Межкаскадные трансформаторы

[Игорь Гапонов]

+ стопяцот

 

[Oleg]

Во-первых, Вы докажите, что на B и H в измерительной установке находятся "в фазе".

Вот именно. На установке, идеально сбалансированной по фазе, при полном отсутствии искажений мы должны увидеть прямую линию, но не эллипс. При искривлении кривой намагничивания, но при отсутствии гистерезиса - кривую линию, как при измерении ВАХ нелинейных элементов. При появлении гистерезиса эти прямая или кривая линия начнут раздваиваться, но концы фигуры обязательно будут острыми. Наличие тупых концов означало бы, что в какие-то моменты времени мю равно бесконечности. Но если между векторами В и Н появится фазовый сдвиг, то вместо прямой (при полном отсутствии искажений) мы увидим эллипс. Если петлю частного цикла просуммировать с эллипсом, то мы увидим эллипсоподобную фигуру, но с более острыми, чем у эллипса концами (в точности как на картинке в п.2003). Чтобы увидеть истинную петлю гистерезиса, следует сделать фазосдвигающую цепочку установки подстраиваемой, и подстраивать её по минимуму ширины получаемой фигуры. Тогда концы "эллипса" из тупых станут острыми.

2 hydr. Кстати, нарисуйте схему Вашей установки. Каковы величины R и C в фазосдвигающей цепи?
В идеале нужно получить фазовый сдвиг ровно 90 градусов. Но может оказывать влияние сопротивление обмотки по постоянному току, а так же то, что простая RC-цепь - не идеальный интегратор. Ошибки в один градус достаточно, чтобы увидеть эллипс при соответствующем масштабировании растяжкой по оси осциллографа.

 

[RX_man]

Вот интересная ссылка.

http://www.cliftonlaboratories.com/non-linear_transformer_behavior.htm#B-H_Curve_

Имеется измерения искажений множества линейных трансформаторов при разных уровнях, петли и т.д.

В числе прочего сказано, что Эллипс дает четные гармоники, прямая с загибами концов - нечетные, эллипс с загибами - четные и нечетные.

Оброатите также внимание на картинку кривой намагничивания с пояснениями по ее участкам.
На начальном участке В(H) имеет кубическую зависимость, выше, линейную, далее насыщение.

 

[Игорь Гапонов]

.. Наличие тупых концов означало бы, что в какие-то моменты времени мю равно бесконечности...

Не "времени" .

И вообще, "тупые" ещё ничего не значит. Наличие "вертикальных отрезков"- да.

А гистерезиса у ферро-ферримагнетиков и суперпарамагнетиков нет, только при однодоменной структуре (ось лёгкого намагничивания), при условии свободной в "механическом смысле" ориентации внутри образца (при намагничивании механическое воздействие, намагничивание магнитных жидкостей и порошков), образовании доменов в процессе намагничивания, (например, намагничивание нагретого до точки Кюри образца с последующим охлаждением) и в присутствии спадающего от коэрцитивной силы переменного поля (ВЧП ). Может ещё чего-то есть, я не знаю.

 

[Oleg]

Вот интересная ссылка.

http://www.cliftonlaboratories.com/non-linear_transformer_behavior.htm#B-H_Curve_

.

Они установку собрали не совсем верно. В учебнике Вдовина нарисовано по другому. Там сигнал ЭДС берётся со вторичной обмотки, тем самым устраняется влияние на фазовый сдвиг сопротивления обмотки по постоянному току. Поэтому у них виднеется эллипс вместо прямой. Фазовый сдвиг цепочки 270кГц+1uF на частоте 20Гц - 88градусов. Плюс потери на токи Фуко фазу двигают.

 

[Oleg]

Не "времени" .

И вообще, "тупые" ещё ничего не значит. Наличие "вертикальных отрезков"- да.

Наличие вертикальных участков необязательно. Достаточно наличия вертикальных касательных к каким-то точкам, чтобы утверждать, что мю в этих точках равно бесконечности. Если функция имеет изломы (это равносильно разрывам), то в точках излома она недифференцируема, и точек с мю, равной бесконечности, она не имеет. Что не противоречит физическому смыслу, а значит, имеет право быть, в отличие от случая, когда петля гистерезиса - эллипс.

