Индукционный нагрев металлов.

  Вход на форум   логин       пароль   Забыли пароль? Регистрация
On-line:  

Раздел: 
Gauss2k - gauss gun у тебя дома / Электроника и Электротехника / Индукционный нагрев металлов.

Страницы: << Prev 1 2 3 4 5  ...... 109 110 111  ...... 196 197 198 199 Next>> новая тема

Автор Сообщение

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 08-08-2011 20:33
Давно живу... Но все. Лимит исчерпан. Больше, действительно, - ни байта.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 783
Добавлено: 08-08-2011 21:20
За ваше "ни байта слова" -- это уже через каждый пост и после очередной поэммы
Мысленно представил картинку из будущего. На рабочем столе ювелира стоит небольшая установочка МИПП-2015. Помимо миниатюрной плавилки в нее встроена еще и универсальная суперлитеечка. Ювелир в белоснежном халате достает из сейфа несколько пузырьков с порошками. Засыпает в приемный бункер. С помощью сенсорных кнопочек устанавливает режим, нажимает красненькую сенсорную кнопочку «Пуск». Идет покурить электронную сигарету. Приходит. Достает из лотка еще теплую отливочку. Вставляет ее в миниатюрный станочек с ЧПУ, стоящий рядом…

Эх! Ничего не понимаю в литье, но как красиво выглядит!

Вдруг на горизонте литейного рая стала зарождаться маленькая грозовая тучка. Постепенно она разрасталась, воздух с дымом от электронной сигареты стал явно насыщаться озоном, вдалеке послышались раскаты грома. С цветущих деревьев легкий ветерок стал срывать первоцвет.
Литейщик почувствовал легкую напряженность нервы его напряглись, в душе зародился росток дискомфорта.
По мере приближения грозы, литейщика начали терзать смутные сомнения по поводу тембра грома, что-то он ему напоминал и явно был знакомым.
ВДРУГ земля под литейщиком всколыхнулся и он свалился на пол, со своего любимого топчанчика в обеденной комнате.
А гром превратился в бас хозяина ювелирного завода: какого х..я му..ак ты тут я.ца мнешь, за что я тебе плачу деньги !!! уёб..к

Следы после обеденного кимарчика у литейщика совсем улетучились, а последующий пинок от хозяина придал ему ускорения и нужный вектор тяги в направлении литейки.
Почти не касаясь пола литейщик летел на рабочее место, вдыхая полной грудью гипсо-кристобалитовую пыль и смешанный аромат серной и плавиковой кислот, подсознательно сравнивая это с ощущениями литейного рая.
Открыв дверь литейки ударная термоволна 50 градусного воздуха, окончательно вернула литейщика на грешную землю.......
===========
Кстати, а чем это таким страшным, кроме неоднородности нагрева, чреваты зазоры в индукторе? Опять загадками изъясняетесь. Так что возникает страшное подозрение - а сами-то знаете?

поднимите в конце концов свою академическую за..цу, возьмите в руки методичку по расчету индуктора (индукционной печи) и там на примитивном уровне для вашего мозга будет все написано, если что не поймете - задайте вопрос по существу и я Вам отвечу, в цвете, что бы ваша жизнь не казалась черно белой.
Вы же так любите считать...... и писать... и приводить исторические факты

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 10-08-2011 20:17
Неплохо было бы "подытожить" обсуждения, связанные с реализацией индукторов для установок небольшой мощности. Если с согласующими трансформаторами и батареями все более-менее ясно (близкие к оптимальным решения: броневые сердечники и сэндвичи), то с индукторами все несколько сложнее. Я попытался (очень "вчерне") классифицировать варианты, которые так или иначе здесь затрагивались за последние два-три месяца. Ну и, естественно, еще и некоторые очевидные, общеизвестные решения. Получилась вот такая картинка:



В таком виде, ИМХО, тема с индукторами выглядит как-то более обозримо. Естественно, речь не идет о всесторонней классификации. Это - скорее некая "карта для ориентирования" в большой теме про индукторы. Возможно я что-то (или кого-то) упустил. С удовольствием добавлю/поправлю.

==================
Это - так называемая "множественная классификация" (в отличие от иерархической), т.е. например по способам жидкостного охлаждения все признаки присутствуют одновременно. Например: 1.1 + 2.1 + 3.2 - водяное охлаждение без фазового перехода с открытым циклом - это всего лишь индуктор, подключенный к водопроводу, вода в индукторе не кипит, а слив горячей воды - в раковину...

==================
Теперь неплохо было бы сделать сравнительный анализ этих вариантов по эффективности, стоимости, технологичности, надежности и т.п. Так, чтобы можно было бы выбирать оптимальный в зависимости от задачи.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 350
Добавлено: 10-08-2011 20:43
А что если лицендрат помещать не в пластиковую трубку, а в медную? При этом надо сделать так чтобы внешняя поверхность подводящего проводника (где ток течёт) переходила в лицендрат и внешнюю поверхность трубки одновременно.Чтоб ток и туда, и туда затекал. Да ещё и воду через такое соединение как-то подвести.

Получатся ведь просто два индуктора соединённые параллельно.
При этом получаем теплоустойчивость и прочность медного индуктора и повышенную эффективность за счёт сечения лицендрата.

