Pull to refresh

Comments 75

Жирно. (это комплимент)
Но нужно взрывающийся вертолёт больше опытов. Надеюсь, что будет вторая серия.
Не подскажете, где брали ВТСП ленту по цене 2500 р./метр? Это, я бы сказал, по божески.
Ох уж эта привычка сделать навороченный сайт, лендинги-фигендинги и при этом не выложить прайс. Я вот до сего момента думал что метр супероксовской ВТСП ленты до сих пор стоит овер 7000 рублей. А 40 метров — это минимальный «размер партии» который у них можно купить или можно и метров 10? И вообще если не сложно расскажите как вы напрямую купили, просто взяли, пришли и купили или у вас какие то подвязки есть?

PS Посмотрел что вы из Новосибирска, можно тогда еще вопрос доставки в регионы осветить? Доставку тоже СуперОкс организовали?
На самом деле до описываемого изделия были и другие мелкие эксперименты с маленькими катушками и прямыми кусками ленты. Наш первый заказ у компании SuperOx (в 2016 году) составлял всего 6м, что согласитесь не очень много. Для оформления заказа, мы связывались с ними по почте, а доставляют ленту в обычных катушках (как на фото в статье, где две катушки рядом), посылкой. Например, сервисом DHL.
А почему нужно 50 и 25 витков, а не 5 и 10? КПД сверхпроводящей обмотки падает?
Для увеличения коэффициента связи. Обратите внимание, он воздушный, ферромагнитного сердечника нет, и плотность энергии магнитного поля из-за этого мала. Приходится увеличивать размер вторички, чтобы «поймать» больше энергии. При заданном коэффициенте трансформации это же приводит к росту размера первички.
О, здесь бы пригодился сверхпроводящий магнитопровод.
Мне кажется, или напротив, чем меньше сопротивление магнитопровода, тем больше в нём потерь (токи Фуко)?
О, нужен диэлектрический сверхмагнитопровод.
О, вот оно что, а я завис на отсутствии сердечника.
Что-то не соображу, а если его установить? Ну, скажем, из мягкой (отожжёной) железной проволоки с каптоновым скотчем набить?
Как часто трансформатор надо перезаряжать жидким азотом? Возможно ли в принципе изготовить такую теплоизоляцию, чтобы его хотя бы на год хватало?
С таким пенопластовым криостатом (откровенно не очень) азот выкипит минут за 20. В будущем конечно будем утеплять его. А вообще в реальных промышленных изделиях предпочитают приставлять к ВТСП оборудованию криокулер. Он и будет доохлаждать до нужной температуры (правда потребляет энергию).
Какова типичная мощность такого криокулера в МРТ, например?
И какова она в токоограничителе? Как я понял, трансформаторы такие (пока) в продакшене не применяют, а токоограничители — уже коммерческие изделия.
Всё верно, трансформаторы на сегодня пока в стадии прототипного изготовления и испытаний в сети. По последнему могу посоветовать почитать статью про китайскую сверхпроводящую подстанцию:
Xiao L. et al. Development of the world's first HTS power substation //IEEE Transactions on applied superconductivity. – 2012. – Т. 22. – №. 3. – С. 5000104-5000104.
Затрудняюсь ответить, поскольку насколько мне известно, в МРТ применяют жидкий гелий. Это связано с тем, что в МРТ требуются сильные поля, которые при азотных температурах зачастую просто не получить. Знаю только, что получение жидкого гелия в тысячи раз дороже жидкого азота.

Порядка единиц (1.5) Вт при 4 K (https://ws680.nist.gov/publication/get_pdf.cfm?pub_id=901013 — Fig.2 "MRI"; Gifford-McMahon; http://www.shicryogenics.com/products/4k-cryocoolers/ "RDK-408D2 are the standard for MRI… 2nd Stage Capacity 1.0 W @ 4.2 K… 1st Stage Capacity 40-50 W @ 43 K"; https://cryocoolerorg.wildapricot.org/resources/Documents/C16/009.pdf).


Электропитание МРТ-установки (SKYRA — http://mriquestions.com/uploads/3/4/5/7/34572113/skyra_planning_guide.pdf) — standby 7.2 kVA, highest average — 56 kVa, momentary 140 kVa. Требования к охлаждающей воде: отведение 200 тыс BTU в час (непрерывно-круглосуточно, холодопроизводительность ~60 кВт, чиллер на полтонны-тонну).