 

[Игорь Гапонов]

Наличие вертикальных участков необязательно. Достаточно наличия вертикальных касательных к каким-то точкам, чтобы утверждать, что мю в этих точках равно бесконечности. Если функция имеет изломы (это равносильно разрывам), то в точках излома она недифференцируема, и точек с мю, равной бесконечности, она не имеет. Что не противоречит физическому смыслу, а значит, имеет право быть, в отличие от случая, когда петля гистерезиса - эллипс.

Я уже об этом тут писал. Разрыв производной не связан с "недифференцируемостью"! Например, в этой точке может быть ДВЕ (или эн) ПРОИЗВОДНЫХ. Нужен "конечный" отрезок, где её нет вообще, тогда да- производной нет.

P.S. Грубо говоря в определённых случаях "на ноль делить можно" (sinx/x, например). Но вот когда напряжение не равно нулю, а ток равен нулю, что имеет место быть при реактивной (комплексной) нагрузке, никаких катастроф не происходит, т.к. эти точки расположены ВО ВРЕМЕНИ и не имеют сколь нибудь заметной продолжительности (определённый интеграл не равен бесконечности). В аспекте "равновесия" наличие мю=бесконечности - нонсенс!

 

[Oleg]

Я уже об этом тут писал. Разрыв производной не связан с "недифференцируемостью"! Например, в этой точке может быть ДВЕ (или эн) ПРОИЗВОДНЫХ. Нужен "конечный" отрезок, где её нет вообще, тогда да- производной нет.

Не надо бабушку лохматить. Условия дифференцируемости функции я знаю. Разрыв функции напрямую связан с её недифференцируемостью в точке разрыва.

http://www.fizmatik.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=20&Itemid=21

Цитата по ссылке:
"Например, функция y=∣x∣ непрерывна в точке x=0, но не дифференцируема в этой точке.
Таким образом, не всякая непрерывная функция дифференцируема, а любая дифференцируемая функция непрерывна."

P.S. Грубо говоря в определённых случаях "на ноль делить можно" (sinx/x, например).

Конечно можно, потому что

 

[Игорь Гапонов]

Оттуда же:

Обратное утверждение не верно.

Например, функция y=∣x∣ непрерывна в точкеx=0, но не дифференцируема в этой точке.

Таким образом, не всякая непрерывная функция дифференцируема, а любая дифференцируемая функция непрерывна

Или недифференцируемость на отрезке тоже самое, что и в точке? Производная от модуля имеет в точке ноль ДВА ЗНАЧЕНИЯ -1 и +1. И не надо лохматить бабушку.

 

[Игорь Гапонов]

по сабжу (магнитные свойства)

Мне тут на ум пришло.

По-моему (т.е. гипотеза) причина наблюдаемого гистерезиса- "отправная" ориентация доменов в массиве. Что тензорное пространство - это бесспорно. Но вот интересно, может картина прояснится в трёхмерном варианте аргумента аш? Т.е. одна составляющая аш - вглубь, другая - вширь, третья- ввысь? Во всяком случае для однодоменной структуры такое довольно легко представить: произвольная ориентация замкнутого "прямоугольного витка" в пространстве (в однодоменном случае нет "частных петель гистерезиса", есть одна петля и одна S-кривая соответственно для оси трудного намагничивания и лёгкого намагничивания). Правда, пространство получается четырёхмерным .

 

[Сергей А]

То RX man, интересная ссылка, в итоге как я понял , достаточно увидеть угол наклона элипса от вертикали, чтобы понять уровень качества ? Больше - хуже, по всем параметрам.

 

[hydr]

Магнитный материал никогда не может знать наперёд, в какой момент времени его заставят перемагничиваться в обратную сторону. Но аккуратные закругления на концах эллипса, тем не менее, он сделать умудряется (по Вашей версии).

Вот наверное первопричина последующих логических проблем.

В исчерпывающей редакции:

В = m0 * ( М + Н ) где,

М - векторная величина характеризующая поле создаваемое доменами магнитного материала;

Н - вектор напряженности намагничивающего поля.

Дело то в том, что если рассматривать домены как нематериальные тела то тогда вопрос, откуда магнитный материал знает наперед куда ему перемагничиваться, вполне возможен.
Но поскольку домены материальные тела то магнитный материал все соображает загодя.
Причина банальна, вектор М вращаясь в вязкой среде обладает моментом инерции т.е. кинетической энергией, вот отсюда и закругления ( правда, конечно часть). При приближении к насыщению материала момент инерции снижается, по вполне понятным причинам, вот почему с увеличением индукции кончики петли заостряются а при насыщении совсем уж острые.


