Jezgre

Ovdje možete objavljivati vaše radove

Jezgre

PostPostao/la sstrsat » 29 svi 2012, 16:57

Triode festival 2012 je za nama ali to ne znaci da tribamo lincarit do TF2013. :lol: A kako postoji nekoliko otvorenih projekata (krellocid,GU81,GK71,biamp...) koji iz raznoraznih razloga nisu docekali premijeru na TF2012 nego su pomaknuti za TF2013 onda mislin da je napokon doslo vrime da se pozabavimo sa onim ca je za te projekte (a sigurno i za mnoge druge koji ce se u medjuvrimenu otvorit) od najvece vaznosti. Ric je naravno o izlaznim trafima pa ajmo provat razmotrit ca se u uvjetima domace nabave moze ucinit da se postignu maksimalno moguci rezultati. Kad kazen "domace nabave" onda prvenstveno mislin na jezgre koje se kod nas mogu nabavit.
Tako da san ovu temu zamislilda bude ka neka vrsta baze podataka koja ce se nadopunjivat onime ca izmjerimo na jezgrama tako da ce se sa velikom sigurnosti moc proracunat izlazni trafi za manje vise svaki diy projekt i bit siguran da ce se ostvareni rezultati vrlo dobro poklapat sa matematickim kalkulacijama.
Zato bin molil da se u ovu temu ne stavljaju postovi "oglasnog" tipa u stilu "Prijatelj i ja motamo izlazne trafe ali specifikacije cete, he he, jednog dana saznat" kakvih je nazalost bilo (takvi postovi ce se brisat)

OK, zahvaljujuci Branku iz "Odeon-a" koji je stavil na raspolaganje "audio limove" odredjenog tipa koji su uvik nabavljivi onda se moze i nesto konkretno rec. Radi se o EI-150 paketu limova sa povrsinom presjeka 50 x 90 mm. Radi se tu naravno o trafima koji niposto nece bit malih dimenzija ali mjerenja koja smo i Davorin i ja provodili nezavisno jedan od drugoga (sa upotribom vise mjernih metoda) a i neka prethodna iskustva sa probno motanim trafima za Krellocida pokazuju da danasnji "audio limovi" u praksi pokazuju jako velika odstupanja od onoga ca bimo tipicno ocekivali. Moze se (barem za te limove koji su nam sigurno dostupni) slobodno rec da mozemo zaboravit i tablice i grafikone iz jako puno inace izvrsnih strucnih knjiga napisanih prije par desetljeca. Nisu naravno autori tih knjiga nista grisili nego su razmatranja i grafikone i tabele bazirali na limovima iz tadasnje produkcije (manje vise standardnim malo debljim limovima za 50 Hz).

Ovi limovi koji su dobavljivi preko Odeon-a pokazali su u jednu ruku prilicno razocaranje u vidu postizavanja relativno manjeg induktiviteta zbog ocito puno manjeg relativnog permabiliteta od onoga koji je bil ocekivan ali su zato u drugu ruku pokazali odusevljenje zbog konstantnosti toh permabiliteta i mogucnosti tjeranja neocekivano velikih DC struja kroz takav trafo. Ajmo rec nesto ka vojnicka deka, na jednu stranu te pokrije a na drugu otkrije :lol:

Ali bez obzira na sve, moja ocjena tih limova je izuzetno pozitivna, naravno uz uvjet da se onaj koji misli sa njima radit pomiri sa time da ce mu izlazni trafo bit velik po dimenzijama. Ta velicina po mojim kriterijima zapravo i nije negativna nego pozitivna strana jer omogucava vrlo veliku manipulaciju sa tehnikama motanja i sendviciranja (znaci sa rasipnim induktivitetima i parazitnim kapacitetima) pa tako sa poprilicno sigurnosti mogu ustvrdit da je ostvarenje gornjih granicnih frekvencija od 100 i vise kHz-a sasvim realno a da pri tome jos uvik ima sasvim dovoljno primarnog induktiviteta za najnize frekvencije. Valjda ne triba nikome posebno naglasavat kolika je to razlika u odnosu na "standardne" trafe koji vrlo cesto vec malo iznad 30 kHz-a pokazuju vrlo nezeljene stvari

Ajmo na same mjerne metode koje san ja koristil a kasnije ce i Davorin iznit metode koje je on koristil. Zanimljivo je da smo i on i ja prakticno istovremeno dosli do zakljucka da bi u slucaju da je jedan od nas objavil rezultate a da drugi ni provel mjerenja, taj drugi graknul :lol: kako su to nemoguci rezultati. Medjutim, kako smo to prodiskutirali i rezultati nam se vise nego poprilicno poklapaju onda je vrlo mala mogucnost da smo obadva bas totalno pogrisili. OK, odredjene manje greske su uvik moguce i zbog same primjenjene mjerne metode i zbog tocnosti ocitanja ali sve ca smo dobili daje nam za pravo da kazemo da su nam mjerenja poprilicno tocna.