Я делал прототип. Но там медная трубка была изолирована. Эффективность была ниже чем просто у такого же индуктора из просто трубки.
Но это можно объяснить тем что сечение лицендрата видимо было меньше чем эффективное сечение трубки с учётом скин-эффекта и эффекта близости. Но уж точно меньше чем эфф. сечение просто с учётом скин - эффекта. Да и сделано было на соплях. Вообще оказалось трудно впихнуть в трубку лицендрата больше чем её эффективное сечение (60 кгц) ибо место для воды ещё нужно.

Может я что-то упускаю? Не может быть всё так просто.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 10-08-2011 20:45
Боюсь, что весь ток будет течь по скину внешней трубки (как в монолитном проводе). Разве что трубку пустить внутри литцендрата.

=====================
Ну, может быть, что-нибудь в таком духе:

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 350
Добавлено: 10-08-2011 20:55
А почему?
Допустим есть трубка прямая,дальше она раздваивается на литцендрат и вторую трубку, всё тоже прямое. Ток при этом разделяется ибо ничто ему не мешает разделяться. Дальше литцендрат заходит внутрь трубки и они вместе образуют индуктор. Спрашивается, куда же денется ток из литцендрата, если он внутри трубки изолирован? Так и потечёт по нему видимо дальше.

Только по трубке ток потечёт если, к примеру, литцендрат присоединить к внутренней поверхности трубки.
Ещё может потечь если индуктивность литцендрата сильно больше чем у трубки. А за счёт чего она будет сильно больше? Форма-то одинаковая.

Ведь по внутренним жилам того же литцендрата, например, ток течёт так же как и по внешним.
----------------------------------------------------
Ну если так, то опять надо каким-то теплопроводящим клеем мазать и литцендрат защищать от внешних воздействий

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 10-08-2011 21:04
Но ведь ток, это же не вода. Чтобы он тек нужна напряженность эл. поля. А внутри трубки (если стенки толще, чем скин) поля нет. Значит и тока не будет. Где-нибудь в начале (где контакт) ток весь вывалится на скин. Можно, конечно, посчитать, но интуитивно и так понятно. Не согласны?

============================

PS Честно говоря, от электродинамики у меня иногда "мозги клинит" - интуиция не срабатывает. Но здесь можно идти "от противного". Рассмотрим простую модель: трубка (толще скина) и внутри ее (коаксиально) пруток (вместо литцендрата). А теперь устремляем диаметр прутка к внутреннему диаметру внешней трубки. Получаем монолит. Вроде бы нет причин, чтобы при каком-то диаметре прутка происходил качественный скачок. ИМХО, конечно...

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 350
Добавлено: 10-08-2011 22:21
Хмммм...

По вашему, если поля нет, то внутри трубки и постоянный ток не потечёт.

Если предположить что в каком-то месте пруток выходит из трубки и не контачит с ней, то качественный скачёк будет когда внешние поверхности трубки и прутка замкнутся. Ну или поверхность прутка с внутренней поверхностью трубки.

Возьмём тот же пруток внутри трубы. И предположим что с двух концов трубы труба с прутком разделяются как указано выше. (типа пруток выходит через дырку в стенке трубки).
Чтобы ток предпочёл один путь другому, они должны как-то электрически отличаться. Не важно, свёрнуто ли оно в индуктор или нет. Должна быть разная индуктивность или сопротивление. Я не вижу причин по которым что-то должно сильно отличаться, ибо это просто два идущих параллельно проводника.

Да что там, за примером далеко ходить не надо - трансформаторы мотают коаксиалом, когда оплётка - первичка, а средний провод - вторичка. Те же самые GDT.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 11-08-2011 05:06
Доброго утра!

По вашему, если поля нет, то внутри трубки и постоянный ток не потечёт.
Да. Без разницы постоянный или переменный. Локальный закон Ома еще никто не отменял: вектор плотности тока пропорционален вектору электрического поля. Коэффициент пропорциональности - локальная проводимость среды.

то качественный скачёк будет когда внешние поверхности трубки и прутка замкнутся
Если поле нулевое, то поверхности будут эквипотенциальными, поэтому факт контакта ни на что не должен влиять(?) Ну тут нужно еще немножко подумать.

ибо это просто два идущих параллельно проводника
Проводники с ВЧ токами, в отличие от постоянных, нельзя рассматривать независимо от полей, которые они создают вокруг себя и, соответственно, вихревых токов, появляющихся при этом в этих проводниках.

Да что там, за примером далеко ходить не надо - трансформаторы мотают коаксиалом, когда оплётка - первичка, а средний провод - вторичка. Те же самые GDT.
Хороший пример! При умозрительных электродинамических рассуждениях (особенно с переменными полями) часто "репу заклинивает". Поэтому пока не знаю что тут сказать. Если придумаю убедительный аргумент - скажу.

Скорее всего, "фишка" в том, что внутренний и внешний провод коаксильной обмотки такого трансформатора подключены к разным (независимым) внешним цепям. Поэтому внутреннее поле не может полностью скомпенсироваться. По сути, любой трансформатор так работает. Но, если коаксиал в начале и в конце просто замкнуть (жилу с оплеткой), то по внутренней жиле, скорее всего, ток уже не потечет - внешняя эдс для внутренней шины будет полностью скомпенсирована вихревым электрическим полем.

