Цитата:
Сообщение от ввасилий
Интересна.
Поделись изысканиями!  |
Навеяно таким вот объяснением намагничивания сердечника трансформатора с несимметричной нагрузкой (однополупериодный выпрямитель)
http://www.lkforum.ru/showpost.php?p...&postcount=558 , что ограничивает использование транса с таким выпрямителем в ЗУ.
Тема заинтересовала, тем более, что и инет пестрит по этому поводу подобными объяснениями.
Для начала есть смысл почитать книжку, например эту
http://goraknig.org/apparatura/?kniga=MzAwMjc_
В книге жирным выделены несколько важных качеств трансформатора. Одно из них- такое (своими словами):
Величина изменения магнитной индукции в сердечнике транса определяется током холостого хода (хх) и не зависит от нагрузки.
Почему так? Потому что в нагруженном трансе на магнитопровод воздействуют 3 магнитодвижущих силы (МДС):
1. МДС от тока ХХ первичной обмотки (определяется индуктивным сопротивлением первичной обмотки).
2. МДС от тока вторичной обмотки (ток нагрузки).
3. МДС от тока первичной обмотки, связанного через коэффициент трансформации с током нагрузки.
МДС 2 и 3 определяются ампервитками вторичной и первичной обмоток. Т.к. амперы и витки этих обмоток связаны друг с другом коэффициентом трансформации, то эти МДС одинаковы по величине. Т.к. ток вторичной обмотки истекает из транса, а ток первичной втекает, то векторы МДС 2 и 3 имеют противоположные направления (закон Ленца). Таким образом, МДС2 и МДС3 взаимоуничтожаются и на магнитопровод транса воздействует только МДС №1.
Если все это верно, то никакого намагничивания сердечника транса при несимметричной нагрузке быть не должно.
Проверим теорию на практике.
Осциллограммы в режиме ХХ. Верхняя - ток первички, нижняя - напряжение в сети. Четко видно, что ток запаздывает от напряжения на пи/2, как и положено у правильной индуктивности. Согласно теории, пиковая величина этого тока определяет величину изменения магнитной индукции в магнитопроводе.
Осциллограммы с симметричной нагрузкой. Верхняя - ток первички, нижняя ток вторички. По форме тока первички видно, что он состоит из тока ХХ и синусоидального тока, связанного с током вторички.
Теже осциллограммы, но с подключением нагрузки через однополупериодный выпрямитель.
Прекрасно видно, что во время холостого полупериода форма тока сильно отличается от тока ХХ (первая осциллограмма) - увеличивается пик формы тока. Причем, чем больше нагрузка в нагруженном полупериоде, тем выше отличия в холостом, и с ростом нагрузки ток первички в холостом полупериоде пытается загнать магнитопровод ближе к насыщению. Также на глаз видно, что площади, ограниченные током первички в нагруженном и холостом полупериодах одинаковы. Т.е. токи первички в этих полупериодах одинаковы. Неужели теория не работает?
Версия происходящего.
Смотрим на эквивалентную схему транса и видим сопротивление первичной обмотки последовательно с самой обмоткой. Появляется мысль, что чем больше ток обмотки, тем меньше будет напряжение на этой обмотке изза влияния сопротивления. Т.е. в нагруженный полупериод напряжение на обмотке будет меньше, чем в холостой. Т.к. в холостом полупериоде ток ХХ определяется индуктивным сопротивлением, то он соответственно зависит от напряжения на обмотке и от индуктивности обмотки. Индуктивность в свою очередь зависит от магнитной проницаемости магнитопровода. А магнитная проницаемость нелинейна. И, чем выше ток, тем меньше магнитная проницаемость, значит меньше и индуктивность, что опять ведет к увеличению тока.
Другими словами, изза разницы напряжений на обмотке в нагруженный и холостой полупериоды, в холостом полупериоде ток увеличивается до тех пор, пока он не сравняется с током нагруженного полупериода. Тогда влияние сопротивления обмотки будет одинаково в обоих полупериодах.
Это достаточно грустно, т.к. ток первички фактически в 2 раза больше, чем он должен быть, и уже на половинной нагрузке ток первички достигнет величины, как при максимальной нагрузке. И транс потребляет в 2 раза больше, чем отдает в нагрузку.
Проверим эту версию на практике и включим транс в сеть через параллельные диод и резистор.
Через диод ток будет идти в нагруженный полупериод, а через резистор - в холостой. Т.е. резистор будет исключать неравенство напряжений на обмотке во время холостого и нагруженного полупериодов.
Осциллограммы на ХХ (нижняя - напряжение сети).
Осциллограммы токов при нагрузке через однополупериодный выпрямитель.
Судя по осциллограммам, версия с влиянием сопротивления вполне правдоподобна, и лишний ток первички легко убирается таким включением.
Но при этом на ХХ появляется дисбаланс тока между полупериодами.
Т.е., если необходима именно такая несимметричная схема выпрямления, то негатив при определенной нагрузке можно легко устранить подбором резистора по минимуму тока потребления.
Линейный вид
