор выпрямительного диода VD9
Принимаем во внимание, что I VD9 = I 2 = 10,8 А. U обр. макс=3,5 кВ, соединяются последовательным образом. Падание напряжения 1В.
Выбор элементов узла управления
Напряжение запуска — 16 В, R7=67 кОм, R 9= 2,2 кОм, R 12=22 Ом. Мощность вычисляется по номиналу и выходному току схемы.
Расчет демпфирующей цепи
Ls принимаем 1,5 мкГн. Выбрав ОМБГ-1 с емкостью 0,5 мкф, то сопротивление резистора составит 140 В. Резистор подбирается по формуле E LS(энергия индуктивности) =E CД (поглощения цепи) =Е С13.
Расчёт КПД
КПД вычисляется по формуле U н* Iн/ U н Iн +Ре1 +Pvt1+Pvd9+Pr7+Py). Если расчеты произведены верно, то оно должно сравняться с указанным в первом пункте макс и мин.
Самостоятельный расчет трансформатора обратноходового не так сложен, как может показаться на первый взгляд. Проводится он самостоятельно не только для сопоставления КПД, но для проверки эффективности резисторов. В среднем на подсчет ручным способом выделить нужно около 2-3 часов новичку.
Практически любой образец современной техники нуждается в трансформаторе. Этот элемент электрической сети предусматривают в схеме подключения для разделения сетей постоянного и переменного тока, соединений с разными напряжениями и т.д. В домашних условиях сделать простейший трансформатор в состоянии любой радиолюбитель, ничего сложного в состав устройства не входит, однако необходимо рассчитать трансформаторный блок питания.
Методика расчета импульсного трансформатора
Еще со школьной скамьи любой человек помнит, что эффективность преобразования зависит от количества витков на первичной и вторичной обмотке трансформатора, а сама работа устройства основана на явлении индуктивности. Но не совсем ясно, как учесть количество витков, соотнести первичную и вторичную обмотку с выбранным типом трансформатора, а так же учесть неизбежные потери напряжения.
Отмечу, что импульсный трансформатор можно считать простейшим представителем устройств. При этом в заводском варианте выпускают следующие типы подобных устройств:
- Стержневой.
- Броневой.
- Тороидальный.
- Бронестержневой.
Сразу скажу, что в статье речь пойдет именно о расчете тороидального трансформатора, поскольку именно этот вид устройства прост в изготовлении и расчете. Теоретически дома можно изготовить и стержневое устройство, но для него требуется обустройство катушки. К этому процессу предъявляются повышенные требования в плане аккуратности выполнения работ. Поэтому проще не замахиваться на изготовление заводской продукции в кустарных условиях, тем более что и тороидальные модели прекрасно работают.
Остальные же варианты трансформаторов и вовсе изготовить в условиях домашней мастерской невозможно. Если говорить о расчете, то в качестве исходных данных вам потребуется:
- Напряжение на входе. Его можно просто замерить в сети, хотя чаще всего этот параметр равен 220В.
- Параметры тока на выходе. Сюда в обязательном порядке относят напряжение и силу тока в сети после преобразователя.
Все остальное рассчитывается.
Вручную
Конечной целью расчета считается определение параметров на первичной и вторичной обмотке. Проблемой является необходимость определения трех параметров, которые простому человеку найти довольно сложно. В силу этой причины в СССР была разработана табличная методика расчета.
| P | W1 | W2 | S | η |
| Меньше 10 Вт | 41/S | 38/S | 0,8 | |
| Меньше 30 Вт | 36/S | 32/S | 0,9 | |
| Меньше 50 Вт | 33/S | 29/S | 0,92 | |
| Меньше 120 Вт | 32/S | 28/S | 0,95 |
Стоит просто идти по строке, расчет строится на результатах проведенных в лабораториях опытов. То есть все формулы – чистая практика.
При помощи специального ПО
Существуют различные программы для обработки данных и расчета трансформатора. Сюда входит множество онлайн и оффлайн приложений. В отдельности стоит выделить программу ExcellentIT 8.1. Это бесплатное программное обеспечение от одного из постоянных обитателей форумов об электросиловых установка.
После запуска программы перед вами появится несколько окон с пустыми полями вводных данных. После их заполнения нажимается кнопка «Ок» и компьютер делает все за вас. Результаты вычислений ПО и ручного расчета примерно одинаковы, так как именно на основании табличной методики разработаны практически коды компьютерного обеспечения для расчета трансформаторов.
