Форум » Модели » модель трансформатора » Ответить

модель трансформатора

salevan: Доброго времени суток. Мне необходимо смоделировать работу трансформатора, но необходимо смоделировать его в Simulink Matlab. Были уже работы со встроенной моделью, последовательной и параллельной схемой замещения и их качество начальство не устроило. Можно узнать какую схему замещения использует MicroCap для расчёта трансформаторов?

Ответов - 44, стр: 1 2 3 All

qaki: To koluchka Из Ваших сообщений пока ясно, что Вы пытаетесь моделировать некое устройство состоящее из магнитопровода и нескольких обмоток. Но что Вы хотите получить в результате моделирования вовсе не очевидно. Тут можно видеть по крайней мере два аспекта. В одном случае это расчет электрической и магнитной цепей, включая анализ переходных процессов и других характеристик. При этом физика процессов Микрокапом фактически не моделируется. С методическим подходом к таким задачам можно познакомиться в этом переводе http://yadi.sk/d/qlOmygv5DW2yf В другом случае требуется моделировать именно работу магнитопровода с оценкой распределения магнитного поля и его взаимодействия с обмотками. Тут Вам в помощь моделирование методом конечных элементов, например с помощью программы Elcut.

koluchka: Aml, пробую ещё :) то есть для проведения дальнейших экспериментов (моделирование межвитковых кз, кз на землю, разрывов и тд) обмотки (их две: одна ВВ и одна НН) разбиты на отдельные витки, которые смоделированы с помощью емкостей, индуктивностей, активных сопротивлений. По отдельности обмотки работают хорошо, смоделированы правильно ( сигнал передаваемый и снимаемый с каждой обмотки отдельно идентичный снимаемому с лабораторной установки) Но в идеале нужно их объединить в трансформатор, т.е. создать индуктивную связь между этими обмотками.. т.к. когда испытывают настоящий трансформатор, имеют доступ только к выводам начала двух обмоток: подают импульс на начало одной обмотки, и снимают с начала другой. и уже этот импульс мы будем сверять с тем, который получили в программе. вот я и столкнулась с такой проблемой, что когда в сердечнике указываешь индуктивности обеих обмоток, он не видит различия что это две обмотки.... как будто просто много маленьких обмоток.

koluchka: qaki, некое устройство, это обычный трансформатор, стостоящий из двух обмоток. обмотки по отдельности уже смоделированы. осталось только правильно связать их между собой магнитно что значит "физика процессов микрокапом не моделируется"?

Aml: Aml, пробую ещё :) Если честно, не намного лучше получилось:) koluchka, выложите модели каждой из обмоток. А мы уж подумаем, как их связать. Причем, не факт, что это удастся. Возможно, моделируется нечто похожее на то, про что Володин писал - http://www.kit-e.ru/assets/files/pdf/2008_4_175.pdf

koluchka: почитаю, что там написал Володин а вот то, что я сделала. это свернутый вариант обмоток, чтобы меньше возьни было. ну и тут без ГИНа, просто обмотки с сердечником http://qclk.ru/k3/74lI

Aml: Значит, правильно понял - попытка промоделировать трансформатор с распределенными параметрами.

Aml: Уточняющий вопрос: катушки индуктивности моделируют индуктивность рассеяния или индуктивность намагничивания? (подозреваю, что индуктивность рассеяния).

Aml: Думаю, вот так надо Если нужно учесть индуктивность намагничивания, то ее добавить параллельно первичной обмотке идеального трансформатора.

Aml: Не исключено, что приведенная выше модель будет учитывать не все процессы трансформатора с распределенными параметрами и тогда примется делать "идеальный трансформатор с распределенными параметрами". Т.е. делать модель идеального трансформатора, у которого число первичных обмоток равно числу витков первичной обмотки. Каждая из этих обмоток будет включаться последовательно с сопротивлением в каждом из "витков".

koluchka: хорошо, пока поработаю с этой схемой, посмотрим что получится. в любом случае большое спасибо!!

qaki: Возможно Aml прав, но мне чудится в устройстве koluchka нечто иное. Это похоже на формирователь ВВ импульсов, в котором падающая волна поочередно заряжает цепочку последовательно включенных конденсаторов до получения пробивного напряжения разрядника. В пользу этого соображения говорят аномально большие емкости, включенные параллельно каждой секции обмотки. Если это действительно так, то эквивалентная схема моделирования должна выглядеть иначе. Что же касается немоделируемости физики процессов с помощью Микрокапа, то имелись в виду задачи электродинамики, где требуется учитывать пространственно-временные соотношения протекающих процессов.

Aml: Да, меня емкость 1000p параллельно каждому витку удивили, хотел сразу спросить, что это значит, но забыл написать об этом.

koluchka: это вовсе не разрядник, а обычные обмотки. и здесь они свернуты, то есть один виток соответствует десяти виткам, и все значения так же увеличены в десять раз. 1000р это межвитковая емкость 10 витков.

qaki: koluchka пишет: это вовсе не разрядник, а обычные обмотки. Если Вы решились на такое дробление обмоток с одновременным выводом всех узлов, то без матричного представления схемы на мой взгляд не обойтись. Расписывать все в строчку это труд рабов в древнем Риме. Не знаю, как с этим справится Микрокап, не пробовал, но в Matlab такую задачу можно осилить. В Микрокап можно попытаться представить многосекционную обмотку в виде двух эквивалентных секций с одним отводом, например 4 и 6. Далее поочередно смотреть результаты при различном соотношением числа секций. Первичку и вторичку связать через идеальный трансформатор, как советовал Aml.

