Mty1 (17.02.2023 00:13 - 13:32, просмотров: 5300)Накину к пятнице - как работает импульсный токовый транс :) ?
Почему токовый трансформатор искажает форму импульса тока. Почему
вершина не плоская а линейно ниспадающая линия?
С полумостового формирователя импульс 10мкс 30в подается через токовый трансформатор на 10 ом резистор нагрузки.
Токовый трансформатор - первичка 1 виток, вторичка 10 витков, нагружена на 2ома (на кольце 2000нм1 17.5х8.2х5).
Основной вопрос - как минимизировать это падение?
UPD: Осциллограмма со щупом 1:10
-
- Объяснить можно на простейшей модели. Заменяем реальный транс на
идеальный а параллельно первичной обмотке подключаем индуктивность
намагничивания. В первичной обмотке идеального транса будет
протекать разность измеряемого тока и тока намагничивания. Вот эту
разность осциллограф и показывает. - ЫЫyкпy(17.02.2023 11:05)
- и какой из токов изменяется во время импульса? От чего наклон
вершины импульса? - =L.A.=(18.02.2023 08:49)
- От чего наклон вершины импульса? на пальцах - за время фронта импульса сердечник накапливает
энергию. m16(281 знак., 18.02.2023 18:42, картинка, картинка)
- Лучше понять на эквивалентной схеме. Идеальный транс, параллельно
вторичной обмотке индуктивность Lm2. Во время импульса через ток
через нее растет, после импульса индуктивность "разряжается" и дает
отрицательный выброс. Mty1(1 знак., 18.02.2023 21:41, картинка)
- На этой схеме не хватает подключенного ко вторичной обмотке резистора R. Далее можно избавится от трансформатора, заменив его и резистор R на резистор с сопротивлением r = R/N^2. Итого, остаются только индуктивность первички (L1), параллельно ей r, и источник тока i1. Для тока через резистор получится Ir(t) = I1 * exp(-t/tau). а tau = L1/r = L1*N^2/R. Кстати, L1*N^2 это индуктивность вторичной обмотки. А чтобы уменьшить спад вершины импулься нужно увеличивать постоянную ЫЫyкпy(216 знак., 20.02.2023 07:33)
- Вот перекос из за намагничивания сердечника виден. Как вариант,
сердечник устойчивый к подмагничиванию брать, сендаст и подобное,
другой вариант ниже предложил. - Visitor(19.02.2023 13:33)
- прикинул индукцию в сердечнике при одном витке (n =1) в первичной обмотке и токе I = 10А. Сечение кольца взял равным 5*5мм, диаметр витка - d - пусть будет тоже 5 мм. (d = 0,005м). B =(μ *μ0 * I * n)/ (π * d). μ0 = 1,257 exp -6 ( считаем в системе СИ ). Магнитная проницаемость феррита М2000 μ = 2000. =L.A.=(93 знак., 21.02.2023 11:25)
- От перекоса на однополярном импульсе отлично помогает разрядный
стабилитрон последовательно с диодом. На прямом ходу ток идёт через
диод и резистортшунта. На обратном ходу - индуктивность
трансформатора тока разряжается на стабилитрон с напряжением
достаточно высоким для того, чтобы ТТ полностью разряжался для
самого высокого коэффициента заполнения. - Nikolay_Po(19.02.2023 14:45)
- Так вроде уже все обкашляли ниже. Не избавится от подмагничивания в ТТ если виток не короткозамкнут и сопротивление обмотки не 0. Хоть какой идеальный сердечник будет. Это физика процесса. Правда есть один хитрый метод, оригинальный. От британских ученых - кроме шуток. Подпирать по напряжению нижний конец вторичной обмотки, заведя обратную связь от выпрямленного напряжения "обратного хода" на вторичке. Mty1(1 знак., 19.02.2023 23:58, картинка)
- лишнее это всё - m16(18.02.2023 22:07)
- Лучше понять на эквивалентной схеме. Идеальный транс, параллельно
вторичной обмотке индуктивность Lm2. Во время импульса через ток
через нее растет, после импульса индуктивность "разряжается" и дает
отрицательный выброс. Mty1(1 знак., 18.02.2023 21:41, картинка)
- Еще и смысл не понятен, прямоугольный ток мерить. Для токовой
защиты он между полумостом и дросселем ставится, и красивая пила на
его выходе. - Visitor(18.02.2023 12:05)
- Смысл мерить ток в том, что надо мерить ток :) через нагрузку. Пока
это 10 ом, а будет лазер. - Mty1(18.02.2023 21:43)
- Ясно, только ТТ не самый подходящий вариант для однополярных
импульсов, ПТ - составляющая присутствует, там подмагничивание, по
сути, влияет. Я бы иначе поступил: полно шунтовых резисторов
номиналом 1.. 20 мОм, размер 2512, мощность 2.. 3 Вт. Подходящий по
скорости ОУ к нему и все красиво будет. Если по верхней стороне
шунт ставить, то дифф усил, если с нижней - не любой ОУ сгодится.