Еэх, с детства недолюбливаю трансформаторы...

===============
В принципе решение, конечно, есть. Если в Вашей конструкции индуктора внешнюю медную трубку изолировать от литцендрата и просто ни к чему не подключать, то ток, естественно будет течь по литцендрату. Но, честно говоря, умозрительно не могу сообразить насколько внешняя трубка будет портить жизнь на средних и высоких частотах в такой геометрии. Тут уже "честно" считать нужно.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 350
Добавлено: 11-08-2011 11:38
Проводники с ВЧ токами, в отличие от постоянных, нельзя рассматривать независимо от полей, которые они создают вокруг себя и, соответственно, вихревых токов, появляющихся при этом в этих проводниках.

Ну так если проводник сплошной, то заряды способны свободно перераспределяться по сечению и выталкиваются полем на поверхность.
А в литцендрате они не могут перераспределяться, поэтому так и текут себе в своих жилах.
Случай с литцендратом в трубе - тот же литцендрат, где часть жил это труба.
Взять литцендрат в трубке и померить индуктивность литцендрата и трубки. Они же будут примерно одинаковы. Ибо они не мешают друг другу создавать магнитный поток. Вихревые токи, наводимые литцендратом в трубке и наоборот пренебрежимо малы и не могут сильно повлиять. (трубка же не замкнутый виток)
А если для внешнего источника сигнала литцендрат и трубка "выглядят" одинаково, то с чего это ток не будет течь по литцендрату?

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 11-08-2011 20:20
Ну так если проводник сплошной, то заряды способны свободно перераспределяться по сечению и выталкиваются полем на поверхность
N_N, ВЧ-ток течет по поверхности проводника (а не внутри его) совсем не потому что заряды вытолкнулись на поверхность. Это происходит потому что электромагнитное поле существует в основном только снаружи проводника и очень быстро (экспоненциально) затухает при углублении внутрь проводника. Поэтому и работает только поверхностный слой проводника (скин-слой), где поле еще не сильно затухло. Естественно здесь мы говорим о высоких частотах и хорошо проводящих проводниках.

Кстати, перераспределить заряды в проводнике (например, вытолкнуть их на поверхность) очень трудно. Нужны очень сильные поля. На макроскопических масштабах в таких системах, как металл, квазинейтральность (локальное равенство положительных и отрицательных зарядов) выполняется с огромной точностью.

Взять литцендрат в трубке и померить индуктивность литцендрата и трубки. Они же будут примерно одинаковы. Ибо они не мешают друг другу создавать магнитный поток.
На низких частотах - да. На высоких - нет. Взгляните на медную трубку вокруг литцендрата как на хороший электромагнитный экран. Вне этой трубки часть поля, которая должны быть от литцендрата, практически будет равно нулю. Какая уж тут индуктивность! Не так ли?

===================================

Вообще-то такие задачи очень сложно обосновывать умозрительно. Видите, мы уже сделали пару итераций, но мне так и не удается Вас убедить. Здесь, конечно, нужно честно решать уравнения Максвелла с соответствующими граничными условиями. А может проще экспериментально проверить? Мы же экспериментаторы. На кой нам диффуры в частных производных решать? Наши методы - рассуждения "на пальцах" и эксперимент.

А эксперимент в общем-то простейший. Берем две медных трубки разного диаметра. Делаем коаксиал. На внутреннюю трубку надеваем один трансформатор тока (он должен пролезть внутрь внешней трубки), на внешнюю - другой трансформатор. С обоих концов трубки замыкаем. Подключаем об конца к генератору сигналов. Сигналы с ТТ - на осциллограф. На низких частотах сигналы с ТТ должны быть одного порядка. С ростом частоты сигнал ТТ от внутренней трубки должен становить все слабее и слабее. При высоких частотах тока во снтуренней трубке быть практически не должно (по сравнению с током внешней трубки).

Сможете сделать такой эксперимент? Для однозначного решения вопроса. Просто я до сентября в отпуске, а дома сильно не наэкспериментируешься. Поэтому сам не могу пока.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 350
Добавлено: 11-08-2011 22:24
А, блин. Да, про заряды это я сморозил Не заряды, а ток.
Аж стыдно.

Я-то сделаю. Только сразу индуктор с литцендратом.

На низких частотах - да. На высоких - нет. Взгляните на медную трубку вокруг литцендрата как на хороший электромагнитный экран. Вне этой трубки часть поля, которая должны быть от литцендрата, практически будет равно нулю. Какая уж тут индуктивность! Не так ли?

Нет уж. Не согласен. Поле-то компенсируется полем вихревых токов. А если концы трубки не замкнуты, то возникновение таких токов, мягко говоря, затруднено. Вот если бы трубка была замкнутой катушкой - тогда поле бы действительно компенсировалось.