Ja san koristil i metodu direktnog mjerenja sa mjeracem induktiviteta (bez DC predmagnetizacije) i dvi metode u kojima je CCS vrsil predmagnetizaciju jezgre kako je prikazano na sliki

Jezgra test.JPG
Jezgra test.JPG (12.49 KiB) Pogledano 10382 put/a.


Prva metoda koristi veci serijski otpornik tako da se sa pristojnom tocnoscu moze zanemarit induktivni otpor i iz nivoa signala i vridnosti tog otpornika izracuna AC struja u krugu a onda se iz pada napona na zavojnici i te struje izracuna induktivni otpor i finalno sa poznatom frekvencijom se dobije vridnost induktiviteta.
Druga metoda (meni osobno puno draza) koristi manji serijski otpornik a svodi se na to da se variranjem vridnosti tog otpornika ili frekvencije (manje vise svejedno) postigne da kanal 2 na osciloskopu pokazuje za (korijen iz 2) puta manji signal nego kanal 1 koji mjeri direktno izlaz iz vrlo niskoomskog generatora. Pri tome se naravno podrazumiva da kondenzator C (koji inace sluzi samo za zastitu izvora signala prilikom variranja stuje kroz CCS) bude dovoljno velik tako da je pad napona signala na njemu zanemarljiv. Osim toga triba obratit paznju i na vridnost frekvencije tako da se izbignu nezeljene rezonancije koje bi imale itekakav uticaj na tocnost mjerenja.
Ja san ovdi delal sa probnim namotajem od svega 200 zavoja izvedenim sa zicom od 0.95mm tako da san mogal kroz taj namotaj protirat vrlo jake DC struje. A osim toga je i omski otpor tog namotaja bil vrlo nizak i potpuno zanemarljiv prema induktivnom otporu.

I dobilo se ovo:
Sama zavojnica (200 zavoja bez jezgre) je postigla induktivitet od 2,8mH a kad je dodana jezgra (bez DC predmagnetizacije i bez zracnog raspora) induktivitet je otisal na 210mH
A dodavanjem zracnog raspora dobilo se iznenadjenje da je vrlo siroki raspon zracnog raspora imal mali uticaj na induktivitet (ca je samo po sebi jako pozeljno) i prakticno se cili uticaj raspora svodi na to koliku ce se maksimalnu DC struju moc protjerat kroz zavojnicu.
Tako se sa rasporom od lista printer papira debljine cca 0,1mm (to je raspor od 0,2mm) dobil induktivitet od cca 175mH a sa rasporom sastavljenim od 2 lista printer papira i listom trafo izolacije od 0,25mm (to je finalno raspor od 0,9mm) se dobil induktivitet od cca 155mH. Obadva ova slucaja su bez DC struje.
A dodavanjem vec vrlo male DC struje od nekih 50-ak mA dosloje u obadva slucaja do blagog porasta induktiviteta na 180mH odnosno 160mH. Dalnjim porastom DC struje je induktivitet ostajal prakticno konstantan i na osciloskopu se nisu dala ocitqat prakticno nikakva odstupanja sve do granicno mogucih struja. A te struje su za prvi slucaj (raspor 0,2mm) bile cca 0,9A a za drugi slucaj (raspor 0,9mm) punih 3,6A. Zapravo sam prilicno siguran da ce tih velikih 3,6A bit i znatno vise jer je to granica do koje je koristeni CCS mogal doc. kako san u svrhu cim niskomskijeg izlaza iz generatora na njega dodal izrazito niskoomsko djelilo napona pa time imal i vrlomale AC amplitude na raspolaganju onda nisam zbog ripplea mogal uopce radit sa ispravljacem nego san koristil 12V akumulator i tih 3,6A je sve ca san mogal dobit jer je preko toga mosfet u CCSu isal u zasicenje i postajal izrazito niskomski ca je naravno zaustavljalo mjerenje. Ali vec dodatkom punjaca akumulatora (i time postignutim blagim porastom napona) kroz zavojnicu se moglo protjerat i 3,7A. Zato sam prilicno siguran da ce ta granica bit i preko 4A. Zbog nedostatka vrimena (odlazak na platformu :lol: ) nisan stigal dodat jos jedan akumulator pa sa DC-om od 24V vidit koliko jos mogu protirat kroz zavojnicu. To ce sacekat dok se ne vratin doma.

OK, kako ovi rezultati sa 160mH pri 200 zavoja i tim amperskim strujama vecini ne govore bas puno, ajmo to skalirat na neke vridnosti koje ce odslikat situaciju sa nekim tipicnim izlaznim cijevima. Uzmimo npr da primar trafa ima 1200 zavoja pa ce se dobit da ce mu primarni induktivitet bit cca 5,8H a dozvolit ce ukupnu struju (DC + amplituda signala) od najmanje 600mA. za one koji jos nisu pogodili, rec cu da je to npr ono ca bi se dobilo sa dvi paralelno vezane polovice babuski koje bi tu postigle krasnih 12W i na frekvencijama itekako nizima od 20Hz.