Вольтаж какой? Может готовое решение предложу. А лазер слабенький
какой то, на звездные Visitor(17 знак., 19.02.2023 13:27)
- Да, сверху надо шунт ставить. Чтобы в верхнем плече ток мерить. и
напряжение меняется от 15 до 70 вольт. У меня идей не было, как для
импульсов 0,1...100мкс на шунте измерение организовать. - Mty1(19.02.2023 23:51)
- Может такой вариант подойдет? Ток +- 12.5 А. Выход 1.65 +- 1.5 В. Типа ответ санкциям, токовый монитор. Хотя Генерал по ним обзор сделал аналогов, может что то готовое сгодится. Плата для макета вчера пришла, спаял, потестил и в ступоре: ток 1 А по 48 В гонял, в одну сторону выходит +0.1 В от опоры, в другую - 0.05 В. При моделировании одинаково было. Visitor(1 знак., 20.02.2023 09:14 - 21.02.2023 18:02, ссылка)
- 0.1мкс на ТТ измерять тоже будет ой как весело... У Вас уже сейчас
звон от паразитных параметров (от индуктивности рассеяния и емкости
вторички) под 1мкс, а если будете витки добавлять, то будет еще
хуже... - TpToкa(20.02.2023 01:33,
)
- Да, сверху надо шунт ставить. Чтобы в верхнем плече ток мерить. и
напряжение меняется от 15 до 70 вольт. У меня идей не было, как для
импульсов 0,1...100мкс на шунте измерение организовать. - Mty1(19.02.2023 23:51)
- Ясно, только ТТ не самый подходящий вариант для однополярных
импульсов, ПТ - составляющая присутствует, там подмагничивание, по
сути, влияет. Я бы иначе поступил: полно шунтовых резисторов
номиналом 1.. 20 мОм, размер 2512, мощность 2.. 3 Вт. Подходящий по
скорости ОУ к нему и все красиво будет. Если по верхней стороне
шунт ставить, то дифф усил, если с нижней - не любой ОУ сгодится.
Вольтаж какой? Может готовое решение предложу. А лазер слабенький
какой то, на звездные Visitor(17 знак., 19.02.2023 13:27)
- Смысл мерить ток в том, что надо мерить ток :) через нагрузку. Пока
это 10 ом, а будет лазер. - Mty1(18.02.2023 21:43)
- От чего наклон вершины импульса? на пальцах - за время фронта импульса сердечник накапливает
энергию. m16(281 знак., 18.02.2023 18:42, картинка, картинка)
- Спасибо, понял! Кстати - хотел спросить по посту Что значит формула
50*5.1/(50+5.1)=4.6. в конце поста? Долго ломал голову, не могу
понять? Mty1(285 знак., 17.02.2023 11:10, ссылка)
- Это потому что нагрузка для вторичной обмотки состоит из двух
резисторов, на 5.1 и 50 Ом параллельно. Чтобы сохранить к-нт
передачи 1В при токе 10А нужно уменьшить число витков до 46. Ещё
хотел написать, но тогда поленился, что наличие зазора в сердечнике
сильно уменьшает индуктивность намагничивания и приводит как раз к
наблюдаемому эффекту, спаду вершины импульса тока. Но ради удобства
подключения прищепкой приходится терпеть. Для "показометра" это как
правило не критично и ЫЫyкпy(57 знак., 17.02.2023 11:35)
- товарищ, вы сильно удивитесь, но если подать прямоугольные импульсы
на простую RL-цепь, то на выходе тоже получим импульсы с
"спадающими" вершинами, причем наклон зависит от постоянной времени
t = L/R. И никаких сумм токов в осциллографе или индуктивностей
намагничивания. =L.A.=(1 знак., 18.02.2023 12:24, картинка)
- ничего удивительного. Обыкновенный дуализм, как говаривала наша препод по ТОЭ. С препятствует изменению напряжения на нём, а L сопротивляется изменению протекания тока через него. Между L и С разница в том (а суть одна - реактивный элемент, накапливающий энергию), что параллельное в схемах заменяется последовательным, токи в уравнениях заменяются напряжениями, соответственно на осциллографе увидим похожие кривые для токов и напряжений. Adept(317 знак., 18.02.2023 13:17)
- Ясно, спасибо! - Mty1(17.02.2023 12:17)
- товарищ, вы сильно удивитесь, но если подать прямоугольные импульсы
на простую RL-цепь, то на выходе тоже получим импульсы с
"спадающими" вершинами, причем наклон зависит от постоянной времени
t = L/R. И никаких сумм токов в осциллографе или индуктивностей
намагничивания. =L.A.=(1 знак., 18.02.2023 12:24, картинка)
- Это потому что нагрузка для вторичной обмотки состоит из двух
резисторов, на 5.1 и 50 Ом параллельно. Чтобы сохранить к-нт
передачи 1В при токе 10А нужно уменьшить число витков до 46. Ещё
хотел написать, но тогда поленился, что наличие зазора в сердечнике
сильно уменьшает индуктивность намагничивания и приводит как раз к
наблюдаемому эффекту, спаду вершины импульса тока. Но ради удобства
подключения прищепкой приходится терпеть. Для "показометра" это как
правило не критично и ЫЫyкпy(57 знак., 17.02.2023 11:35)
- и какой из токов изменяется во время импульса? От чего наклон
вершины импульса? - =L.A.=(18.02.2023 08:49)
- применить фабричный трансформатор тока, например PE-67050NL. Феррит 2000НМ легко впадает в насыщение. Проверяется просто: измеряешь индуктивность, затем прикладываешь к кольцу мощный магнит и смотришь изменение индуктивности. Зазоров в кольце нет, так что побороть насыщение нечем. =L.A.=(1 знак., 17.02.2023 09:20, ссылка)
- На самом деле на трансформаторе тока не нулевое падение напряжения
(даже если замкнуть выход останется сопротивление обмотки и падение
на нем). У трансформатора есть собственная индуктивность (в вашем
случае для выходной обмотки это примерно 100мкГн, как мне кажется).