Схема измерений Вдовина.

С уважением hydr.

 

[Oleg]

Или недифференцируемость на отрезке тоже самое, что и в точке? Производная от модуля имеет в точке ноль ДВА ЗНАЧЕНИЯ -1 и +1. И не надо лохматить бабушку.

У функции y=|x| в точке х=0 нет производной, и она в этой точке недифференцируема. Эта функция приводится в качестве примера недифференцируемости во многих учебниках по матанализу. К точке разрыва или излома невозможно провести касательную, значит, нет дифференциала, нет производной.
Выдержка из учебника И.Шведова

 

[Oleg]

Причина банальна, вектор М вращаясь в вязкой среде обладает моментом инерции т.е. кинетической энергией, вот отсюда и закругления ( правда, конечно часть).

Хотите сказать, что если по домену пнуть, то он, как баржа, будет поворачиваться ещё несколько десятков миллисекунд? Чтобы отпали сомнения -протестируйте образец на частоте 1Гц.
Как Вы всё-таки объясните, что на Ваших эллипсах есть точки, где dB/dH равно бесконечности?

 

[hydr]

То Oleg

Да, подтверждаю, если пнуть то момент инерции себя проявит. Время зависит от материала сердечника.

Что касается dB /dH, с тех времен когда предметно занимался этими вопросами в памяти сидит твердая установка: " При рассмотрении петель гистерезиса абсолютная магнитная проницаемость теряет смысл".
Другими словами не пытайтесь, что либо анализировать беря за исходную величину, ту которая просто не определена в поле рассмотрения.

С уважением hydr.

 

[RX_man]

То RX man, интересная ссылка, в итоге как я понял , достаточно увидеть угол наклона элипса от вертикали, чтобы понять уровень качества ? Больше - хуже, по всем параметрам.

Нет, не в угле дело. Угол - это проницаемость. Причем он зависит от масштаба, т.е. относителен.
Самым лучшим оказался WE, на котором явно больше всего намотано и которые имеют в намного больший габаритный размер, чем все остальные сравниваемые.
Испытателям так и не удалось вогнать его в насыщение.

Еще важно - чем меньше уровень сигнала, тем уже петля гистерезиса и ниже потери.
WE тянет без насыщения 200В. А испытывают его на уровнях 100-1000мВ.
И никаких "кошмаров" нет. Наоборот - идеальный эллипс и искажения -90дБ.

Так что это скорее о пользе крупных сердечников и большого количества витков

 

[Oleg]

Да, подтверждаю, если пнуть то момент инерции себя проявит. Время зависит от материала сердечника.
.

Сказки мне какие-то рассказываете. Такие заносы на поворотах, что частный цикл аж превращается в эллипс- для магнитных доменов это круто.
Как мне Вас ещё убедить? Картинку из учебника по ТОЭ показать, что-ли.
Всё тот же Евдокимов.

PS. Такой контрольный вопрос. Если в качестве испытательного сигнала подавать не синус, а "пилу" - по прежнему на экране осциллографа будет эллипс? Для графика В(Н) вид функции U(t) не должен иметь значения.

 

[Сергей А]

To RX man, ну дженсен то в насыщение загнали , а эллипс вертикальный,
А у Бурнс и Триад эллипс наклонный и хотя ширина разная, потери отличаются минимально ?

 

[Oleg]

Да не может там быть эллипса. Говорю ведь - установка не настроена.
Посмотрите на рисунок. Там кончик эллипса. На участке А-В величина Н уменьшается, а В растёт. И это на частоте 50Гц. Бредятина полная. На классической петле из учебника ни одного такого участка не найдёте.

 

[hydr]

Как мне Вас ещё убедить? Картинку из учебника по ТОЭ показать, что-ли.
Всё тот же Евдокимов.

То Oleg

Петля гистерезиса ( Подчеркиваю! Не динамическая петля) снимается при исключительно медленном перемагничивании образца.
В этом случае естественно про инерционные процессы нужно забыть.
Вот так все просто объясняется. Нужно внимательно относится к тому, что стоит за основными определениями.
А что касается заносов на поворотах, то это уже не смешно. Получается так, если факты ( сколько еще вам нужно представить эллиптических петель, снятых коллегами и из других источников?) противоречат вашим представлениям то тем хуже для этих фактов.

С уважением hydr.