Расчёт мощности тороидального железа

[StalkerAnarhist]

Помогите пожалуйста рассчитать мощность тороидального железа размером:
- внешний диаметр 95 мм
- внутренний диаметр 55 мм
- высота 30 мм
Спасибо за внимание.

[kozak]

Ты считаешь по наружному диаметру (по лаку), а надо по меди,

Да ну, а лак что обжигаем при намотке?

Ну я же привёл раскладку в мм по слоям меди и изоляции, видимо у меня плотность укладки выше.

Плотность намотки можно конечно повысить не используя межслоевую изоляцию. Но это некошерно.
Ещё внутренние витки "вспучиваются" (изгибаются дугой), что уменьшает полезное окно.
Незнаю как там по плотности намотки, но я ориентируюсь на свои практические данные. Сейчас лень вскрывать крышку аппарата и делать фото трансформатора с 900 витками первички 0,51...0,56мм проводом по меди. Но челнок 30мм с последними 20 витками вторички уже не мог протиснутся в окно, поэтому моталось уже без него.
И при этом провод первички у меня был по меди 0,51...0,56мм, и витков почти в два раза меньше. Но вторичку я возможно мотал несколько большим проводом чем требуется. Но это не могло так уж существенно повлиять на результат.

---------- Post added at 18:29 ---------- Previous post was at 18:23 ----------

На габаритную мощность транса (влезаемость обмоток) - да, я и не спорю. Сама по себе индукция к мощности отношения не имеет - это я и имел ввиду выше.

Возможно в "сферическом вакууме", индукция на мощность и не влияет.
Но в реальном трансформаторе, значение индукции имеет самое непосредственное значение.
И при расчете трансформатора - один из самых важных параметров.

[Gennadiy K]

Да ну, а лак что обжигаем при намотке?

Я всегда считаю, что практические коэффициенты заполнения окна заложены исходя из чистого диаметра по меди.

[Nikolay_Po]

Gennadiy K

+1.
В расчётах фигурирует параметр "коэффициент заполнения окна медью". Иногда последнее слово (в переписке, в общении) опускают. По аналогии: "Коэффициент заполнения сечения сердечника сталью". В обоих случаях имеется ввиду заполнение полезным материалом, а не вспомогательным (изоляцией).

[kozak]

Я всегда считаю, что практические коэффициенты заполнения окна заложены исходя из чистого диаметра по меди.

А если это провод типа ПЭЛШО?
Да и у обычных ПЭВ, ПЭВ2, ПЭТВ и пр. диаметр провода в изоляции несколько отличается.

Я всегда в расчете витков в слое и пр. использую диаметр по изоляции, да и во всех методиках так принято.

[Nikolay_Po]

А если это провод типа ПЭЛШО?

Тогда корректируется коэффициент заполнения окна.

Я всегда в расчете витков в слое и пр. использую диаметр по изоляции, да и во всех методиках так принято.

Честно говоря, ни разу не попадалось. Бывало, в методике расчёта опущено слово "по меди" или "медью", но проверка расчёта показывала, что имелась ввиду чисто медь без изоляции.
К примеру, посмотрите программу Старичка Trans50Hz(3500), там диаметр провода указывается "по меди". При этом толщина изоляции учитывается отдельно, в марке провода.

[kozak]

Вот подставил в программу Старичка данные магнитопровода и подкоректировал значения чтобы получить необходимые параметры.
Первичка - провод по меди 0,53. 1603 витка, индукция 1,4; плотность тока 3,5; габаритная мощность транса 119Вт, расчетный коэффициэнт заполнения 0,297. Практически 0,3 - что уже есть предельное значение для станочной укладки.
Но используемый провод был даже большего диаметра.

реально там использовался провод 0,56

Как получилось 170Вт, при таких параметрах намотки транса?

Когда делал расчёты получил габаритную мощность 170 Вт

Получается трансформатор намотан не с оптимальными параметрами.
Мощность первички изначально завышенна, и при этом эквивалентную ей вторичку, втиснуть будет проблематично.

[Gennadiy K]

Первичка - провод по меди 0,53. 1603 витка, индукция 1,4

Индукция не правильно высчитана, должна быть около 1,1.

Мощность первички изначально завышенна, и при этом эквивалентную ей вторичку, втиснуть будет проблематично.

Вот тут ты прав. Скорее всего я расчитал и получил 0,51, но намотал имеющийся в наличии 0,56, посчитав, что не сильно завысил. Теперь ты меня обвиняешь в неверных данных, я не страдаю такой фигнёй, просто всех тонкостей теперь не упомню.

[kozak]

Итого 9,1 + 2,8 +1 = 12,9мм диаметра должна съесть первичка)

Оперировать с толщиной слоев справедливо только при расчете равномерной намотки на катушку.
В торе, где толщина слоя растет в геометрической прогресии это не применимо.
Нужно ориентироватся по площади заполнения.
Поэтому следующее выражение не правомерно:

Ещё около 9мм заняла вторичка.

