001-Лаборатория

001-Лаборатория => Теория => Тема начата: Vassenbaher от Июнь 26, 2011, 09:49:52



Название: Аномальное поведение тока при коммутации индуктивностей
Отправлено: Vassenbaher от Июнь 26, 2011, 09:49:52
Приветствую всех искателей СЕ!

Недавно наткнулся на один необъяснимый (мной) эффект, возникающий при коммутации индуктивностей (а именно при резком увеличении индуктивного сопротивления в цепи).  Первоначальная идея была в проверке способа  быстрого создания магнитного поля в катушке в нужный момент (для TPU или мотора Адамса) за счет «перекачивания» энергии из другой, предварительно «заряженной», индуктивности. Но аномалии обнаружились в следующем…

Фото установки:

[attachimg=4]

Схема опыта: 
 
[attachimg=1]

L1, L2  настроены примерно на 400uH

Осциллограммы:

[attachimg=2]

   Цикл работы (по точкам на графике тока):

1-2:  Нарастание тока через L1.  Так как индуктивность L2 короткозамкнута через транзистор Q2, сопротивление нарастанию тока она не оказывает.
2-3:  Быстрое включение в цепь L2 (устранение КЗ выключением Q2)
Как видно, ток при этом падает до нуля. А значит, энергия магнитного поля L1 и L2 во что-то преобразуется!
3-4:  Нарастание тока через L1 и L2. Однако рост происходит быстрее, чем обычно! (сравните с участком 7-8).
4-5:  Нарастание тока через L1 и L2 с обычной скоростью (как на 7-8 )
5-6:  Утилизация энергии L1 и L2 через диод на конденсатор C1.
7-8-9:  Обычная работа бустерной схемы.  Я включил её в цикл работы только для сравнения.

Как видно, в точках 5 и 8 значения тока примерно одинаковые, а значит, при коммутации особых потерь энергии не произошло (но и не добавилось  :) ).  Однако поведение тока на участке 2-3-4-5 мне кажется очень странным.  Тем более что эффект повторяется и на воздушных катушках, то есть гистерезис тут не причем.

Возможно, я что-то не учитываю, надеюсь на вашу помощь.


Название: Re: Аномальное поведение тока при коммутации индуктивностей
Отправлено: ytikay от Июнь 26, 2011, 10:49:49
А самоиндукция L1 ? Она ведь и есть тот самый пинок для L2. При достаточном потенциале самоиндукции происходит поляризация, а так-же вместе с этим , если открыть второй ключ, то токовая составляющая идущая от источника, уже не будет иметь такой противоЭДС, как при обычной работе. Поляризация может быть не только доменов в феррите, но и их аналогов - зарядов в диэлектриках(воздух). "Холодный поворот доменов" был описан где-то у Заева, когда домены повёрнуты а магнитное поле при этом не проявляется.
Подобные опыты проводил , последний из них "спец.транс" в ветке Смитта, но ещё не до конца. Этот опыт перекликается также с опытом от СРа.
Посмотрите так-же опыт scr200220 : http://www.youtube.com/user/scr200220 (http://www.youtube.com/user/scr200220)
Там потенциал для поляризации образуется на обмотке по всей длине и подключенному к ней ТВС. Энергия в этот контур накачивается параметрически от НЧ обмотки. Фазы обеих совпадают примерно как у Вас , результат Вы можете видеть. Подстраивается более точно регулировкой зазора сердечника ТВС.
С Ув. !


Название: Re: Аномальное поведение тока при коммутации индуктивностей
Отправлено: Vassenbaher от Июнь 27, 2011, 02:24:20
А самоиндукция L1 ? Она ведь и есть тот самый пинок для L2. При достаточном потенциале самоиндукции происходит поляризация, а так-же вместе с этим , если открыть второй ключ, то токовая составляющая идущая от источника, уже не будет иметь такой противоЭДС, как при обычной работе. Поляризация может быть не только доменов в феррите, но и их аналогов - зарядов в диэлектриках(воздух). "Холодный поворот доменов" был описан где-то у Заева, когда домены повёрнуты а магнитное поле при этом не проявляется.
Подобные опыты проводил , последний из них "спец.транс" в ветке Смитта, но ещё не до конца. Этот опыт перекликается также с опытом от СРа.
Посмотрите так-же опыт scr200220 : http://www.youtube.com/user/scr200220 (http://www.youtube.com/user/scr200220)
Там потенциал для поляризации образуется на обмотке по всей длине и подключенному к ней ТВС. Энергия в этот контур накачивается параметрически от НЧ обмотки. Фазы обеих совпадают примерно как у Вас , результат Вы можете видеть. Подстраивается более точно регулировкой зазора сердечника ТВС.
С Ув. !
ytikay, хотелось бы больше конкретики. Вот в точках 3 и 7 ток нулевой, состояние ключей одинаковое, но последующее поведение системы отличается. Если я правильно понял, это могло произойти в том числе из-за предшествующей поляризации воздуха или "холодного поворота доменов", так?