См.также https://geektimes.ru/post/291135/ Разбираем магнитно-резонансный томограф Astrei 17 июля 2017

Для меня недавно стало некоторым откровением, что под названием «эпоксидная смола» скрывается огромный ассортимент очень разных по свойствам материалов. Причем ЭДП и ЭД-20 практически худшие по всем характеристикам.
Гайд дадите по смолам? Офигенно актуальная информация для многих. Ну или в виде поста.
Я не то что бы дофига смол перепробовал, но когда искал смолу мне порекомендовали вот эту: Unsaturated polyester resin NORSODYNE O 12335 AL с отвердителем CUROX M-302.
Очень доволен, она супер прозрачная, довольно быстро застывает и очень твёрдая в итоге.
Вообще-то «Polyester resin» переводится как полиэфирная смола. Полиэфирка и эпоксидка — две сильно разные вещи. Это как известное «лучший из солидолов- литол», а «люминий — самый легкий из железов».
Ну, сфера применения же не указана, я подумал, что вдруг мой опыт работы с полиэфиркой тоже окажется полезен. Ну а нет, так нет.
Гайда сходу не нашлось, но лично мне удалось очень сильно качнуть знания про различные эпоксидки, читая форум «Катера и Яхты». Там все — от методик работы до реальных отзывов по качеству. Но надо читать сообщения, никто не собрал их в один титанический гайд.
А вы проверяли, действительно ли трансформатор со сверхпроводящими обмотками может трансформировать постоянку?
А откуда вообще такое утверждение взялось? Может, я совсем забыл теорию электротехники, но источником наведения тока во вторичной обмотке является не само магнитное поле, а изменение его интенсивности, и проводимость обмоток на это влиять не должна никак.
Похоже, разобрался сам. Если вторичная обмотка сверхпроводникового трансформатора нагружена на что-нибудь несверхпроводящее — трансформация постоянки невозможна, как и в обычном трансформаторе. Если же вторичная обмотка замкнута накоротко, и в её цепи нет несверхпроводящих участков — другое дело. Так?

Передача постоянного тока не возможна потому что магнитопровод насытится на миллисекунды и превратится в "воздух". Обмотки не причем вообще

Но если набрать «сверхпроводниковый трансформатор постоянного тока», находятся и ресурсы, принадлежащие отнюдь не фрикам. В чём подвох?
Ну, если набрать «скачать без регистрации бесплатно», можно тоже найти множество ресурсов разной степени солидности. :) Собственно, я и задал вопрос насчёт источника утверждения; дадите ссылку на ресурс с объяснением — можно будет обсуждать.

Не знаю ответа на этот вопрос. Но передача энергии в трансформаторе возможна лишь на изменяющемся токе->изменяющемся магнитном потоке в сердечнике (если он есть). На постояннке ток не может расти бесконечно, наступит насыщение сердечника и будет просто ещё, следовательно ток надо поворачивать в другую сторону с той или иной частотой. Если сердечника нет ток просто будет расти на несколько порядков быстрее, станет чрезмерным, появится дым и искры. В импульсных преобразователях используют инвертор тока (полуось например) или размагничивают магнитопровод в течении части периода. Или же используют накопительный трансформатор, он же многообмоточный дроссель (обратного вылета преобразователь), а нем ток имеет ее более ярковыраженную пилообразный форму

Значит всё-таки фрикам. Трансформатор связывает своим коэфициэнтом напряжения на обмотках. Если обмотки геометрически примерно одинаковы то это — строгое соотношение, следует напрямую из уравнений Максвелла и не зависит от постоянного/переменного тока. Да, там может быть и постоянное напряжение, но оно в итоге скорее всего окажется равным нулю, почему — см. ниже.
С током же всё сложнее — часть входного тока потребляется на поддержание тока нагрузки во вторичной обмотке, часть — на поддержку напряжений в обеих обмотках. Вторая составляющая — источник потерь, её стараются уменьшать. Меньше всего она получается при синусоидальном переменном токе большой частоты, с большими (по числу витков) обмотками. С постоянным током она будет не просто большая — она будет линейно и быстро расти до тех пор, пока ваш источник входного тока сможет держать этот ток, и закончится всё по сути коротким замыканием.


Если же вторичная обмотка замкнута накоротко, и в её цепи нет несверхпроводящих участков — другое дело. Так?

Тогда тоже будет короткое замыкание, но сразу. Такая вторичная обмотка не сможет принять напряжение, соответственно и трансформатор его потреблять не будет и превратится в нагрузку сопротивлением 0 ом.

То же самое возникает, если вторичной обмотки совсем нет, правильно?
Вопрос: как тогда запитать сверхпроводящий соленоид? По описаниям «на пальцах» там на входе есть перемычка, которая изначально не сверхпроводящая (температура выше критической). Затем на обмотку подается ток, а перемычка охлаждается, после чего ток уже идет по замкнутому контуру соленоида, а источник тока отключается. Вот как это провернуть, если нагрузка (соленоид) имеет сопротивление =0. Что использовать в качестве источника тока, чтобы оно могло работать в режиме КЗ (и только в нем, хоть и непродолжительное время, но на нехилых токах)?