Примеры расчета
Порядок вычислений по таблице выглядит следующим образом:
Мощность вторичного пользователя
- Определим мощность вторичного пользователя трансформатора. Формулу изучали в 9 классе на уроках физики:
Р = Uн * Iн = 24*1,8 = 43,2 Вт – примем условное напряжение вторичного источника в 24 Вт и силу тока в 1,8 А. В общем и целом это рядовые значения электроники средней сложности
Но вот проблема, в таблице используется габаритная мощность. Для ее нахождения придется использовать КПД, а по таблице КПД определяется в зависимости от используемой габаритной мощности. Поэтому используем предположение, что габаритная мощность находится в том же числовом промежутке, что и вычисленное значение («Меньше 50»).
Габаритная мощность
Тогда мы знаем КПД=0,92 и можем посчитать габаритную мощность трансформатора.
- Рг= Р/ η= 43,2 / 0,92 = 48Вт – а вот по этому значению уже можно выбирать дальнейшее решение, но это все та же категория «Меньше 50». Если бы габаритная мощность не попала в предполагаемый интервал, пришлось бы провести повторные вычисления для большего интервала. Если и больший интервал не подойдет, значит можно смело использовать меньший. Вычисления несложные, поэтому любое их количество все равно сэкономит время на поиск сложных параметров расчета.
- Определим площадь поперченного сечения. Согласно таблице формула выглядит так:
Результат получаем в см2. Следующим шагом берется любой каталог с выпускаемыми в России сердечниками. В первую очередь нас интересуют сердечники из ферримагнитного железа. Проверяем выбор по соответствию посчитанной площади.
К примеру, нам может подойти модель сердечника – ОЛ50/80 – 40; его площадь поперечного сечения равняется 6, что можно считать практически равной посчитанной.
Количество витков
- Посчитаем количество витков на первой обмотке.
w1 = 33.3/S = 33.3/6 = 5.55 витков на 1 вольт
Здесь нужно обратить внимание на две вещи. Во-первых, витки посчитаны на 1 вольт, то есть это еще не конечный результат. Во-вторых, для расчета использовалось значение не теоретического сердечника, а реального, подобранного в соответствии с посчитанной величиной поперечной площади.
Остальные витки
- Теперь в соответствие с формулами можно найти и оставшиеся значения витков:
W1-1 = w1 * Uс =5.55 * 220 = 1221 виток; W1-2 = w1 * Uн = 5,55 * 24 = 133 витка.
Импульсные трансформаторы отличаются тем, что потери в них преодолеваются с помощью активного сопротивления, а не плотности потока. Чтобы уменьшить потери мощности на этот процесс и приблизить расчеты к реальности, количество витков увеличивают на 3 процента. Во всем мире это значение признается достаточным для того, чтобы уменьшить потери.
W1-2 = 133 * 1,03 = 137 витков
Диаметр провода обмотки
- Окончательным вычисление станет после определения требуемого диаметра провода обмотки:
d = 1,13 √(I / j)
Иначе говоря, сила тока делится на плотность потока, которую ищут по таблице, представленной внизу.
| Конструкция трансформатора | Габаритная мощность трансформатора | ||||
| 5-10 | 10-50 | 50-150 | 150-300 | 300-1000 | |
| Кольцевая | 4,5-5,0 | 4,0-4,5 | 3,5-4,5 | 3,0-3,5 | 2,5-3,0 |
Так как мощность приближается к верхней границе интервала 10-50, выберем значение 4,5. Тогда диаметр можно посчитать как:
D=1,13 √(1,8 / 4,5)=0,71 мм – по заводской таблице выбрать подходящий вариант.
Возможные схематические решения
Схем подключения вторичной обмотки трансформаторов, да и вообще всей электроники две:
- Звезда, которая используется для повышения мощности сети.
- Треугольник, который поддерживает постоянное напряжение в сети.
Вне зависимости от выбранной схемы, наиболее трудными считается изготовление и подключение небольших трансформаторов. Сюда относится и столь популярный в запросах поисковиков аtx. Это модель, которая устанавливается в системных блоках компьютеров, и изготовить ее самостоятельно крайне трудно.
В число трудностей при изготовлении маленьких трансформаторов стоит отнести сложность обмотки и изоляции, правильного подключения вторичной обмотки вне зависимости от выбранной схемы, а так же сложности с поиском сердечника. Короче говоря, проще и дешевле такой трансформатор купить. А вот как выбрать подходящую модель – это совсем другая история.
Как подобрать подходящий трансформатор
Выбрать подходящий трансформатор можно большим количеством способов, но львиная доля это безысходность или незнание мастера. Выделим три наиболее простых и применимых в практике метода:
- Первый. Взять старый трансформатор, вышедший из строя. Посмотреть маркировку и найти в Интернете аналог. Если вдруг трансформатор требуется для иных целей, придется повозиться.
- Второй способ: практический. Для этого следует замерить напряжение и силу тока в сети, а затем посмотреть требуемые параметры устройства, которое планируется подключать через трансформатор. После этого нужно посчитать коэффициент трансформации и, вооружившись этими знаниями, идти выбирать подходящую модель.