koluchka: qaki, теперь я не понимаю :) "с одновременным выводом всех узлов" - зачем с одновременным? "многосекционную обмотку в виде двух эквивалентных секций с одним отводом, например 4 и 6. Далее поочередно смотреть результаты при различном соотношением числа секций" - у меня не складываются слова в одно целое: многосекционная и из двух сецкий, с одним выводом и "4 и 6" я запуталась, и картинка в голове так и не складывается

qaki: koluchka! Давайте начнем с простого, чтобы понять, что может и что не может Микрокап. Возьмем три случая секционированных обмоток: А) просто двухобмоточный трансформатор. Возбуждение подключено к одной стороне; В) первичка автотрансформатора с двумя последовательно соединенными секциями; С) первичка автотрансформатора в тремя последовательно соединенными секциями. Все секции одинаковые по 100 мкГн, возбуждение от генератора тока 1А с частотой 1 Мгц. При заполнении диалогового окна для К первой всегда пишется L1. Коэф. связи везде 1. Если запустить Trans анализ, то мы должны бы видеть, в случае В) напряжение напряжение на верхнем выводе увеличивается в четыре раза по сравнению с А), а в случае С) в девять раз. А что Вам показывает Микрокап? В случае В) что-то получается, а С) - бред. Отсюда вывод сам по себе Микрокап такие задачи не тянет. Думайте как ему помочь или открывайте учебник линейной алгебры и переходите в Matlab.

Aml: Я бы решал задачу немного по-другому. Сначала бы сделал модель секции трансформатора (с магнитосвязанными первичной вторичной обмотками) Коэффициент трансформации идеального трансформатора равен коэффициенту трансформации моделируемого трансформатора. Потом бы каскадировал эту секцию и получил имитацию системы с распределенными параметрами. Вот вариант с 5-ю секциями. Единственно, паразитные емкости и индуктивности надо пересчитать, постольку в этом случае число высоковольтных секций равно числу низковольтных секций. Кстати, я до сих пор не понял, повышающий трансформатор или понижающий :)

qaki: To koluchka Вчера второпях я написал что-то не то. Но сегодня не поленился взять Ваш файл obmotki.cir и, немного перекомпоновав его, поступил с ним рабоче-крестьянским способом. То есть, по одному концу каждой обмотки посадил на землю, а два других подключил к источнику импульсного сигнала и нагрузке соответственно. Как это выглядит, смотрите здесь Если убрать все, что связано с конденсаторами и потерями на резисторах, коэффициент трансформации должен равняться корню квадратному отношения индуктивностей. Величина индуктивности обмотки в Вашем случае равна индуктивности секции, умноженной на квадрат количества секций. Т.о. индуктивность низковольтной обмотки 2*2^2= 8мкГн, а высоковольтной 100*10^2=10000 мкГн. При этом коэффициент трансформации должен быть 35.36. Смотрим, что покажет Микрокап на холостом ходу вторички. Имеем такую картину Отношение напряжений 32.5. То есть, почти то, что должно быть в идеале, но емкости и резисторы взяли свое. Я удлинил импульс до 2.4 мкс и мы видим завал фронтов и скол вершины. Если подключить нагрузку, то фронты укорачиваются, но скол вершины остается. Коэффициент передачи заметно падает. Вы это можете посмотреть самостоятельно, скачав файл obmotki2.cir http://yadi.sk/d/4pW47--jJZFWp Таким образом, Микрокап нормально работает в рамках стандартных представлений о связанных индуктивностях. Он честно расписывает матрицу взаимных связей и правильно вычисляет все происходящее. Если же Вы имеете в виду что-то иное, то раскрывайте карты.

koluchka: итак, на данный момент я немного ушла от схемы которую Вы, qaki, модернизировали, и делаю нечто похожее на связанные между собой секции. и пока что у меня проблема совсем иного характера, а именно расчет параметров обмоток, т.к. эти совсем там не годятся. пока что нет времени, но на досуге поработаю с вашими схемами, много всего интересного :) Спасибо за помощь!! Aml, в схеме секции трансформатора обязательно использовать модель трансформатора, сердечник здесь не подойдет? я думаю там что-то одно нужно, либо брать трансформатор но убирать индуктивности, либо брать сердечник и оставлять индуктивности L?

Aml: Aml, в схеме секции трансформатора обязательно использовать модель трансформатора, сердечник здесь не подойдет? koluchka, в принципе, пойдет. Но только нужно четко понимать ее особенности. Хоть там формально всего три параметра, (L1, L2 и коэффициент связи) между они взаимосвязаны достаточно сложным образом. Я было попытался сейчас расписать подробно, как задать такой трансформатор через стандартные параметры (коэффициент трансформации, индуктивность намагничивания и индуктивности рассеяния), но не осилил. Понял, что я далеко не всё понимаю (точнее, не уверен, что понимаю правильно), поэтому пока это дело отложил. Всегда имел дело с трансформаторами с высоким коэффициентом связи (К=0.9-0.999), там все более-менее понятно. А вот попытавшись расписать для общего случая, запутался. Например, всегда считал, что в этой модели коэффициент трансформации равен корню квадратному из отношения индуктивностей. А оказалось, что еще надо на коэффициент связи умножать. В общем, для того, чтобы воспользоваться такой моделью нужно провести специальные измерения: 1. Измерить полную индуктивность первичной обмотки L1 (т.е. сумму индуктивности рассеяния и индуктивности намагничивания с первичной стороны) 2. Измерить полную индуктивность вторичной обмотки L2 (т.е. сумму индуктивности рассеяния и индуктивности намагничивания с вторичной стороны) 3. Измерить индуктивность намагничивания с первичной стороны Lu Рассчитать коэффициент связи: K= Lu/L1 Модель с идеальным трансформатором, по моему мнению, проще, понятнее и предсказуемее.



полная версия страницы