Ili npr primar od 2000 zavoja koji bi dal 16H induktiviteta i dozvolil ukupnu struju od 300mA. Evo nas tu na 300B a nima nikakve prepreke da budu i dvi paralelne (svaka sa npr 80mA DC-a) i evo nas na nekih 16W sa dolnjom granicnom frekvencijom isto znatno ispod 20Hz

Ajmo i na 3000 zavoja koji bi dali 36H i dozvolili ukupnu struju od 240 mA. Tu vec ulazimo u zonu koja pripada GM70,845, 211, GK71 itd.

kako se vidi, ta EI150 jezgra sa presjekom 50 x 90 mm pruza itekakve mogucnosti a opet cu naglasit da zbog svoje velicine pruza i izuzetno velike mogucnosti manipulacije tehnikama motanja i sendviciranja tako da nisan nerealan kad tvrdim da ce takav trafo osramotit neke vrlo skupe komercijalne trafe po pitanju ponasanja i na visokim frekvencijama.

Ovom prilikom se zelim zahvalit Branku ca nam je stavil te jezgre na raspolaganje za potribe mjerenja a ujedno bin zamolil i Kolareka da i on to omoguci sa jezgrama koje su preko njega nabavljive. Ca bude vise izmjerenih podataka to ce ova tema bit bolja baza podataka i ka takva korisna svima.
I Davorin ce u ovoj temi prikazat metode po kojima je on radil pa virujen da cemo time dati poticaj jos ponekome da se uvati takvih mjerenja tako da obuhvatimo cim vise jezgri.
kako postoje i odredjene mogucnosti nabave C-jezgri sa Korcule onda ajmo bit u dobroj vjeri da cemo i do tih uzoraka moc doc za potribe mjerenja......
Krepat ma ne molat
Avatar
sstrsat
 
Postovi: 1745
Pridružen/a: 04 svi 2011, 18:21
Lokacija: Rijeka

Re: Jezgre

PostPostao/la tubeman » 29 svi 2012, 18:50

Dobar početak.
Možda bi za ovu i neke druge "referentne" teme trebalo otvoriti posebnu rubriku, jer je postove dosta teško pronaći pošto se puno toga gomila bez reda.
Transformatori su najvjerojatnije među najkompleksnijim (po meni i najkompleksnija) komponentama u pojačalu.
Tako su isti, a tako različiti.
kada se malo pogleda standardan SE, skoro svaki trafo ima hebenih 2500 namotaja u primaru i 65-85 u sekundaru (ovisno o impedanciji zvučnika).
Samo pojačalo je, kao takvo, toliko jadan i bijedan elektronički sklop da mi je pomalo već zamorno gledati stotine i stotine "topologija" ali s uvijek istim (jednakim i lošim) transformatorima, a koji svi u simulatorima rade savršeno.

Zato je tema koja je tako lijepo započeta i zapostavljena (mjerenja) toliko važna.

Paralelno s ovim, gore napisanim, bilo bi dobro započeti i konkretnu temu za projektiranje transformatora.
Nije to ništa strašno, ali bi pripomoglo razumijevanju problematike i možda bi se smanjio pritisak s gotovanskim pitanjima tipa "koliko je to namotaja, kako se i zašto učešljavaju" i sl.
Na kraju se završi na onih gornjih 2500 namotaja ili, kod onih manje ambicioznih na Odeonu ili Kolareku (ništa loše ne mislim).
Nakon toga sva ta pojačala imaju "savršen frekventni opseg, duboki stejđ, svilene visoke" i ostali crap.
A kada se sve to stavi malo pod instrumente, bude razočaranja.
Znam da nitko od nas nema vremena za to ali potruditi ćemo se.
Moj prilog će početkom sljedećeg tjedna biti jedna doista referentna knjiga s tog područja koja je osim toga pisana vrlo jasno i razumljivo, onako kako su to nekadašnji stručnjaci i pedagozi znali.
Naravno, knjiga ne bi osvanula bez benovalentnosti našeg člana Milivoja.

Danas bi to ove generacije zvale Transformatori i prigušnice za bedake ;)

slika
Transformatori i prigušnice / prof. dr. Tihomil Jelaković, 1960

Ako iz ovoga praktički svatko na ovom forumu ne bude znao izračunati svoj trafo, onda je uzaludan svaki daljnji trud.
U to će se ova Sstrsatova i Davorinova iskustva savršeno uklopiti.
Avatar
tubeman
 