- Третий способ: аналитический. Воспользоваться приведенным в статье расчетом или программным обеспечением, чтобы определить конкретные параметры модели. Если учесть, что в примере используются реальные сердечники и диаметры проводов, то реально найти устройство, которое будет соответствовать заявленным требованиям.
Можно ли использовать планарный трансформатор
Конечно, можно. Но, вопрос в том, нужно ли. Планарным трансформатором зовут устройство на основе распечатанной платы. Использование подобных моделей незаменимо для компактной техники, вроде телефонов, компьютеров и прочего.
Однако, если речь идет о замене или самостоятельном конструировании прибора, то столь инновационная технология не нужна в силу дороговизны и сложности монтажа.
Не нужно изобретать велосипед: есть целый ряд методик расчета, создания и монтажа традиционных трансформаторов, которые готовы выполнить для пользователя практически любую задачу. Использование планарного трансформатора оправдано только при предъявлении к устройству требования особой компактности и мобильности.
Simscape / Электротехника / Специализированные системы питания / Контроль и измерения / Импульсные и Генераторы сигналов
Simscape / Электротехника / Специализированные системы питания / Фундаментальные блоки / Питание Электроника / Генераторы импульсов и сигналов
Описание
Блок импульсных генераторов (тиристор) генерирует две последовательности импульсов. Они управляют 12-ти импульсным тиристорным преобразователем, выполненным из двух трехфазных двухволновые тиристорные мосты (также называемые мостами Гретца).В устойчивом состоянии условие, каждая последовательность импульсов состоит из шести равноотстоящих квадратных импульсов со сдвигом 60 градусов между ними.
Первый набор импульсов (PY) отправляется на шестиимпульсный мост подключен к вторичной обмотке Wye (Y) преобразователя Y / Y / Delta трансформатор. Второй набор импульсов (ПД) отправляется на шестиимпульсный мост соединен с треугольником вторичной обмотки преобразовательного трансформатора. Импульсы ЧР могут быть установлены на опережение или отставание импульсов PY на 30 электрических градусов, в зависимости от конфигурации соединения дельта преобразователь трансформатор.
На следующем рисунке показан пример генератора импульсов (тиристор) блок подключен к 12-ти импульсному тиристорному преобразователю.
Блок импульсного генератора (тиристор) может быть запрограммирован для управления шестиимпульсный тиристорный преобразователь, выполненный из одного трехфазного двухволнового тиристорный мост. В этой конфигурации последовательность импульсов ПД не генерируется, и блок выводит только последовательность импульсов PY. Пульс Поезд, переименованный в P, подходит для моста Гретца, соединенного с конвертером. трансформатор, без фазового сдвига между первичной и вторичной обмотками.
Порядок следования импульсов в последовательности импульсов соответствует естественному порядок коммутации трехфазного тиристорного моста, как показано в следующий рисунок.
В таблице ниже приведены коммутационные напряжения для тиристоров в соответствии с трансформатором подключение. Подключение трансформатора отражает сдвиг фаз между источником переменного тока и тиристоры.
| Тиристор с зажиганием | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Тиристор с гашением | 5 | 6 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| Напряжение коммутации для соединения YY | В перем. Тока | Vbc | Vba | Vca | Vcb | Vab |
| для Y-D1 ( отстает) | -Vc | Vb | -Va | Vc | -Vb | Va |
| для Y-D11 (ведущий) | Va | -Vc | Vb | -Va | Vc | -Vb |
Блок импульсного генератора (тиристор) управляется альфа
Угол опорного сигнала и сигнала синхронизации дикого типа.Сигнал wt представляет собой угол, изменяющийся между 0 и 2 * пи радиан, синхронизированный
на пересечении нуля основной (положительной последовательности) фазы
А первичного напряжения преобразователя трансформатора. Сигнал wt
обычно получается из системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ).
Блок генератора импульсов (тиристор) генерирует внутренний вес рампы для управления импульсами. Угол задержки альфа выражается в электрические градусы, на которые задерживается импульс относительно угла ноль его коммутирующего напряжения.На рисунке показано, как PY импульс Поезд генерируется.
Блок импульсного генератора (тиристор) может быть настроен для работы в двухимпульсном режиме. В этом режиме два импульса посылаются на каждый тиристор: первый импульс при достижении угла альфа, а затем второй импульс 60 градусов спустя, когда запускается следующий тиристор. Этот рисунок показывает двойные импульсы в последовательности импульсов PY.
.