Оставшаяся площадь окна, с учетом того что первичка толщиной 13мм, будет:
(55/2-13)*2*3,14=660мм*2.
Как можно сюда втиснуть 1700мм2 вторички?
Ведь первичная обмотка заняла примерно такую площадь окна.

---------- Post added at 19:20 ---------- Previous post was at 19:17 ----------

Вот тут ты прав.

Да я во всех пунктах наверное прав.

Индукция не правильно высчитана, должна быть около 1,1.

Это вопрос к Старичку, считает его программа.
Сердечник 95/55/30.

---------- Post added at 19:24 ---------- Previous post was at 19:20 ----------

Теперь ты меня обвиняешь в неверных данных, я не страдаю такой фигнёй, просто всех тонкостей теперь не упомню.

Нет я никого не убеждаю, просто приведенные выше параметры, мне показались уж слишком оптимистичными.
Я всего лишь опирался на практически проверенные данные.
Просто удивился что на такой магнитопровод можно укласть 1600витков провода диаметром 0,56мм по меди, и при этом ещё можно туда втиснуть вторичку.

[Gennadiy K]

Оперировать с толщиной слоев справедливо только при расчете равномерной намотки на катушку.

Она у меня и так равномерная, посмотри на фото, седьмой слой внутри практически идеально уложен, так называемое "вспучивание" внутри максимально убирается в процессе намотки, там этого вспучивания набежало немного, я этого не отрицаю.
Я кстати никак не пойму - почему я должен убить вечер на доказывание тебе того, что есть на самом деле. Если у тебя по каким то причинам не получается сделать транс как у меня, то это лично твои трудности, повышай плотность намотки и дави "вспучивание".

[kozak]

Она у меня и так равномерная, посмотри на фото

Причем тут равномерность укладки, тут играют элементарные законы геометрии всего-навсего.
И толщина обмотки в начале, не может быть одинаковой, если её мотать в конце - применительно к тороиду.

Если у тебя по каким то причинам не получается сделать транс как у меня, то это лично твои трудности, повышай плотность намотки и дави "вспучивание".

Тут ветка для новичков. И данные желательно приводить реальнвые а не вымышленные, что-бы не вводить никого в заблуждение.
А тороиды я расчитывал и мотал с 90 года, когда никаких програм и пр. и в помине небыло. Пользовался справочником Нейвельта, и несколькими формулами с школьного раздела геометрии.
Поэтому и попросил привести реальные а не вымышленные параметры, которые не выдерживают элементарной проверки.

---------- Post added at 20:12 ---------- Previous post was at 19:58 ----------

Я кстати никак не пойму - почему я должен убить вечер на доказывание тебе того, что есть на самом деле.

Я тоже не пойму почему я должен ткому-то докказывать элементарные основы. Что индукция в трансформаторе влияет на его мощность. Что расчет нужно вести исходя из сечения, а не от толщины намотки и пр.
Если уж удалось намотать первичку 0,56мм 1600 витков, так нужно было-бы хотя-бы проверить весь расчет трансформатора, прежде чем давать абсурдные советы другим.

[Gennadiy K]

Тут ветка для новичков. И данные желательно приводить реальнвые а не вымышленные, что-бы не вводить никого в заблуждение.

Ничего не вымышлено, я не разу не написал, что у моего транса реальных 170Вт, у него реально 135Вт. А вот первичка намотана реально 1600 витков 0,56-ым проводом в семь полных слоёв, при этом диаметр окна получился 41,5мм - про это вообще доказывать больше ничего не собираюсь, у меня получается вместить, тоже опыт имеется.

Теперь в чём я ошибался, в общем с первичкой 0,56мм и 1600 витков 170Вт снять не получится, не влезет в окно. Эту цифру написал по памяти, видимо сначала считал под 0,51 провод, и под меньшее число витков. Потом оказалось, что в наличии есть 0,56 провод, а когда мотал, решил плюсануть витков, что б индукцию понизить, результаты ушли, а цифра 170Вт в памяти засела, тут без вопросов и я, кстати, сразу же признал, когда это понял.

Ну а мощность равна произведению напряжения и тока, делённого на кпд... где тут индукция? Индукция в числе витков и в габаритной мощности, тут без вопросов, а если транс использовать не на 100%, то индукция на мощность уже не влияет, поэтому я и написал влияние косвенно, что б не вводить в заблуждение новичков. Так как кроме габаритной мощности есть реальная мощность, она может быть любой - такой же как габаритная или в 10 раз меньше, смотря как намотать.

[kozak]

Эти тороиды (сердечники), используются в 320Вт-х стабилизаторах типа Украина.
Обычно имеют чуть больший размер 97/55/32, но попадаются и меньшие. Мотал на них свои первые торроидальные трансы, для УМЗЧ ВВ в 90-х, так как найти рекомендуемые автором, было не реально. В то время все переходили на полупроводниковые телевизоры, и повально избавлялись от этого "зудящго" недоразумения, мотанного алюминиевым проводом. Поэтому достать их было не проблема, да ис проводом тогда было не внапряг, без проблем доставался любого диаметра.