Что касается опыта scr200220. Автор к сожалению не приводит точной схемы опыта и не делает никаких измерений. Какой формой тока у него загораются лампы неизвестно, а ведь это могло значительно облегчить объяснение происходящих процессов. Хотя, ИМХО, там всё ограничивается вариациями емкостного съема, в том числе используя далеко не нулевую проводимость феррита (сужу исходя из своих опытов по мотивам SR).     

С Уважением.


Название: Re: Аномальное поведение тока при коммутации индуктивностей
Отправлено: ytikay от Июнь 27, 2011, 02:42:15
ytikay, хотелось бы больше конкретики. Вот в точках 3 и 7 ток нулевой, состояние ключей одинаковое, но последующее поведение системы отличается. Если я правильно понял, это могло произойти в том числе из-за предшествующей поляризации воздуха или "холодного поворота доменов", так?
Так, вот в ветке Тигра примерно тот же возникает эффект , только более долгоиграющий, когда при каждом повторном включении система начинает вести себя иначе. Связано с остаточной намагниченостью доменов и их структуризации с новыми связями.
Цитировать
Что касается опыта scr200220. Автор к сожалению не приводит точной схемы опыта и не делает никаких измерений. Какой формой тока у него загораются лампы неизвестно, а ведь это могло значительно облегчить объяснение происходящих процессов. Хотя, ИМХО, там всё ограничивается вариациями емкостного съема, в том числе используя далеко не нулевую проводимость феррита (сужу исходя из своих опытов по мотивам SR).     
Автор к сожалению не имеет возможности сделать толковые замеры.
С Ув. !


Название: Re: Аномальное поведение тока при коммутации индуктивностей
Отправлено: Phil от Июнь 27, 2011, 03:58:30
Приветствую всех искателей СЕ!

Осциллограммы:

(http://www.001-lab.com/001lab/index.php?action=dlattach;topic=2525.0;attach=19088)

Возможно, я что-то не учитываю, надеюсь на вашу помощь.

Если первый канал осцила, на ключах, то что-то с описанием по точкам не вяжется  :)  .
 
 


Название: Re: Аномальное поведение тока при коммутации индуктивностей
Отправлено: Vassenbaher от Июнь 27, 2011, 04:38:06
Если первый канал осцила, на ключах, то что-то с описанием по точкам не вяжется  :)  .
Еще раз проверил, с моей точки зрения описано верно. В каких точках/отрезках вы видите несоответствие?
Кстати, в симуляторе схема разумеется работает без аномалий. Отличия только в точках 3 (ненулевой ток) и 4 (нет "преломления" на графике)

[attachimg=1]


Название: Re: Аномальное поведение тока при коммутации индуктивностей
Отправлено: Phil от Июнь 27, 2011, 05:16:31
Прочитал внимательно, вроде все верно. Сорри не внимательно смотрел.
У вас китайские проводочки с крокодильчиками, изумительная штука  :) .
Имеют сопротивление до 1 Ома и даже аномальную индуктивность, т.к. не медные.
Попробуйте их сменить на проводочки медные , должно чудо уйти или увеличте индуктивность второй катушки, чудо по идее должно измениться.
 


Название: Re: Аномальное поведение тока при коммутации индуктивностей
Отправлено: Livemaker от Июнь 27, 2011, 06:24:59
Приветствую всех искателей СЕ!

Недавно наткнулся на один необъяснимый (мной) эффект, возникающий при коммутации индуктивностей (а именно при резком увеличении индуктивного сопротивления в цепи).  Первоначальная идея была в проверке способа  быстрого создания магнитного поля в катушке в нужный момент (для TPU или мотора Адамса) за счет «перекачивания» энергии из другой, предварительно «заряженной», индуктивности. Но аномалии обнаружились в следующем…

Я так понимаю, аномалию Вы видите на отрезке 3-4.
Почему бы Вам не сесть щупом на R1, а не на цепочку R1-V1/..L1-L2-Q1/..Q2? А то происходит некая путаница с цепочками из сопротивлений.
На самам деле - любопытно. Интересно было бы разобраться.