В вашем доводе кстати есть внутреннее противоречие. Если "Какая уж тут индуктивность!" понимать как "индуктивность литцендрата мала", то ток-то как раз и потечёт преимущественно через литцендрат

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 12-08-2011 03:23
Нет уж. Не согласен. Поле-то компенсируется полем вихревых токов. А если концы трубки не замкнуты, то возникновение таких токов, мягко говоря, затруднено. Вот если бы трубка была замкнутой катушкой - тогда поле бы действительно компенсировалось.
Если внешняя трубка изолирована и концы ее никуда не подключены, то конечно она не будет сильно влиять. Здесь все правильно. Но я-то думал Вы рассматриваете самый первоначальный случай, когда на обоих концах трубка и литцендрат соединены и подключены к одной и той же внешней цепи.

В вашем доводе кстати есть внутреннее противоречие. Если "Какая уж тут индуктивность!" понимать как "индуктивность литцендрата мала", то ток-то как раз и потечёт преимущественно через литцендрат
Нет здесь противоречия. Ток в цепи зависит не только от ее сопротивления, но еще и от разности потенциалов. Индуктивность "никакая", но и поле нулевое. Нельзя литцендрат и окружающую его трубку рассматривать как две независимые дискретные катушки (индуктивности), подключенные параллельно к какому-нибудь внешнему источнику. Это сильно связанные ВЧ-системы. ИМХО, не симметрично. Тогда нужно строить эквивалентные схемы, вводить источники эдс, связи и т.д. Брр... Чисто физический подход (с "железяками" в электромагнитных полях) мне как-то понятнее.

Я-то сделаю. Только сразу индуктор с литцендратом.
Это очень интересно. А внешняя трубка будет подключена к цепи? Или изолирована и отключена? Ток (непосредственно в литцендрате внутри трубки) как-нибудь можно будет измерить? Как убедиться, что эффективность такой конструкции (литцендрат внутри медной трубки) будет выше, чем простой трубчатый индуктор?

=========================

Еэх! А мне пока остается только теоретизирование...

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 12-08-2011 05:15
Ну что ж. Подытожим варианты поперечных сечений индуктирующего провода для индукторов маломощных установок ИН. Вот что получилось (в итоге) на данный момент.



Это пока все.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 350
Добавлено: 12-08-2011 15:04
Я рассматриваю что всё подключено.

Простой пример. Для начала постоянный ток.
Возьмём два параллельных проводника. Когда токи текут в одном направлении, то поле между проводниками действительно равно нулю. Если быть точным, то нулевое оно только ровно посередине, но, короче, одно из другого вычитается. Но снаружи -то оно складывается.

Теперь труба - внутри поле везде нулевое, снаружи естественно нет.
Теперь труба, а внутри литцендрат с током. Коли внутри от трубки поля нет, то ничто не мешает там существовать полю от литцендрата. А снаружи так они вообще складываются. Выходит что литцендрат создаёт такое же поле как и без трубки.
Ведь очевидно - медь пропускает магнитное поле.

Теперь сделаем ток переменным. Но задача будет квазистационарной - не учитываются электромагнитные волны.

Что изменится? Возникнет электромагнитная индукция.
1)Предположим что стенка трубки тоньше скин-слоя. На трубке будет наводится эдс. от магнитного потока литцендрата. И наоборот. Эти ЭДС будут равны и одинаковы по знаку. Площадь контура, кол-во витков - всё одинаковое. Следовательно если трубку с литцендратом замкнуть на концах - получаем 0. И никакого неравенства токов.
Ни что же не мешает переменному магнитному молю литцендрата проникать наружу т.к. нет токов, способных его скомпенсировать. Токи в трубе и литцендрате текут в одном направлении.

2) Толщина стенки больше скин-слоя.
В стенке трубки где отсутствует ток будет переменное магнитное поле от литцендрата, наводящее там вихревые токи. Но чисто топологически контура этих токов не могут охватить всего сечения индуктора, например. Что очевидно. Это возможно только когда трубка замкнута накоротко. Следовательно они никак не могут скомпенсировать поле от литцендрата. Следовательно оно существует вне трубки практически в таком же виде как и в предыдущем случае. Получаем аналогичный результат.

Проверить очень просто. Померить потребляемую мощность пустого индуктора. Обычного индукторе, и индуктора с литцендратом такой же формы. При одинаковом токе через индуктор естественно.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 12-08-2011 19:03

Проверить очень просто. Померить потребляемую мощность пустого индуктора. Обычного индукторе, и индуктора с литцендратом такой же формы. При одинаковом токе через индуктор естественно.
Да. Действительно. Если эффект сильный, то в принципе по изменению добротности контура его можно попытаться измерить. Я что-то не сообразил.

Но вернемся к самому эффекту. С постоянным током все ясно. Тут вопросов нет и не было. Разговор идет о переменном токе. Причем о ситуации, когда толщина скин-слоя меньше толщины трубки.

2) Толщина стенки больше скин-слоя.
В стенке трубки где отсутствует ток будет переменное магнитное поле от литцендрата, наводящее там вихревые токи. Но чисто топологически контура этих токов не могут охватить всего сечения индуктора, например. Что очевидно. Это возможно только когда трубка замкнута накоротко. Следовательно они никак не могут скомпенсировать поле от литцендрата. Следовательно оно существует вне трубки практически в таком же виде как и в предыдущем случае. Получаем аналогичный результат.
В этой фразе Вы доказываете, что поле от тока, текущего по литцендрату внешняя трубка не сможет скомпенсировать. Мне кажется Вы исходите из неверной посылки. Дело в том, что самого тока по литцендрату не будет, потому что электрическое поле внутри трубки будет равно нулю.

