[begemot]

ЛТ предоставляет достаточно простые и удобные средства для моделирования трансформаторов.
Кроме того, можно добавить свойства, связанные с намагничиванием сердечника и потерями в нём.
Но сначала, немного о линейной модели (включающей индуктивность рассеивания).
Особенности применения рассмотрены Майком Енгельгартом в прикреплённом файле.
Я прокомментирую его чуть позже.

[RadioMan]

Я вот попытался ввести в модель трансформатора реально измеренные параметры, - получается полная фигня. Белее-менее ожидаемое поведение схемы можно получить, если снизить индуктивность первичной обмотки раза в 3 (тут надо экспериментировать по этому коэффициенту). При этом также необходимо учитывать и потребляемый ток нагрузки!

Для примера выкладываю модель блока питания с изменённой индуктивностью первичной обмотки сетевого транса. Измерения его параметров для реактивных значений проводились на частоте 100 Гц, сопротивление обмоток - на постоянном токе.

[begemot]

А в чём именно проблема? Что именно не получается если вы используете 50Н во входной обмотке? Коэффициент трансформации? У вас, кстати, 115В сетевого?
У вас там нет индуктивности рассеивания так как связь =1. Но для прикидок это обычно нормально.
Если можно, скиньте данные измерений.

[RadioMan]

Сразу скажу - схему пока не собирал, но трансформатор в наличии есть (в сеть не включал).

Проблема в том, что если в модель тр-ра LTspice-a подставить его измеренные данные, то на выходе:
а) - некорректное выходное напряжение (сильно занижено);
б) напряжение на выходе ну просто непонятным образом зависит от тока, потребляемого нагрузкой.
И всё это без учёта потерь в трансформаторе.

А его паспортные параметры такие: первичка 230В, вторички - 2x15В по 1А каждая, мощность тр-ра - 30VA. Все реально измеренные параметры транса - в модели трансформатора ранее опубликованной схемы (только индуктивность первички надо изменить на 51 Генри). КПД трансформатора - 0,86.

Поскольку в симуляторе действующее значение синуса источника напряжения задаётся как половина его амплитуды, то формула получения 230В в первичке выглядит такой: 230/sqrt(2) = 162,6 В. Измерения напряжения первички в симуляторе это подтверждают.

Если можно, скиньте данные измерений.

Если речь об электрических изменениях под нагрузкой - то не делал.

[begemot]

Поскольку в симуляторе действующее значение синуса источника напряжения задаётся как половина его амплитуды

В LTSPICE при выставлении напряжения генератора используется амплитудное значение. Таким образом если вам известно RMS (действующее напряжение) то для синуса выставлять надо А=1.414* RMS.
В этом и заключается ваша ошибка. При 220V действующего, вам надо задавать не 163V a 311V.
Таким образом, поскольку у вас в модели напряжение в результате в 2 раза меньше требуемого, при задании правильного входного напряжения входная индуктивность будет в 4 раза больше. Т.е. как раз чуть больше 50Н

[RadioMan]

В LTSPICE при выставлении напряжения генератора используется амплитудное значение. Таким образом если вам известно RMS (действующее напряжение) то для синуса выставлять надо А=1.414* RMS.

Странно, а я в поле "Amplitude(V)" источника напряжения всегда выставляю половину пикового значения амплитуды сигнала (речь о синусе) и на выходе в итоге появляется расчётное значение действующего напряжения ))

[begemot]

и на выходе в итоге появляется расчётное значение действующего напряжения

Как именно вы определяете чему равно RMS значение?