Через эту индуктивность, при приложении напряжения, начинает течь
ток, который как бы вычитается из "трансформируемого" тока (в вашем
случае dI=U*dt/L=0.6В*10мкс/100мкГн=0.06А или падение 0.12В на 2Ом
нагрузки) AlexBi(171 знак., 17.02.2023 08:18)
- Прав был POV когда писал, что надо увеличивать сопротивление на вторичной обмотке. Только он не писал, что надо соответственно увеличивать число витков во вторичке. Если я намотаю 100 витков вместо 10, индуктивность возрастет в 10^2=100 раз, выходит скол импульса должен уменьшится в 100 раз? - Mty1(17.02.2023 11:54)
- Да, спасибо теперь понял. Падение за счет того, что трансформатор не совсем в токовом включении с закороченной вторичной обмоткой. А работает как бы как трансформатор напряжения. Из за этого растет магнитный поток в сердечнике, из за этого уменьшается импульс. Спасибо! - Mty1(17.02.2023 11:05)
- так в нагрузку же энергия стекает. убери нагрузку - получишь полку.
хочешь полку ровнее - увеличивай кол-во джоулей запасенных в
дросселе. всё как с конденсатором. дроссель точно так же имеет
емкость в джоулях. - LordN(17.02.2023 00:34)
- Тут меня и клинит. Классический токовый транс - он с закороченной
амперметром вторичкой. Из за этого и первичка работает как бы в
закороте, практически не влияя на ток в схеме. А то что ты
предлагаешь - получим обычный трансформатор напряжения,
противоречит канонам - Mty1(17.02.2023 00:52)
- токовый транс трансформирует какбэ ток в ток. но, делает он это
один ху джоулями и ваттами. LordN(77 знак., 17.02.2023 01:21)
- Согласен что транс и есть транс, но режимы работы совершенно
другие. Для ТН (Трансформатора Напряжения) работа идет при
постоянном магнитном потоке Ф в сердечнике, а ТТ работает при
околонулевом магнитном потоке в сердечнике, т.к. вторичка
компенсирует Ф от первички. И работа с разомкнутой вторичкой для ТТ
аварийная. Естественно в мощных ТТ - они горят :) - Mty1(17.02.2023 03:49)
- они горят потому что некуда сбросить накопленные джоули кроме как во вторичку, а она оказывается ничем не защищена. LordN(144 знак., 17.02.2023 07:22)
- Согласен что транс и есть транс, но режимы работы совершенно
другие. Для ТН (Трансформатора Напряжения) работа идет при
постоянном магнитном потоке Ф в сердечнике, а ТТ работает при
околонулевом магнитном потоке в сердечнике, т.к. вторичка
компенсирует Ф от первички. И работа с разомкнутой вторичкой для ТТ
аварийная. Естественно в мощных ТТ - они горят :) - Mty1(17.02.2023 03:49)
- токовый транс трансформирует какбэ ток в ток. но, делает он это
один ху джоулями и ваттами. LordN(77 знак., 17.02.2023 01:21)
- Тут меня и клинит. Классический токовый транс - он с закороченной
амперметром вторичкой. Из за этого и первичка работает как бы в
закороте, практически не влияя на ток в схеме. А то что ты
предлагаешь - получим обычный трансформатор напряжения,
противоречит канонам - Mty1(17.02.2023 00:52)
- Накину нетленку по ТТ - от ЫЫyкпy и сборник ссылок от Evgeny_CD Mty1(2 знак., 17.02.2023 00:16, ссылка, ссылка)
- Объяснить можно на простейшей модели. Заменяем реальный транс на
идеальный а параллельно первичной обмотке подключаем индуктивность
намагничивания. В первичной обмотке идеального транса будет
протекать разность измеряемого тока и тока намагничивания. Вот эту
разность осциллограф и показывает. - ЫЫyкпy(17.02.2023 11:05)