Postovi: 398
Pridružen/a: 05 svi 2011, 17:14
Lokacija: Varaždin

Re: Jezgre

PostPostao/la davorin » 29 svi 2012, 19:00

Da, da nisam i sam došao do sličnih zaključaka mjerenjem, bio bih se spreman posvađati sa SSTRSAT-om oko ovakvih rezultata! :lol:
Trenutno sam na poslu, pa ne mogu objaviti rezultate svoga mjerenja (doma su mi, objavit ću ih slijedećih dana), ali sam sa početnim rezultatima mjerenja bio jako razočaran! Male vrijednosti dobivenih induktiviteta govore o niskom permeabilitetu materijala, nižem i od onoga koji se uzimao za izračunavanje transformatora '60-ih godina!
Ipak, ti stari transformatori su vrlo lako upadali u zasićenje i drastično mjenjali induktivitet povećanjem zračnog raspora i/ili istosmjerne struje kroz njih.
Jezgra posuđena od g.Branka(Odeon) za potrebe mjerenja je izuzetno fleksibilna pri različitim vrijednostima istosmjerne struje i zračnih raspora, odnosno puno manje mijenja induktivitet u odnosu na stare, i do sada uobičajene materijale.
Za ilistraciju ću navesti podatak (koji sam zapamtio sa mjerenja) da je do saturacije došlo tek kod transfera >50W na 25Hz i to uz istosmjernu struju od 220mA i zračni raspor od 0,14mm! (jezgra je EI-150x90, odnosno 45cm2-Brutto).
Za potrebe mjerenja sam namotao 2850 zavoja žice 0,27mmCuLak (tu sam imao doma, a limitirala mi je maksimalnu struju, ali i omogućila okvirni uvid u to što bi se moglo u direktnoj primjeni očekivati bez skaliranja/preračunavanja!) sa izvodom na 1000 zavoja. Za potrebe provjere transfera snage sam namotao 60 zavoja 1,65mmCuLak žice na što sam spojio pojačalo (FET-ovi u izlazu), a na visokoohmsku stranu kao teret stavio paralelni spoj otpornika 10kOhma/100W+100kOhma/10W+1Mohm/1W odakle sam sa sondom 1:100 uzimao uzorak za promatranje na osciloskopu (napon je bio jako visok; na 120W oko 3000V!).
Kod zračnog raspora od 0,42mm se niti kod 120W nisu vidjeli tragovi zasićenja jezgre (25Hz, bez DC komponente.
Za sada toliko, a kad objavim podatke, očekujem paljbu! :lol:
Zadnja izmjena: davorin; 30 svi 2012, 07:30; ukupno mijenjano 2 put/a.
davorin
 
Postovi: 1011
Pridružen/a: 14 stu 2011, 16:48
Lokacija: Zadar

Re: Jezgre

PostPostao/la davorin » 29 svi 2012, 23:33

U prilogu šema pomoćnog sklopa za mjerenje induktiviteta izlaznog trafa sa dodatkom istosmjerne struje kroz trafo:
Privitak/ci
Mjerenje izlaznog trafa-b.jpg
Mjerenje izlaznog trafa-b.jpg (23.22 KiB) Pogledano 10313 put/a.
davorin
 
Postovi: 1011
Pridružen/a: 14 stu 2011, 16:48
Lokacija: Zadar

Re: Jezgre

PostPostao/la davorin » 30 svi 2012, 02:08

Stigao sam doma, pa stavljam na uvid rezultate mjerenja:
Privitak/ci
Experimentalni trafo EI-150x90 (Odeon)-b.jpg
Experimentalni trafo EI-150x90 (Odeon)-b.jpg (164.91 KiB) Pogledano 10293 put/a.
davorin
 
Postovi: 1011
Pridružen/a: 14 stu 2011, 16:48
Lokacija: Zadar

Re: Jezgre

PostPostao/la Gosha » 30 svi 2012, 09:32

Naveo bih samo par stranica iz pomenute knjige od gospodina Jelakovica.
Mislim da ce biti od koristi bar onima koji je jos uvek nemaju.

DSC_0169.jpg
DSC_0169.jpg (128.36 KiB) Pogledano 10182 put/a.

DSC_0170.jpg
DSC_0170.jpg (101.66 KiB) Pogledano 10182 put/a.


Za mene je ovo "Biblija" kada su trafoi u pitanju.

p.s. Nadam se da ovim ne krsim autorska prava. Ali ako je tako neka admin ovo izbrise.
Zadnja izmjena: Gosha; 30 svi 2012, 15:57; ukupno mijenjano 1 put/a.
Gosha
 
Postovi: 40
Pridružen/a: 14 svi 2012, 08:10
Lokacija: Nis Srbija

Re: Jezgre

PostPostao/la sstrsat » 30 svi 2012, 13:45

tubeman je napisao/la:Nakon toga sva ta pojačala imaju "savršen frekventni opseg, duboki stejđ, svilene visoke" i ostali crap.
A kada se sve to stavi malo pod instrumente, bude razočaranja.