[RadioMan]

Евгений, понял свою ошибку. Спасибо, что ненавязчиво посеяли зерно сомнения )

А по поводу симуляции транса - более-менее правдоподобная картина получается, если коэффициент взаимоиндукции брать не 1, а несколько меньше. У меня вышло 0.98 для половины номинального тока Iн/2. При номинальном токе нагрузки 1А проявляется недостаток напряжения после выпрямителя и стабилизатор не входит в рабочий режим. Можно, конечно, повысить входное напряжение, но это уже не интересно. При отсутствии нагрузки напряжение на выходе выпрямителя возрастает почти на 10 В, что на практике нереально (для моего тр-ра). При Ктр = 1 разница в напряжениях меньше и в целом имеет более высокий уровень.

Практическая схема симуляции мне кажется такой: вводите измеренные параметры транса в модель и играитесь в коэффициентом трансформации (последним параметром) из выражения с К, например: К1 L1 L2 L3 0.98 . При этом в качестве нагрузки принимаете средний потребляемый ток вашей схемы и добиваетесь, чтобы после выпрямителя напряжение соответствовало расчётному (в моём случае это где-то 21- 22 В).

Дополнительным плюсом выбора Ктр < 1 является то, что можно наблюдать все резонансные пики схемы, в моём случает аж целых 3 шт. на частотах 9кГц, 85кГц 8 МГц. Последний пик образован индуктивностью и ёмкостью выпрямительных диодов и проявляется в том числе и при Ктр = 1. При прочих равных уменьшение Ктр ведёт к снижению первых двух резонансных частот.

Стоит также заметить, что при Ктр < 1 увеличивается время вычисления параметров схемы.

[begemot]

Вводя К меньше 1 вы добавляете в модель индуктивность рассеивания. Таким образом модель транса становится более точной, добавляются резонансы связанные с индуктивностью рассеивания и паразитными ёмкостями. Более точно считается и коэффициент трансформации. Если вы померите индуктивность рассеивания, можно будет установить К, который ему соответствует. Кстати, вы знаете как померить индуктивность рассеивания транса?

[RadioMan]

Кстати, вы знаете как померить индуктивность рассеивания транса?

Не могу на 100% утвердительно ответить на этот вопрос, но по-моему, закорачивают первичную или вторичнуюю обмотку (в зависимости от того, какую измеряют), подают синусоидальный сигнал на выводы исследуемой обмотки через делитель, меряют напряжение, а дальше строят график зависимости сопротивления от частоты. Далее в ВЧ модель трансформатора вносят известные данные и перебирают остальные данные модели, в том числе и L leakage (как это по-русски?), добиваясь одинаковости графиков. Вроде как-то так, если не ошибаюсь. Правда есть некоторые моменты, которые мне непонятны.

Вроде не сложно, но времени займёт, наверное, прилично.

[begemot]

"L leakage" и есть индуктивность рассеивания. Для сетевого трансформатора померить индуктивность рассеивания можно достаточно просто. Закорачивается одна из обмоток, например вторичная. И измеряется индуктивность оставшейся, в данном случае первичной. Желательно на частоте близкой к частоте сети. Это и есть индуктивность рассеивания, по крайней мере в первом приближении. А дальше пересчитывается в К
Почему это работает? Представьте идеальный трансформатор и последовательно с его обмоткой - индуктивность рассеивания. Поскольку индуктивность рассеивания - это то что уходит наружу, помимо сердечника. Если закоротить одну из обмоток идеального трансформатора-остальные обмотки тоже как будто закорочены. Таким образом то что остаётся - это индуктивность рассеивания.
У "хорошего" сетевого транса индуктивность рассеивания обычно не более нескольких процентов от индуктивности обмотки.

[RadioMan]

"L leakage" и есть индуктивность рассеивания.

В отечественной терминологии у трансформатора есть электрические и магнитные потери, последние складываются из потерь на вихревые токи и гистерезис. Я так понимаю "L leakage" есть электрические потери?

Для сетевого трансформатора померить индуктивность рассеивания можно достаточно просто. Закорачивается одна из обмоток, например вторичная. И измеряется индуктивность оставшейся, в данном случае первичной. Желательно на частоте близкой к частоте сети.