Я и не спорю, что намотать 1600витков невозможно. без проблем можно столько уложить. Но вот втиснуть туда еще и вторичку, которая-бы соответствовала строгому расчету относительно заложенной первички, будет проблематично.

Вообще-то попадаются довольно приличные экземпляры торов, у которых ток ХХ при 880витках 12...15мА, и есть запас 10..15% по индукции. Вот на таком железе можно получить отличные параметры. Перемерял несколько десятков такого железа, где-то 60% попададалось - хорошее.

Но ведь трансформатор, как и любое другое изделие это сплошной клубок компромисов. Вытянеш одно, так другое увязнет. И есть некоторые оптимальные решения, в которых учтены по возможности эти противоречивые требования.

Ну а мощность равна произведению напряжения и тока, делённого на кпд... где тут индукция?

Мощность тут присутствует в косвенном виде. Ведь чем большее допустимое значение мах индукции в конкретном магнитопроводе, тем большую мощность он может передать не влетая в насыщение. Тем большая достижимая мощность трансформатора. Поэтому в начале 70-х и начали массово применять новые сорта железа, ведь это многомиллионная экономия меди, железа, снижение веса и пр. Поэтому нужно осторожно подходить например к рекомендациям применять сердечники для УМЗЧ, с индукцией 0,8...1Тл.
Ведь трансформатор нужно выбирать для этого раза в 2 больше чем обычно принято. Железо будет работать "в холостую", и за каждый цикл перемагничивания, порция передаваемой энергии будет иметь меньшее значение чем реально достижимое. При этом длина проводов обмоток больше, потери в них выше, занимаемый объем больше и пр. Нужно увеличивать сечение проводниов, площадь окна под обмотку, сечение магнитопровода и т. д.

[Aleksandr_M]

первые торроидальные трансы, для УМЗЧ ВВ

Примерно в то же время мотал на точно таком же железе трансы для этого же усилителя. Вот совпадение, а?
Помнится, что-то вроде 1400 витков первичка была, проводом 0,51, и вторичка влезла вся, впритык правда, ток ХХ - меньше 10 ма получился! А не так давно перемотал вторички, и с тех пор эти трансы успешно работают в ZD-50... Очень хорошее железо!

[kozak]

Помнится, что-то вроде 1400 витков первичка была, проводом 0,51, и вторичка влезла вся, впритык правда, ток ХХ - меньше 10 ма получился!

Да большинство, кто повторял в то время ВВ-к, торы мотали на подобных сердечниках.
И сейчас многие используют их, ведь сердечники в основной массе, довольно хорошие по своим параметрам.
1400 витков, это уж мотанный с большим запасом, обычно требуется не более 1200, для плохого железа. Но попался один сердечник, по внешнему виду идеальный, но на проверку оказался - хламом. Потери при низких значениях индукции были раз в 4...5 выше чем обычно.
Для хорошего хватает и 900 витков, ток ХХ при 220В не более 16мА. Что для 160..200 Вт-го трансформатора, очень шорошее значение.
Да и с реализацией такого транса, проблем никаких не будет.

[Yury Novikov]

межслойная изоляция толщиной 0,1мм

В силовом трансформаторе на 220в 0,1 мм в два раза межслойная изоляция? Зачем такая толстая? Столько кладут на межобмоточную в выходных трансах для звука. Для межслойной вполне хватит лавсана или лаварила 0,01-0,02 мм, или лакоткани 0,03 мм.

[Gennadiy K]

В силовом трансформаторе на 220в 0,1 мм в два раза межслойная изоляция? Зачем такая толстая? Столько кладут на межобмоточную в выходных трансах для звука. Для межслойной вполне хватит лавсана или лаварила 0,01-0,02 мм, или лакоткани 0,03 мм.

Тут всё очень просто - имеется в большом количестве лакоткань 0,1мм, когда обматываешь тор внутри кольца получается в два слоя.

[Yury Novikov]

Изоляция такой толщины сожрет любое окно на раз-два-три. Никакого железа не напасешся. А так-то конечно, чем толще тем жирнее.

[a_lumnus]

.......
С тором такой финт не прокатит, там обычно используют тонкий провод, укладываемый в один слой..............

мотать экран на торе проводом в один слой нет смысла. именно такое исполнение рождает потом мифы о якобы ненужности экрана между первичкой и вторичкой на торе.
Экран надо делать сплошным. в любительских условиях для этого отлично подходит алюминиевая лента с липким слоем (применяется в вентиляции). эта лента отлично паяется с флюсом для алюминия.
разумеется, надо избежать образования короткозамкнутого кольца . Толщина такого экрана, с учетом изоляции, миллиметр - полтора. Экран надо делать из секторных лепестков,потом соединять проводом в одну общую обкладку.

[tucha]

Подскажите,чем изолировать железо от первички перед намоткой? Ну окромя картонного каркаса есть еще варианты? К примеру 3-4 слоя лакоткани или трансформаторной бумаги ?

[Скиф]

К примеру 3-4 слоя лакоткани

Правильно.