To i je situacija koju se moze nazvat gotovo tipicnom di konstruktor pojacala (pre)cesto ne zeli prihvatit cinjenicu da mu pojacalo ima itekakvih manjkavosti. Vrlo cesti su npr slucajevi da netko uzme neku od jacih cijevi (845, 211, GM70...) i uz nju stavi npr trafo izveden na jezgri EI108 (36 x 36mm) ili EI120 (40 x 40mm) ili (to vec rijedje) EI135 (45 x 45mm) pa da posli tvrdi kako amp "razvaljuje u basovima" ili daje neku slicnu ocjenu za ovaj ili onaj dio frekventnog spektra. Nazalost, takve ocjene su najcesce u domeni psihoakustike a mjerenja jasno pokazuju koliko takve ocjene mogu bit daleko od stvarnosti.
Fizika se tu ne moze preskocit i trafo manjih dimenzija koji mora predstavljat poprilicno visokoomski teret takvim izlaznim cijevima jednostavno ne moze udovoljit zahtivima u cilom frekventnom opsegu. Moze se naravno i manji trafo izvest tako da npr ima dovoljno induktiviteta da omoguci odlican prijenos i najnizih frekvencija ali ce takav trafo neminovno imat jako puno namotaja (i medjunamotne izolacije) pa nece ostat prostora za propisno sendviciranje i ka rezultat ce se dobit puno losiji rad na visim frekvencijama. A ako ga se izvede suprotno, tako da bude propisno sendviciran pa omoguci dobar prijenos visokih frekvencija neminovno ce mu primar morat dobit manje zavoja pa ce time naravno primarni induktivitet bit manji i ka rezultat ce se dobit losiji prijenos nizih frekvencija.
I kako su ova mjerenja sa limovima iz Odeon-a pokazala, trafo jednostavno mora bit poprilicno veliki da bi ostvaril optimalne rezultate. Ako i mjerenja limova dobavljivih preko Kolareka pokazu slicne rezultate (a nekako sam prilicno ubijedjen da ce to bit tako) onda se tu nima ca puno dalje razmisljat. Ki oce dobit dobre rezultate jednostavno ce morat ic na veliki trafo. Btw, tu bi se i zene slozile, tesko da ce ijedna od njih negirat vaznost velicine :lol: :lol: pa konstruktor ampa uvik moze potegnut taj argument ako mu supruga prigovori da je amp prevelik :lol:

A da li neki od komercijalno dobavljivih trafa ipak moze i sa relativno malom jezgrom ostvarit stvarno odlican rad i na najnizim i na najvisim frekvencijama je prakticno uvik otvoreno pitanje. Mozda i moze ako koristi neku (nenabavljivu) custom jezgru sa bogtepita kakvim karakteristikama ali sanjat o nabavi takve jezgre mislin da nima nekog smisla. Doduse, dosta je simptomaticno da se mjerenja frekventnog opsega trafa najcesce specificiraju pri svega 1W snage.........

A kad smo vec kod mjerenja onda da malo pojasnim zac dajem apsolutnu prednost metodi koja koristi CCS i osciloskop. Kod te metode smo uvik sigurni da nece doc do nikakvih nezeljenih interferencija izmedju DC i AC kruga pa ce napon signala uvik zadrzat sinusoidalnu formu dok npr mjerenje induktiviteta prigusnice direktno sa ispravljaca (pulzirajuci napon sa visim harmonicima) neminovno dovodi do greske u pokazivanju voltmetra. Je da se i tocnosti ocitanja sa ekrana skopa mogu stavit odredjene primjedbe ali sveukupno ta metoda moze pruzit najvecu tocnost. Ako joj se doda atenuator sa slabljenjem od 0,707 puta prema kanalu 1 osciloskopa pa se time ocitanje sa skopa svede na cisto preklapanje kanala 1 i kanala 2 a za mjerenje frekvencije se upotribi precizni frekvencmetar onda se sa tom metodom moze ocekivat tocnost od cca 1%. Takvu tocnost ce ostale metode tesko postic.
Krepat ma ne molat
Avatar
sstrsat
 
Postovi: 1745
Pridružen/a: 04 svi 2011, 18:21
Lokacija: Rijeka

Re: Jezgre

PostPostao/la sstrsat » 04 lip 2012, 12:53

tubeman je napisao/la:Paralelno s ovim, gore napisanim, bilo bi dobro započeti i konkretnu temu za projektiranje transformatora.


To i je logican korak u ovoj temi, da se razvije u kompletnu temu o trafima. Da li u njoj istoj ili u posebnoj, zasad i nije bitno (u slucaju potribe uvik se moze otvorit posebna i tamo preselit postove). Naravno, ovdi cemo i dalje nadopunjavat rezultate mjerenja na ostalim nabavljivim jezgrama. kako nam je Branko ljubazno izasal u susret i ustupil ovu EI150 jezgru za potribe mjerenja virujen da nam nece uskratit ni ostale dimenzije jezgri kad ih bude imal. A isto tako virujen da ce nam i Kolarek izac u susret sa jezgrama koje su kod njega nabavljive.
I tako, dok ne bude novih rezultata mjerenja, uopce nije lose da pocnemo malo konkretnije o izracunu izlaznog trafa. Ovo ca cu ovdi iznit je bazirano na dosad obavljenim mjerenjima i na sazetku iz Turnerovih radova ( http://www.turneraudio.au ). Kako je on to javno objavil i time to znanje dal svima na raspolaganje u edukativne i diy svrhe, virujen da me nece tuzit ca koristin neke formule sa njegovih stranica. Njemu se u svakom slucaju moze rec jedno veliko hvala ca je toliko znanje ucinil javno dostupnim.
Ali bez obzira na sazetke koje cu ovdi iznit, svakome ki se zanima za izlazne trafe bin jako preporucil da procita i nastoji zapamtit cim vise i iz Turnerovih stranica i iz izuzetne Jelakoviceve knjige "Transformatori i prigusnice".