Есть несколько отличное мнение, опубликованное в журнале LA Vol.5 неким Morgаn Jоnes:

Discussions of leakage inductance blithely state that it is measured by measuring one winding`s inductance with the other short-circuited - suggesting that an inductance measurement at a a single frequency is valid. It isn`t. Figure 1 implies a high frequency resonance, resulting in only a small region that could be described as being inductive, and until a full impendance against frequency graph has been plotted, you don`t know where it is;...

Т. е. другими словами, насколько я понял, для точного вычисления L leakage необходимо сканировать диапазон частот, а не фиксироваться на одной частоте.

Это и есть индуктивность рассеивания, по крайней мере в первом приближении.

Да, наверное только в первом приближении. Даже при многочастотном анализе, в зависимости от модели, автор указывает, что средняя разница между измерениями и моделью составляет от 30% (3 dB) до 10% (< 1 dB).

Ещё вопрос: то, что измерение индуктивностей обмоток проводилось на частоте 100 Гц, а не 50, должно ведь как-то влиять на результат?

[begemot]

Т. е. другими словами, насколько я понял, для точного вычисления L leakage необходимо сканировать диапазон частот, а не фиксироваться на одной частоте.

У меня должен быть 5-й номер Linear Audio. Надо глянуть что он там пишет. Интересно кстати, а в электроном-"бесплатном" виде никто Диденовский "Linear Audio" не встречал?

То что оно зависит от частоты-вопросов и возражений не вызывает. Но это не удобно вводить в симулятор, модель сильно усложнится. Проще прикинуть что будет происходить на нескольких частотах и там где это существенно. Кроме того эта модель существенно упрощена и во многих других областях. Например с точки зрения потерь в сердечнике. Собственно это одна из основных причин почему для сетевого транса так сильно могут отличаться результаты измерений на 100 Гц и 1КГц.

Я так понимаю "L leakage" есть электрические потери?

Это как раз магнитные потери. Это как бы то что в трансе не проходит через него, а излучается наружу.

[RadioMan]

Измерил магнитные потери первичной и вторичных обмоток (или достаточно измерить только потери в первичной обмотке?).

Для первичной: L leakage = 9,66mH (запараллеленны и закорочены обе вторичные обмотки); L leakage = 12,66mH (закорочена одна вторичная обмотка).

Для вторичной обмотки: L leakage = 75uH (закорочена первичная обмотка);

Теперь для эмуляции эффекта магнитных потерь необходимо либо дорисовать эти три обмотки (так?), либо пересчитать коэффициент К по формуле L leakage = L • (1 – K • K).

Во втором случае получается, что надо оперировать только потерями первичной обмотки, а потери вторичных - игнорировать. В этом случае (при индуктивности первичной обмотки L = 46.4H и L leakage = 9,66mH) получается: K = √(1 - (L leakage/L)) = 0,9998959. Чуть ли не идеальные характеристики, что маловероятно, поскольку напряжение даже при нагрузке около 30В, т. е. значительно выше расчётных.

На картинках: первый вариант эмуляции (доп. обмотки) и второй вариант (К != 1). Первую схему программа LTspice рассчитывает ну очень долго, вторую - на порядок, или даже больше, быстрее.

Если есть ошибки в рассуждениях - очень прошу поправить.

P.S. Есть большие подозрение, что измеритель RLC на больших индуктивностях даёт ошибки порядка нескольких десятков процентов, хотя его базовая погрешность - 0,25%.

[begemot]

достаточно измерить только потери в первичной обмотке.

Да, достаточно померить только одну обмотку, например первичку.

Теперь для эмуляции эффекта магнитных потерь необходимо либо дорисовать эти три обмотки

Включать индуктивность рассеивания надо только один раз. Либо во входную, либо в выходную обмотки. Я бы исключил L2 и L6.