=================================

Ладно, сделаем еще одну итерацию. Последнюю. Вот попробовал нарисовать наглядный рисунок.



Теперь такая логика рассуждений:

1. Левый рисунок (1). ВЧ-поле довольно быстро затухает в проводнике. Более-менее сильное электрическое поле находится в тонкой приграничной области (скин-слое). Именно благодаря этому полю в скин-слое возникает электрический ток. Глубоко внутри проводника электрическое поле равно нулю и накакие токи там не ходят. Потенциал внутри проводника - константа. Сопротивление самого проводника и джоулев нагрев (потери) целиком определяется скин-слоем.
2. Рисунок (2). Если мы используем трубку, толщина стенок которой больше толщины скин-слоя, то распределение поля и токов будет точно такое же, как и для монолота. Т.е. с точки зрения сопротивления проводника и джоулевых потерь системы (1) и (2) абсолютно эквивалентны.
3. Обратим внимание, что напряжение между точками A и B на рисунке (2) равно 0. Теперь, если между этими точками мы поместим литцендрат (рис.3), то ток по нему, естественно, не побежит. V=0. Т.е. система (3) эквивалентна системе (2).

Образно говоря, проводнику вообще глубоко плевать что у него внутри, если это не касается области скин-слоя. Там может быть сплошной металл, пустота, литцендрат или вообще деревяшка... Ну не "лезет" ВЧ-поле в металл! Поэтому, кстати, металлы и не прозрачны. И что у него внутри (литцендрат или пустота) мы глазами не видим точно по этой же причине.

Ну неужели еще не очевидно? Если не убедил, то нам поможет только эксперимент. Или "честное" решение уравнений Максвелла для этой системы. Аргументов "на пальцах" у меня больше не осталось.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 350
Добавлено: 12-08-2011 19:54
Ваши рисунки конечно красивые и правильные. Но они совершенно не отражают того случая, о котором говорю я.
Конечно если подключать проводник внутри (как у вас) то ток туда даже не затечёт.

Я же писал "внешняя поверхность подводящего проводника плавно переходит во внешнюю поверхность трубки и литцендрат".

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 12-08-2011 19:57
А эти дужки, соединяющие литцендрат с трубкой что из себя представляют?

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 350
Добавлено: 12-08-2011 20:03
Ну я же не художник чтоб нарисовать всё как в реальности.
Просто некие условные проводники (тот же литцендрат, провода короче).
Да. Правильней было бы их пририсовать к подводящим проводам, а не к центральному проводнику.
А выглядеть буде гораздо сложнее. Так просто не нарисуешь. Разве что от руки на бумаге.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 12-08-2011 20:06
Да я не о качестве рисунка. Если учесть то, что внутри будет циркулировать вода, то, думаю, что конечный результат будет где-то как-то похож на то, что я нарисовал. По крайней мере с электрической точки зрения.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 350
Добавлено: 12-08-2011 20:07
Нет. Можно по другому решить.
Это дело техники.
Трубку придётся разрезать, выполнить хитрое соединение литцендратом, а место соединения закрыть неким герметичным изолирующим кожухом.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 12-08-2011 20:09
Ну посмотрим, посмотрим. Интересно. Буду рад, если ошибусь.

=================

Хотя, вряд ли...
Трубку придётся разрезать, выполнить хитрое соединение литцендратом, а место соединения закрыть неким герметичным изолирующим кожухом.
Ну выиграете 1-2 калибра "неоднородностей", после чего Ваш импровизированный волновод все равно "запрется" и E упадет в ноль. ИМХО. Длинные волны (у Вас лямбда гораздо больше критической) в волноводы тоже "не пролезают". А ток по инерции летать не будет.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 350
Добавлено: 12-08-2011 21:35
Это не волновод. На таких частотах и размерах волновые процессы не берутся в расчёт.
Вполноводы совсем не так работают. Там ВОЛНЫ распространяются. А тут считай нет никаких волн.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 13-08-2011 04:24
Это не волновод.
Вот и я о том же. В том смысле, что для такой длины волны это - хреновый волновод. О том, что поле (на самом деле наша километровая волна) не "полезет" в такой маленький волновод. Были бы десятки ГГц - пожалуй пролезло бы внутрь зазора между литцендратои и трубкой. Вот Вы и сами это видите.

Длины волн наших сигналов (сотни кГц) - километры. Но от этого они не перестают быть волнами. А уравнения Максвелла не перестают быть волновыми уравнениями. Квазистационарность (в данном случае малость размеров системы по сравнению с длиной волны) совсем не отменяет процессы затухания поля (а по сути - гигантской волны) на гораздо меньших масштабах, чем длина волны и размеры проводников. Хороший пример - теория скин-слоя, о котором мы разговариваем уже несколько дней.