Izneseni sazeci se odnose na nekoliko najvaznijih stvari koje su zapravo u praksi sasvim dovoljne da omoguce konstukciju izlaznog trafa sa unaprid predvidivim parametrima. A te stvari su mogucnost zasicenja trafa, primarni induktivitet, rasipni induktivitet i parazitni kapacitet primara. Samo neka se niki ne zavarava, ovo nisu gotovi recepti i do projekta trafa mora svaki ki se u to zeli upustit provest veliki broj matematickih iteracija vezanih uz debljine zice i debljinu izolacija (ukratko, sa samim smjestajem i pakiranjem namotaja) jer osim ca rezultati tih iteracija itekako uticu na rasipni induktivitet i parazitni kapacitet, oni imaju i jako veliki uticaj na gubitke u bakru zbog omskog otpora zice.
Sve u svemu, put do konstrukcije dobrog izlaznog trafa nije ni brz ni lagan ali je savladiv.

Pa ajmo. Kako su nam mjerenja dala podatke o induktivitetu koga postizemo uz unaprid odredjeni broj zavoja i maksimalnoj struji koju na datoj jezgri mozemo progurat kroz taj broj zavoja uz poznati zracni raspor onda iz tih podatka zapravo imamo sve ca nam je potribno da odredimo broj zavoja za trazeni primarni induktivitet i da provjerimo da li kroz njega mozemo progurat ukupnu struju (i DC i AC komponentu) koju nam diktira odabrana izlazna cijev. Kako je induktivitet (na zadatoj jezgri) proporcionalan sa kvadratom broja zavoja onda lako izracunamo potribni broj zavoja za trazeni induktivitet. A dozvoljena maksimalna struja koju mozemo progurat kroz njega nam je obrnuto proporcionalna odnosu broja zavoja trazenog induktiviteta i mjernog induktiviteta tako da i nju lako provjerimo.
Da ovo bude jasnije za razumivanje, ajmo na brojcani primjer u kome cemo uzet vridnosti dobivene mjerenjem (200 zavoja koji sa ukupnim zracnim rasporom od 0,9mm daju 160mH pri maksimalnoj struji od 3,6A) i uzmimo neku hipotetsku cijev unutrasnjeg otpora 1K koja ce radit sa strujom mirovanja od 120mA i morat postic AC amplitudu struje od 100mA pri amplitudi izlaznog napona od 300V (dat snagu od 15W).
Potribni primarni induktivitet se odredjuje u rasponu od onog minimalno dovoljnog (da je induktivni otpor primara na najnizoj frekvenciji - 20Hz jednak unutrasnjem otporu cijevi) pa do onog optimalnog i odlicnog kriterija da je induktivni otpor primara na 20Hz jednak otporu opterecenja cijevi. Koji ce kriterij dobit prednost, ovisi dilom o zelji za ustedom i dilom o zelji za postizavanjem cim manjeg rasipnog induktiviteta i parazitnog kapaciteta. Ako idemo po minimalnom kriteriju, amp ce doduse imat nesto bolje ponasanje na najvisim frekvencijama (generalno izvan audio opsega) ali ce vrlo lako bit proglasen da je "tanak u basu". Kako korektno izvedeni amp ipak mora prenosit i najnize i najvise frekvencije, ja tu dajem prednost ovom optimalnom, strozem, kriteriju (a kod multiamp sistema se za amp za najnize frekvencije moze ic i na jos puno vecu vridnost primarnog induktiviteta).
Kako ovdi imamo amplitudu napona od 300V i amplitudu struje od 100mA onda nam je potribni otpor opterecenja cijevi 3K. Iz njega i iz 20Hz izracunamo da nam potribni primarni induktivitet triba iznosit nekih 24H. Kako nam odnos izmedju tih 24H i onih izmjerenih 160mH iznosi 150 puta onda iz toga izvucemo drugi korjen i dobijemo da za 24H tribamo imat 12,25 puta vise zavoja od mjernih 200 zavoja i to nam daje trazeni broj zavoja - 2450. Sad moramo provjerit da li ukupnu struju od 220mA (120mA DC + 100mA AC) mozemo progurat kroz taj primar. Kako kroz 200 zavoja mozemo progurat punih 3,6A onda izlazi da kroz 2450 zavoja mozemo progurat 294mA. Tih 294mA je vise od nasih trazenih ukupnih 220mA tako da ce u ovom slucaju optimalni kriterij za izbor primarnog induktiviteta dozvolit da proguramo svu potribnu struju kroz njega.
Zapravo su stvari oko dozvoljene struje podosta kompleksnije i one ovise i o tome koliko ukupno struje cijev moze dat. Da sad ne pisen previse formula, proracun primarnog induktiviteta po ovom kriteriju ce u slucaju da smo sa zahtivima ispod maksimalno dozvoljene (struje ka ca je slucaj ovdi) omogucit da pad od -3dB na 20Hz nastupi tek na punoj maksimalnoj izlaznoj snagi (izrazenoj naravno na srednjim frekvencijama) dok ce pri nizim nivoima snage (prosjecnoj glasnoci slusanja) taj pad bit puno manji pa takvom ampu niki nece moc rec da je "tanak u basu".