Насчёт К связи- у вас исключительно малая индуктивность рассеивания. Обычно для силового транса считается что 0.5-1% приемлемое значение. 0.1%-хорошо. А у вас лучше 0.02%. Так что не удивительно что К очень близко к 1.
И почему Вы считаете что оно не реалистично? Видимо хорошо намотанный транс на хорошем железе.
А ошибка в 10-30% при использовании обычного измерителя - думаю что вполне возможно. В сетевых трансах бывает очень сильная зависимость того что измеряется от частоты. Видимо это связано с очень сильной зависимостью потерь и, возможно, магнитной проницаемостиот частоты.
У меня как-то получалось для мощного транса при косвенном методе измерения индуктивности первички от генератора через R=10К (почти генератор тока для данных L):
F - L (Генри)
50 - 4.739
100 - 3.827
200 - 2.789
500 - 1.620
1000 - 0.988


А при использовании RLC измерителя BK 878
Lpri -120hz=1.95H, Q=1.74
Lpri -1khz=0.477H, Q=5.43

напряжение даже при нагрузке около 30В, т. е. значительно выше расчётных

Кстати, а вы учли омическое сопротивление обмоток? Я обычно делаю его видимым, чтоб точно помнить что я его учёл.

Кроме того, работа диода на конденсатор при нагрузке-не самая тривиальная задача для аналитического расчёта.
Это такой квазипиковый детектор. Вот только степень этого "квази" меняется в зависимости от выходного сопротивления его источника и нагрузки.
А у Вас довольно большие кондюки для маломощного стабилизатора.

[RadioMan]

Да, достаточно померить только одну обмотку, например первичку.

Понятно. Перемерил ещё раз потери первичной обмотки - ошибок нет.

Включать индуктивность рассеивания надо только один раз.

Учту на будущее, спасибо.

Насчёт К связи- у вас исключительно малая индуктивность рассеивания. ... И почему Вы считаете что оно не реалистично?

Потому, что номинальное напряжение на выходе обмотки трансформатора (при Uвх. ном. = 230В) равно 15 В, соответственно на выходе сглаживающего конденсатора оно не должно быть более 15•√2.

Кстати, а вы учли омическое сопротивление обмоток?

Учёл. Мерил по постоянке. Просто в LTspice для индуктивности нет возможности его автоматического отображения на схеме.

А ошибка в 10-30% при использовании обычного измерителя - думаю что вполне возможно. В сетевых трансах бывает очень сильная зависимость того что измеряется от частоты. Видимо это связано с очень сильной зависимостью потерь и, возможно, магнитной проницаемостиот частоты.

Тоже как-то подумал об этом. Наверное наиболее точные показатели будут на частоте измерения, равной частоте работы транса, но мой измеритель на частоте 50 Гц не меряет.
Но, как ни странно, есть ещё значительная разница в показаниях (в моём случае) в зависимости от схемы замещения при измерениях: параллельной или последовательной. Причём я попадаю в некий интервал индуктивностей, для которого в документации сказано, что для него можно мерить как так, так и эдак. А разница значений между ними - тоже десятки процентов.
А ещё показания в значительной степени зависят от длительности измерений!

Кроме того, работа диода на конденсатор при нагрузке-не самая тривиальная задача для аналитического расчёта.
Это такой квазипиковый детектор. Вот только степень этого "квази" меняется в зависимости от выходного сопротивления его источника и нагрузки.
А у Вас довольно большие кондюки для маломощного стабилизатора.

Не моя это схема, а одного из аудиопроизводителей, на ней, кстати, номинальное напряжение сглаживающего конденсатора на выходе выпрямителя - 25 В, также на схеме отличаются все модели активных элементов (в реальности используются более линейные компоненты). Нагрузка источника питания имеет почти постоянную составляющую, в районе 300мА, не больше, а "большие кондюки" нужны для сглаживания пульсаций 100 Гц, ибо этот ИП предназначен для УК (как один из модулей схемы питания). Мне схема понравилась своей простотой.
А для уменьшения резонансов может быть добавлю снабберы в схемы выпрямителей.