...Если я правильно понял, это могло произойти в том числе из-за предшествующей поляризации воздуха или "холодного поворота доменов", так?

Но в любом случае, самоиндукция L2, в момент её включения, должна была восстановить "статус кво" в поляризации магнитопровода. Она этого не делает аж 35мксек.  ???

Кстати, в симуляторе схема разумеется работает без аномалий. Отличия только в точках 3 (ненулевой ток) и 4 (нет "преломления" на графике)
(http://www.001-lab.com/001lab/index.php?action=dlattach;topic=2525.0;attach=19110)
Двигаюсь дальше, по списку...
"Аномалия" в симуляторе... - На отрезке 2-3 ток не падает до нуля, и падение не вертикально. Это означает, что L1 в симуляторе не доходит до полного насыщения и ток в ней, на отрезке 2-3 имеет тенденцию к росту. Далее происходит перераспределение тока пропорционально сопротивлениям катушек в данный момент времени.
Другими словами, если бы в момент времени "2", сопротивление L1 было бы равно нулю, а сопротивление L2 равно бесконечности, то ток бы упал до нуля. Уменьшите в симуляторе индуктивность L1 и увидите картинку из жизни. Проверьте, если не сложно...


Название: Re: Аномальное поведение тока при коммутации индуктивностей
Отправлено: Vassenbaher от Июнь 28, 2011, 09:06:23
Двигаюсь дальше, по списку...
"Аномалия" в симуляторе... - На отрезке 2-3 ток не падает до нуля, и падение не вертикально. Это означает, что L1 в симуляторе не доходит до полного насыщения и ток в ней, на отрезке 2-3 имеет тенденцию к росту. Далее происходит перераспределение тока пропорционально сопротивлениям катушек в данный момент времени.
Другими словами, если бы в момент времени "2", сопротивление L1 было бы равно нулю, а сопротивление L2 равно бесконечности, то ток бы упал до нуля. Уменьшите в симуляторе индуктивность L1 и увидите картинку из жизни. Проверьте, если не сложно...
Проверил в симуляторе:

(http://i3x.ru/images/mysterious_inductance.2.sim_osc.png)

Понятно, что при увеличении L2, ток в точке 3 будет всё меньше, это следует хотя бы из ЗСЭ  ;) .  Но ни при каких сочетаниях L1 и L2 преломления на графике (в симуляторе) не возникает. Цеплял паразитные емкости, результат тот же. 


Название: Re: Аномальное поведение тока при коммутации индуктивностей
Отправлено: Vassenbaher от Июнь 28, 2011, 09:24:13
Сделал корректировки с  учетом замечаний, а именно:
 -Заменил китайский "крокодильчик" R1 на нихромовую проволочку.
 -Заменил "крокодильчики" ведущие к нагрузке на более солидные.
 -Повесил землю осциллографа на плюс питания, и теперь на втором канале показывается абсолютное падение напряжения на R1.

Вот схема:

(http://i3x.ru/images/mysterious_inductance.2.scheme.png)

А вот и видео, посмотрите как это выглядит "в динамике":
Аномальное поведение тока (http://www.youtube.com/watch?v=RmZ9i_W_RM4#)


Название: Re: Аномальное поведение тока при коммутации индуктивностей
Отправлено: Livemaker от Июнь 28, 2011, 09:47:27
Можете выложить схему мультисимовскую?


Название: Re: Аномальное поведение тока при коммутации индуктивностей
Отправлено: Magnitilog от Октябрь 09, 2012, 05:43:50
Сделал корректировки с  учетом замечаний, а именно:
 -Заменил китайский "крокодильчик" R1 на нихромовую проволочку.
 -Заменил "крокодильчики" ведущие к нагрузке на более солидные.
 -Повесил землю осциллографа на плюс питания, и теперь на втором канале показывается абсолютное падение напряжения на R1.

Вот схема:

(http://i3x.ru/images/mysterious_inductance.2.scheme.png)

Что же тут аномального? Это и есть свободная энергия.
Тут основа для её понимания...


Название: Re: Аномальное поведение тока при коммутации индуктивностей
Отправлено: akmike от Октябрь 10, 2012, 06:40:53

Проверил в симуляторе:
Понятно, что при увеличении L2, ток в точке 3 будет всё меньше, это следует хотя бы из ЗСЭ  ;) .  Но ни при каких сочетаниях L1 и L2 преломления на графике (в симуляторе) не возникает. Цеплял паразитные емкости, результат тот же.

У меня симулятор нормально показывает момент на котором вы заостряете внимание (преломления на графике).