Просто это - как бы аргумент на "пальцах", но "с другой стороны". Со стороны коротковолновых процессов. Смысл его в том, что как бы Вы не исхитрялись пустить такую длинную волну в Вашу трубку с литцендратом (по сути - коаксиальный волновод), она туда не полезет, поскольку длина этой волны заведомо больше критической для данного волновода. Чуть-чуть залезет, конечно (около замыкающих перемычек и герметиков), но быстро "сдохнет".

============================

В моем последнем аргументе есть один слабый момент - я "на вскидку" не могу сообразить как может выглядеть инкремент затухания волны в волноводе, критический размер которого меньше длины этой волны. Т.е. - на каком масштабе (расстоянии от Ваших замыкающих дужек) поле затухнет. Интуиция молчит, т.к. сильно "глубоко" с волноводами не приходилось работать. Скорее всего - порядка калибра, но не уверен. Можно посмотреть какие-нибудь задачки со ступенчатыми переходами. Может там какой-нибудь пример удастся найти. А лучше поискать какую-нибудь программешку для электродинамических расчетов...

=========================

Ладно. Вроде бы обсудили проблему с разных сторон, но к единому мнению не пришли. Спасибо за дискуссию. Но, поскольку Вы все равно полны решимости сделать такой индуктор, посмотрим что скажет Его Величество Эксперимент!

=========================
PS

Я немножко поправил свой рисунок так, чтобы он был более похож на Ваш. Понаглядней будет с "хвостами". Но суть не в том, где и как подключать литцендрат, а в геометрии всей системы. Обратите внимание на вариант (4). Может быть как-нибудь так будут вести себя токи в области герметика? Если я правильно понял, вариант (4) как раз электрически эквивалентен тому, что Вы собираетесь сделать.

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 143
Добавлено: 13-08-2011 06:33
Вот интересно – элементами Пельтье кто-нибудь баловался?
************************************
Здравствуйте
для KSV
Ну ладно, я - тут, хрен знает где. У меня уже утро. Сижу, чай пью. А вам-то почему не спится

-Вы там ещё долго собираетесь находится?

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 13-08-2011 06:44
Доброе утро, Irenchik! Давненько Вас не было.

Темоэлектрические системы используются для охлаждения электронных компонентов. Для индукторов ни разу не встречал. У них ограниченные возможности по мощности и кпд, естественно, не очень.

Есть неплохая статья Колпакова, где приводится табличка со сравнительным анализом различных методов охлаждения в силовой электронике. Посмотрите, табл.1 в статье Охлаждение в системах высокой мощности

========================

Вы там ещё долго собираетесь находится?
Судя по мерзкому, затяжному, по-настоящему осеннему дождю - вечно!

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 4243
Добавлено: 13-08-2011 12:13
Вот интересно – элементами Пельтье кто-нибудь баловался?

Бывало и такое. На буржуйском языке это называется Thermoelectric Cooler. Вот заснял было кино. Воду замораживает в лед. Но требует интенсивного охлаждения. В данном случае охлаждал водой. Можно использовать для получения минусовых температур без применения компрессорного оборудования. Как применить в индукцонном нагреве х.з. т.к. минусовые температуры не нужны для индуктора и для полупроводников.

З.Ы. Зачем медная трубка с литцендратом на ней или пластиковая трубка с литцендратом в ней? В том и другом случае требуется вода. Если есть вода, то ИМХО достаточно обычной медной трубки. Зачем к водному охлаждению придумывать дополнительный литцендратный геморой?
А можно элктричество добывать из элемента. Вот ролик нашел в интернете на эту тему. У меня почемуто так не получилось.. х.з. Напряжение просто мерял без нагрузки. Может дело в нагрузке...

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 13-08-2011 14:36
Приятных выходных, jab!
Зачем к водному охлаждению придумывать дополнительный литцендратный геморой?
Для непрерывной системы водяного охлаждения (замкнутый цикл с помпой или просто водопровод) особого резона в применении литцендрата, конечно, нет. Разве что радиатор можно уменьшить в разы для замкнутой системы охлаждения. Но если взять открытый цикл по воде, то ситуация становится гораздо интересней - уменьшение расхода воды в несколько раз при прочих равных условиях становится важным. Представьте, что стакана дистиллированной воды Вам хватило бы на несколько часов работы установки! Заманчиво? Это вполне реально для индуктора из литцендрата и открытой тепловой трубы. И никаких помп или вентиляторов!

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 350
Добавлено: 13-08-2011 17:10
З.Ы. Зачем медная трубка с литцендратом на ней или пластиковая трубка с литцендратом в ней? В том и другом случае требуется вода. Если есть вода, то ИМХО достаточно обычной медной трубки. Зачем к водному охлаждению придумывать дополнительный литцендратный геморой?


Повысить КПД. А это никогда не вредно.
Не в ожлаждении смысл. Хотя и ему легче будет.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 783
Добавлено: 13-08-2011 21:36
Если смотреть на мировую практику и мировой ёпыт...