Продукты, используемые или используемые с этими трансформаторами: PVM400, PVM500, PVM2000, JACK30, AUDIOARC30 и HVPSD400KV Листы данных и схемы с этими трансформаторами: Схема PVM500, PVM500NEW915, инструкции PVM2000, PVM400COMPLETE1110
|
На рис. 14 (b) R с0 << R L0 << R c и комбинированный эффект из R s0 , R L0 и R c можно заменить на R 0 . Объедините C Ds0 с C Dp как C D .Упрощенная схема импульсной трансформаторной схемы для прямоугольного импульсного отклика показана на рис. 17. U 1 и U 2 представляют квадратный источник импульса напряжения и ответный сигнал напряжения на нагрузке соответственно. Общий ток от источника импульсов составляет i ( т ), а токи ветвления, протекающие через R 0 , C D и L µ равны i 1 , i 2 и i 3 соответственно.
3.2.1. Реакция на передний фронт прямоугольного импульса
Обычно L µ находится в диапазоне от 10 -6 H до более чем 10 -5 H, а квадратный импульс имеет передний фронт и задний фронт как при 100 нс Диапазон ~ 1 мкс. Таким образом, при появлении быстрого переднего фронта и заднего фронта прямоугольного импульса реактивное сопротивление L µ намного больше, чем резистор с эквивалентной нагрузкой R 0 . При этом условии i 3 настолько мало, что влияние L µ на отклик переднего фронта можно игнорировать.
Определите напряжение C D как U c ( t ). Как упомянуто выше, L µ мало влияет на реакцию на передний край прямоугольного импульса. Посредством игнорирования ветви L µ , уравнения схемы представлены в (30) с начальными условиями как i (0) = 0, i 1 (0) = 0 и U c (0) = 0.
{U1 (t) = i (t) Rp + Llpdi (t) / dt + Lls0di1 (t) / dt + i1 (t) R0Lls0di1 (t) / dt + i1 (t) R0 = ∫i2 (t) дт / CDi (т) = i1 (т) + I2 (т).E30
Если коэффициент для преобразования Лапласа равен p , преобразованные формы U 1 ( t ) и i 1 ( t ) определяются как U 1 ( p ) и I 1 ( p ). Во-первых, четыре константы, такие как & alpha; , & beta; , γ и Х определяются как
{α = RpLls0CD + R0LlpCDLlpLls0CD, β = R0RpCD + Llp + Lls0LlpLls0CDγ = RP + R0LlpLls0CD, λ = 1LlpLls0CD.E31
Определите амплитуду и длительность импульса источника импульсов квадратного напряжения как U с и T 0 соответственно. U 1 ( t ) равно
U1 (t) = {0, t <0 ort≥T0Us, 0≤t Уравнения (30) могут быть решены с помощью преобразования Лапласа и свертка, и есть три состояния решений, таких как состояние избыточного дампа, критическое состояние дампа и состояние недостаточного дампа.В цепи трансформатора резисторы всегда малы, поэтому обычно возникает недопустимое состояние. На самом деле, состояние недопущения является наиболее важным состоянием, которое соответствует практике. В этом разделе центральная тема фокусируется на недопущенном состоянии схемы. Определить константы a , b , ω , ξ ( a , b <0; ω > 0), A 1 A и A 3 as (33). {A1 = 1 (a-b) 2 + ω2, A2 = −1 (a-b) 2 + ω2, A3 = 2b − a (a-b) 2 + ω2a = ξ13 − ξ − 13 (3β− α2) / 9-α / 3b = ξ13 (3β-α2) / 18-α / 3-ξ13 / 2ω = 3 [(3β-α2) ξ13 / 9 + ξ13] / 2ξ≜β3 + α3γ27- α2β2108 − αβγ6 + γ24−3γ − αβ6 − α327.E33 Решение (30) в состоянии пониженного сброса имеет вид U2 (t) = {0, t≤0λR0Us {A1exp (at) + [A2cos (ωt) + (A2b + A3) Sin (ωt) / ω] ехр (Ь)}, 0 Ток нагрузки i 1 ( т ) = U 2 ( т ) / R 0 . Исходя из (34), импульс напряжения отклика U 2 ( t ) на нагрузке состоит из члена экспоненциального демпфирования и члена резонансного демпфирования. Член резонансного демпфирования, который оказывает основное влияние на передний край импульса, способствует высокочастотному резонансу на переднем крае. Константа a , определенная в (33), представляет собой коэффициент демпфирования спада импульса прямоугольного импульса U 2 ( t ), b является коэффициентом демпфирования резонансного члена демпфирования, а ω является резонансная угловая частота.Заменить λR 0 U s на U 0 и определить две функции: f 1 ( t ) и f 2 ( t ) {f1 (t) = {0, t≤0U0 [A2cos (ωt) + (A2b + A3) sin (ωt) / ω] exp (bt)}, 0 f 1 ( t ) — это просто резонансный коэффициент демпфирования, деленный на (34), в то время как f 2 ( t
Похожие записи