[nazar]

Не только частота измерений важна но также важно напряжение, чтоб составить довольно реальную модель трансформатора(10%) надо прибор с соответствующей точностью и вариантивностью, с рабочими частотами хотяб 50гц-100кГц, хотя мне реально иногда нехватает даже возможностей такого монтра как ESI 2150

[begemot]

Учёл. Мерил по постоянке. Просто в LTspice для индуктивности нет возможности его автоматического отображения на схеме

Я обычно рисую их как внешние резисторы, обнуляя значение встроенных и даю соответствующее название. Дело вкуса.

Потому, что номинальное напряжение на выходе обмотки трансформатора (при Uвх. ном. = 230В) равно 15 В,

У меня никогда не получалось идеальное соответствие индуктивностей и отношения витков обмоток.
Для себя я иногда использую значение индуктивности первички посчитанное из измеренной индуктивности вторички.
Хотя наверно более правильно измерять ток холостого хода первички от реального сетевого напряжения и считать
индуктивность первички исходя из него. А потом исходя из этого и измеренного отношения витков (отношение напряжений ХХ)-индуктивность вторички.
В любом случае, правильное N более существенно для большинства практических целей моделирования.
Что касается моделирования всяческих паразиток, пролезаний и т.д.-трудно обеспечить очень точную модель.
Т.е. их желательно вводить. Но рассчитывать на то что они покажут очень точные результаты не приходится.
Oни по сути "обозначают" проблему. Численное значение какого ни будь "пролезания" может легко отличатся на 10-20дБ.
А дальше, если проблема видна качественно, я буду решать надо или нет вводить дополнительные меры.
Ну вот как-то так. Впрочем это всё - дело вкуса.

[nazar]

Хотя наверно более правильно измерять ток холостого хода первички от реального сетевого напряжения и считать
индуктивность первички исходя из него. А потом исходя из этого и измеренного отношения витков (отношение напряжений ХХ)-индуктивность вторички.

да, но только на пониженном сетевом, чтоб насыщение сердечника не влияло

[RadioMan]

Для себя я иногда использую значение индуктивности первички посчитанное из измеренной индуктивности вторички.

Как вариант. Чем меньше индуктивность обмотки с сердечником, тем более точными, вероятно, будут показания измерений на частоте 100 Гц по сравнению с 50 Гц и наоборот.

Хотя наверно более правильно измерять ток холостого хода первички от реального сетевого напряжения и считать
индуктивность первички исходя из него. А потом исходя из этого и измеренного отношения витков (отношение напряжений ХХ)-индуктивность вторички.
В любом случае, правильное N более существенно для большинства практических целей моделирования.

Надо будет попробовать, правда как в таком случае определить потери тр-ра? Или тем же способом? И нужно ли?

Что касается моделирования всяческих паразиток, пролезаний и т.д.-трудно обеспечить очень точную модель.
Т.е. их желательно вводить. Но рассчитывать на то что они покажут очень точные результаты не приходится.
Oни по сути "обозначают" проблему. Численное значение какого ни будь "пролезания" может легко отличатся на 10-20дБ.
А дальше, если проблема видна качественно, я буду решать надо или нет вводить дополнительные меры.

Я не большой практик, но что-то не даём мне возможности не согласиться с вами.

да, но только на пониженном сетевом, чтоб насыщение сердечника не влияло

Ну, транс рассчитан на 230В, у нас в розетке - 220. Думаю главное не допустить перенасыщение сердечника. А можно с генератора подать синусоиду 50 Гц - для десятков Генри вых. сопротивление генератора 50 Ом думаю не будут иметь какое-либо серьёзное значение. И сравнить показания.

Я тут ещё пробовал рассчитать L через измерение полного сопротивления Z - результат ещё менее адекватный, хотя от схемы замещения Z оказалось независимым.