То проблему решили довольно просто, силовую шину, трубку, провод покрывают слоем серебра.... и усё

Так все мощные передатчики зроблэны

На индукционках, даже мегагерцовых видел только труБку с водой

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 350
Добавлено: 13-08-2011 22:36
Ну и пусть делают себе.
А мну интересно.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 4243
Добавлено: 13-08-2011 22:56
Не уверен, что овчинка стоит выделки. Ведь не от батареек в походе надо плавить металлы, где каждый ампер на счету!? Кстати, про ампер. Думаю, что уменьшение плотности тока приведет к уменьшению потерь. Зависимость квадратная. Но! Придется увеличить количество витков и напряжение, чтоб в нагрузке аналогично не произошло уменьшение потерь. Должен получится высоковольтный индуктор из литцендрата. Думаю есть подводные грабли... надо считать.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 350
Добавлено: 13-08-2011 23:03
Не надо ничё считать.
У меня на этот случай первичка с отводами.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 14-08-2011 03:12
Литцендрат хорош на средних частотах (от нескольких десятков до сотен кГц). На слишком высоких частотах (под МГц и выше) применение литцендрата, особенно для индукторов, вряд ли оправдано. Слишком тонкие жилы нужны. Кстати, с точки зрения потерь, серебрение не так уж сильно снижает потери по сравнению с чистой медью. По сравнению с литцендратом выигрыш копеечный. На частотах, где литцендрат оправдан, естественно.

Мне кажется, что снижение нагрузки на систему охлаждения - пока единственный серьезный аргумент в пользу литцендрата. Что же касается кпд всей системы, то оптимизировать его имеет смысл только с учетом всех остальных потерь.

У кого-нибудь есть какая-нибудь реальная энергетика реальных индукционных плавилок? Типа: энергия, потребленная от розетки - 100%. Из них столько-то ушло на плавку металла, столько-то - потери в инверторе, столько-то - в согласующем трансформаторе, столько-то - в индукторе, столько потери через стенки тигля, и т.д. Остаток - неучтенные потери в остальных местах.

Только при наличии таких данных можно как-то предметно разговаривать об оптимизации кпд отдельных узлов. Начиная, понятно, с самых неэффективных.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 350
Добавлено: 14-08-2011 10:21
КПД Двухслойного индуктора на той железке что на видео грубо процентов 60. Т.е. 60% идёт в железку.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 624
Добавлено: 14-08-2011 13:21
Индукционная печка на 25кВт

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 4243
Добавлено: 14-08-2011 14:22
Порадовали реки расплавленного металла в тесном подвале. Интересная поделка.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 624
Добавлено: 14-08-2011 14:31
Мда, надо буит спросить у него чем он это все собирается рулить (или уже рулит)

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 14-08-2011 19:09
КПД Двухслойного индуктора на той железке что на видео грубо процентов 60. Т.е. 60% идёт в железку.
N_N, а как Вы это оценивали? Можно подробности? 100% - это то, что от сети потребляется?

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 350
Добавлено: 14-08-2011 19:45
Потребление с железкой и без при том же токе.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 15-08-2011 04:13
Понятно. Простенько, но для оценки вполне пойдет.

Вот если бы еще простейшую калориметрию по охлаждающей воде сделать. С железкой и без (температура воды на выходе, температура воды на входе, расход воды). Это дало бы еще две цифры: потери в индукторе и тепловые потери железки в процессе нагрева и плавки.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 350
Добавлено: 15-08-2011 15:21
Сделал.
Не работает
Ну то есть никаких отличий от обычного индуктора нет.
Однако версия про токи смещения мне не тнравится.
Скорее всего ток в литцендрат затекает, но потери каким-то образом остаются такие же. Возможно из-за каких-то хитрых вихревых токов в трубке всётаки.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 15-08-2011 16:03
Жаль, конечно, что чуда не произошло. Но зато теперь мы точно знаем, что такой индуктор не работает. Ну и заодно немножко потренировали мозги в "интуитивной электродинамике".

Спасибо за эксперимент. Вы довели этот вопрос до логического конца. Это вызывает уважение.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 612
Добавлено: 16-08-2011 00:10
Скорее всего ток в литцендрат затекает, но потери каким-то образом остаются такие же. Возможно из-за каких-то хитрых вихревых токов в трубке всётаки.

Забавно звучит.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 350
Добавлено: 16-08-2011 01:25
А чё забавного?
Может ты знаешь отчего так? Я до конца не понимаю.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 612
Добавлено: 16-08-2011 01:38
А я с самого начала, с моими слабыми знаниями почему то был уверен, что ksv прав (это не хвальба и т.п.), возможно он умеет объяснять, так что доходит до всех, не знаю. Мне его доводы, во всяком случае были очевидны. Ну а потери, которые Каким-то образом, и хитрые вихревые токи в трубках, это и вправду забавно. Мне кажется ищете проблему, там где ее нет.
Наверное мне стоит свалить с этого форума, буду read only. Всем удачи!
jab, снеси мой аккаунт отсюда.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 16-08-2011 07:24
Не всегда реальность соответствует нашим целям и желаниям. Декларируемым или подсознательным. Можно уйти. Можно попытаться что-нибудь изменить. В реальности. Или - в себе. В любом случай выбор всегда остается за Вами. Удачи!