OK, sad kad imamo primarni broj zavoja iz njega i zeljenog otpora krajnjeg tereta odredimo i broj zavoja sekundara. Minimalne debljine promjera zica odredimo iz kriterija dozvoljene gustoce struje od 2,5 ampera po kvadratnom milimetru. Ali to naravno radimo tek kad smo proveli neke bazicne iteracije oko otpora zice i odredili da li ce nam neki namoti (najcesce je to slucaj kod sekundara) bit paralelno vezani.

A dalje pocinje prava zabava i tu nas cekaju brojne iteracije u paketiranu namota kojima je cilj postic da rasipni induktivitet i parazitni kapacitet budu cim manji tako da trafo ima cim bolje ponasanje na najvisim frekvencijama (naravno i izvan audio opsega)

Rasipni induktivitet.JPG
Rasipni induktivitet.JPG (74.41 KiB) Pogledano 10124 put/a.


Na prilozenoj sliki je prikazano kako se izracunava rasipni induktivitet. To je jedan sazetak iz Turnerovih radova a ovdi san ga nastojal cim jasnije vizualno prikazat. Iz formule (koja je derivirana iz puno kompleksnijih formula koje su objavljene u odgovarajucoj literaturi jos pred vise desetljeca) se vidi da ce rasipni induktivitet bit cim manji ca je veca visina namotaja, ca je vise sendviciranja primjenjeno, ca je debljina izolacije primar-sekundar manja, ca je manja srednja duzina zavoja, ca je manji broj zavoja primara, ca je manja sirina namota. Kako su nam broj zavoja primara, srednja duzina zavoja i visina i sirina namota vec odredjeni, onda se tu prakticno moze manipulirat jedino sa brojem sendviciranja i sa debljinom primar - sekundar izolacije. Naravno, manipulirat samo do odredjene granice jer i ukupni prostor za smjestaj namota kaze svoje a i debljina primar-sekundar izolacije ne moze bit proizvoljno mala i zbog zahtiva za dovoljnom probojnom cvrstocom i zbog parazitnih kapaciteta.

Parazitni kapacitet.JPG
Parazitni kapacitet.JPG (55.58 KiB) Pogledano 10124 put/a.


Pa kako smo tu dosli do kapaciteta, onda da kazem nesto o tome kako se on odredjuje. I to je sazetak iz Turnerovih radova a virujen da je na prilozenoj sliki prikazan dovoljno jasno. Ipak cu neka objasnjenja dat, za izracun kapaciteta gledamo namotaje ka ploce (obloge) kondenzatora sa time da jednu plocu predstavlja jedna strana jednog primarnog namota a drugu plocu jedna strana sekundarnog namota. Strogo teoretski, tocan izracun ukupnog parazitnog kapaciteta primara nije uopce jednostavan ali se sa uvodjenjem nekih aproksimacija (koje nece imat nekog veceg uticaja na finalni rezultat) taj izracun jako pojednostavljuje a tocnost mu je za praksu i vise nego dovoljna. Prva aproksimacija je da se povrsina obloga koja je zbog samog kruznog presjeka zice oblika naslaganih guzica :lol: aproksimira ravnim plocama a druga aproksimacija je da se uzima ka da je sekundarni namot prakticno cili na masi. Bilo bi naravno idealno kad bi se stavili izmedju primara i sekundara elektrostatski oklopi koji bi stvarno bili ploce vezane na masu a jos bi vrsili odlicno elektrostatsko odvajanje primara od sekundara (slipi namotaji) ali mogucnost ili nemogucnost njihovog stavljanja diktira raspolozivi prostor. Ali u svakom slucaju, navedene aproksimacije ipak pruzaju sasvim dovoljnu tocnost proracuna. Ima i jos jedna aproksimacija, da se ne racuna posebno kapacitet svakog sloja sendvica onda se ide racunat prosjecni kapacitet srednjeg sendvica. Razvije se duzina srednjeg zavoja u ravnu liniju, to se pomnozi sa visinom namota i dobije se povrsina ploce pa se iz one poznate formule prikazane na sliki dobije kapacitet jednog sloja sendvica.
E sad triba iz kapaciteta tog jednog sloja sendvica izracunat ukupni parazitni kapacitet primara. Mnogi odma intuitivno pomisle na puko zbrajanje i kad to naprave uvati ih jeza od toga koliki kapacitet su dobili. Naravno, dobiju vrlo velike kapacitete jer su kretanjem na taj pogresni put (puko zbrajanje) zaboravili da je osnovno svojstvo transformatora da transformira i da se pritom otpori i impendancije (pa znaci i kapaciteti) transformiraju sa kvadratom prijenosnog odnosa.
Na sliki san virujen dovoljno jasno prikazal tu transformaciju kapaciteta na jednom primjeru 4P + 3S sendviciranja. Ovdi samo triba rec da se u razmatranju transformacije kapaciteta uzima da je jedan sloj primara (sekundara) samo jedan zavoj pa se za to trafo aproksimira ka da (u ovom prikazu) ima u primaru samo 4 zavoja a u sekundaru samo 3 zavoja. One brojke (3,5; 2,5; 1,5 i 0,5) koje bi mogle nekog zbunjivat dolaze odatle ca uticaj transformacije nije isti na "pocetku" i na "kraju" sloja pa se zbog toga uzima metoda "sredine"
Kako se iz formula vidi, na ukupni parazitni kapacitet primara mozemo uticat samo rasporedom (odredjenom asimetrijom) sendviciranja i debljinom primar-sekundar izolacije. Zato cu opet naglasit da se izracun izlaznog trafa svodi na veliki broj iteracija jer smanjenje parazitnog kapaciteta povecanjem debljine izolacije dovodi do povecanja rasipnog induktiviteta tako da cila prica oko svega toga zapravo podrazumiva nalazenje odredjenih kompromisa (vojnicka deka - na jednu stranu se pokrijes a na drugu otkrijes :lol: ).