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 624
Добавлено: 16-08-2011 09:58
Я что-то пропустил, N_N , а почему вы решили, что потери у вас (ну или вообще не обязательно у вас) из-за конструкции индуктора, его устройства, а, скажем, не из-за геометрических параметров того же индуктора, ну или еще чего. Или это было просто предположение...

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 16-08-2011 12:32
Надоел отпуск. Съездил на работу просто поработать для удовольствия. Много вопросов накопилось, которые не разрешить теоретизированием. Для "разминки" измерил потери в индукторе на демонстрационной установочке для левитационной плавки. Образец небольшой, поэтому индуктор работает в режиме "холостого хода". Измеряем практически чистые омические потери в трубке индуктора. Косвенный подогрев индуктора излучением образца добавляет лишь пару процентов. Схема и результаты эксперимента - на рисунке ниже.


Измерялась температура охлаждающей воды на входе индуктора (t1) и на выходе (t2). Расход воды был зафиксирован на 9 л/час. В установившемся режиме эти данные позволяют измерить мощность джоулева нагрева индуктора.

Из графиков видно, что прямые омические потери такого индуктора составляют 30% от потребляемой из сети мощности! Это - прямое измерение потерь в индукторе. Результат сопоставим с косвенной оценкой потерь, которую приводил N_N чуть выше (порядка 40%). Так что можно считать, что так и есть. Еэх! Люблю простенькие, но информативные эксперименты! Можно, конечно, попробовать еще на каких-нибудь трубчатых индукторах посмотреть потери. Но, мне кажется, что порядок величины мы с N_N "поймали" правильно - несколько десятков процентов. Вот, правда, интересно, а куда остальная мощность (нехилая!) идет?
====================

Итак, порядка 30% энергии ТУПО идет на нагрев индуктора! Возможно, водоохлаждаемый литцендрат не такая уж бессмысленная затея. И не только для систем с разомкнутым водяным циклом охлаждения. А может быть подумать еще о каких-нибудь других способах резко увеличить поверхность индуктирующего провода? Или может, высоковольтные низкоточные индукторы, как jab предлагал? Короче, "сухой остаток" - 30% потерь действительно дает некий стимул для дальнейших размышлений на эту тему. А то боролись-боролись за кпд инвертора, а тут - нате. Вся борьба в индуктор и утекла. Ну вот и еще одну маленькую Америку приоткрыли...

==========================
PS

Еще несколько цифр. Для контроля и просто для ориентировки в порядках величин, если кому интересно. "Пробежал" по расходу при фиксированной мощности. Без образца. Для данного индуктора при потребляемой мощности 1 кВт при расходе вода больше 7-8 л/час идет нормальное водяное охлаждение. Естественно, разность выходной и входной температур зависит от расхода. При расходе порядка 4-5 л/час в выходной воде появляются много мелких пузырьков пара. При расходе 3.3 л/час начинается кипение (оценка по результатам предыдущего эксперимента - для отвода 30% от 1 кВт (т.е. 300 Вт) тепла без фазового перехода расход воды должен быть не менее 3.2 л/час). Так что концы с концами где-то как-то сходятся.

=========================
PS2

Ну и в завершение. Еще один школьный опыт для ликбеза. Если индуктор нагружен (здоровое сверло на 10), то картина получается такая.

Пустой индуктор: потребляемая мощность 1000 Вт, в индуктор уходит - 298 Вт. Т.е. те же 30%
Вставляем сверло в индуктор (данные на начало, до точки Кюри, пока не раскалилось): потребляемая мощность 1540 Вт, в индуктор уходит чуть меньше, чем в предыдущем случе - 254 Вт. Т.е. абсолютное значение мощности, идущей в индуктор, изменяется мало, но относительное значение уже гораздо меньше - 16.5%. Поэтому если плавить "чугун" и хорошенько "нагружать" индуктор, то относительные потери в индукторе становятся уже не такие впечатляющие. Для таких задач ничего с индуктором, может быть, и не стОит делать. 16% - уже почти мелочь. Хотя для облегчения нагрузки на систему охлаждения задачка вроде остается еще актуальной.

==========================

Ну вот пока и все. На эту тему. Продолжим отпуск...

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 350
Добавлено: 16-08-2011 22:00
Что-то странно как-то.
Т.е. без образца в индуктор уходит 30 % потребляемой мощности?
Где же остаток? Не уж-то излучение
Может вы что-то не так мериете? Ток от сети например (Если электролиты стоят). Как вообще мощность от сети измерялась?

У меня - без железки в индукторе от сети потребляется 40% от того что с железкой.
А у вас со сверлом выходит 16 по воде, а по электричеству так все 75. Так что результаты не совпадают. Хотя конечно от заполнения зависит. У меня на пределе было.
Нагрев воды я не изучал.
Электролитов у меня нет. Так что амперметру можно верить. Наверное.

А что за система кстати? Там что-то стабилизируется? У меня ток.
У вас - не знаю. Но если без сверла 1000 а с ним 1500 - явно не просто генератор с фапч.
Запутался уже.

Страницы: << Prev 1 2 3 4 5  ...... 109 110 111  ...... 196 197 198 199 Next>> новая тема
Раздел: 
Gauss2k - gauss gun у тебя дома / Электроника и Электротехника / Индукционный нагрев металлов.

KXK.RU