Postoje naravno i neke motode smanjivanja parazitnog kapaciteta, npr "plocasti namot" kako ga u svojoj knjigi zove Jelakovic ali ta metoda nazalost dovodi do velikog porasta rasipnog induktiviteta. A da li nam je bitnije cim vise smanjit rasipni induktivitet ili parazitni kapacitet, to ovisi i od unutrasnjeg otpora cijevi i od otpora opterecenja i medjusobnih rezonancija tako da nalazenje pravog odgovora jednostavno ne ide bez prilicnog broja matematickih iteracija.

Kod parazitnog kapaciteta glavnu prepreku njegovom drasticnom smanjivanju predstavlja relativna dielektricna konstanta koja za tipicne izolacione materijale iznosi oko 3 pa to znaci da je kapacitet 3 puta veci nego ca bi sa istim geometrijskim dimenzijama bil u vakumu (zraku). Tu se nazlost malo ca moze ucinit jer izolacioni materijal kod koga bi relativna dielektricna konstanta bila barem bliska onoj od zraka ne postoji (barem ne u obliku koji bi se mogal ovdi koristit). Doduse, nedavno mi je pala na pamet jedna metoda koja bi mogla prepolovit kapacitet koji se postize sa tipicnim izolacionim materijalima (uz uvjet vrlo cvrstog i preciznog namatanja). Ali o tome cu eventualno kasnije rec nesto vise.

Ovo ca je izneseno u ovom postu je samo najelementarnije zadiranje u osnove izracuna izlaznog trafa i o tome se moze rec puno puno vise (pa i napisat podeblja knjiga) ali mislin da je to za pocetak dovoljno da onima koje to zanima dade prilicno jasnu sliku kako se moze pric izracunu izlaznog trafa. U dalnjoj diskusiji se sve ovo moze jos puno prosirit. Naravno, ovdi su mjerenja velika pomoc jer nas oslobadjaju trazenja BH krivulja i ostalih podataka o materijalu jezgre a svi znamo da proizvodjaci uglavnom kriju te podatke ka zmija noge.
Krepat ma ne molat
Avatar
sstrsat
 
Postovi: 1745
Pridružen/a: 04 svi 2011, 18:21
Lokacija: Rijeka

Re: Jezgre

PostPostao/la tubeman » 04 lip 2012, 12:59

:thumbup:
Avatar
tubeman
 
Postovi: 398
Pridružen/a: 05 svi 2011, 17:14
Lokacija: Varaždin

Re: Jezgre

PostPostao/la Toxy » 05 lip 2012, 10:19

I ima li tko ovu knjigu Transformatori i prigušnice za bedake, može i na PP...da se i mi bedaki educiramo...

Mislim knjiga je stara brat bratu pola stoljeća, kaj to još podliježe autorskim pravima...

Vidio sam da ju je neki lik po imenu harkonen zdimio prije kojih 2 tjedna na aukcije.hr za kikiriki lovu... :mrgreen:
Toxy
 
Postovi: 29
Pridružen/a: 11 lis 2011, 10:00
Lokacija: Zagreb

Sljedeća

Natrag na Vaši radovi

Na mreži

Trenutno korisnika/ca: / i 2 gostiju.

cron