в описании изобретения "трансформатор постоянного тока" есть фраза, что это трансформаторы постоянного тока, но работают от изменения тока в проводнике, вот как это понять?

От включения и отключения через четверть периода.
Это означает, что ток постоянен по напряжению — но меняется по величине. Импульсный ток, к примеру. Трансформатор будет работать. Любой, не только сверхпроводящий.
Если короткозамкнутая сверхпроводящая обмотка «накачана» энергией, получается постоянно работающий (разумеется, пока находится в состоянии сверхпроводимости) электромагнит. Собственно, этот принцип используется в магниторезонансных томографах: через сверхпроводящую обмотку пропускают ток до достижения нужной интенсивности магнитного поля и сразу же после «накачки» замыкают её накоротко. Это ни разу не трансформация постоянного напряжения, т. к. нет изменения интенсивности магнитного поля.

Кстати, в трансформаторе признаком того что он трансформатор является постоянство магнитного потока сердечника. Обратноходовый трансформатор, работающий на накоплении энергии не является настоящим трансформатором, это дроссель, ведь в нем каждый период меняется поток

Этот принцип также используется в сверхпроводящих индуктивных накопителях энергии (СПИН/SMES).

Вот, видимо это явление популяризаторы-упростители и обзывают «трансформацией постоянного тока». Тогда всё понятно.

Замыкают ли? Когда я спрашивал о том, как туда накачивают энергию, мне говорили о второй обмотке, которая накачивает всегда замкнутую сверхпроводящую.

Вот ссылка на статью и комментарий-пояснение от специалиста-ремонтника томографов: geektimes.ru/post/291135/#comment_10197631. Возможно, в других аппаратах что-то как-то иначе делают.
О! Спасибо, вот это я пропустил, когда читал ту статью. Изящно.
А где грязные подробности и фото/видео работы в жидком азоте? Это же самое интересное!
Поэтому, боюсь коммерческий успех ВТСП трансформаторов может состояться, разве что в особо требовательных видах военной и космической техники или на особых по уровню пожаробезопасности объектах.

Еще может быть вполне применимо в центре крупного города, где места мало, а потребителей хватает.

Оффтоп. Что за ссылка на сайте у Fluke, что это за смешение стилей, как до такого вообще дойти можно было: fluke.com/fluke/ruru/analizatorы-ka4estva-эnergosnabjeniq/trehfaznыi/fluke-435-series-ii.htm

Очень интересно было почитать. Но есть и замечания
То что первичная и вторичная обмотка разделены каркасом, соответственно с большим зазором между ними очевидно ухудшает связь обмоток и противоречит правилам конструирования трансформаторов я могу понять. Веди обмотки надо омывать азотом, их проще мотать и вставлять в конструкцию по одной.
Но вообще не понимаю как это может работать в сети 220 В да ещё 50 Гц. Первичка 50 витков, какая у нее индуктивность страшно представить, навскидку килогерц на 50-100 будет работать, но не на 50 Гц. Иначе ток ХХ будет дикий, потери в железе тоже соответственно.
Магнитопровод вообще непонятно какой планируется. Вероятно ещё не дошло дело до него? Заявлены цифры в киловатты, переварить их может не каждый кусок железа, не говоря о том что он должен быть беззорный (замкнутый), иметь хорошую связь с обмотками и быть неизвестной конструкции.
Почему бы не взять кольцо из разряда аморфных, нанокристаллические и подобных материалов с высокой магнитной проницаемостью, уменьшив холостой ход и потери в магнитопроводе и спокойно полоскать его в азоте? Мне представляется что при таком подходе он хотя бы будет работать, а не "гудеть на все входящие 220"

Индуктивность таки зависит не только от длины проводника. Да и ориентировался народ исходно на большие первичные токи — явно не бытовые. А там — почему бы и не 50 витков?
UFO landed and left these words here

Она зависит от количества витков, длинна тут не сильно важна. Ещё индуктивность определяется мегнитной проницаемостью сердечника. Максимальную проницаемость кстати имеет замкнутый сердечник.
Индуктивность первички влияет не на первичные токи, а на потери хх, перемагничивание и тп. Если трансформатор имеет ток ХХ много ампер серлечник будет кипеть и никакая сверхпроводимость не поможет

Благодарю Вас за замечания! Когда вообще планировалось делать свой трансформатор, вдохновлялись прежде всего вот этой статьёй:

Wojtasiewicz G. Fault Current Limitation by 2G HTS Superconducting Transformer-Experimental Investigation //Acta Physica Polonica A. – 2016. – Т. 130. – №. 2. – С. 516-520.

Соответственно старались и сечение МП подобрать близкое к тому о чём говорилось в статье. Заявленные 10 кВА действительно носят идеалистический характер (если бы магнитопровод был идеальный), пока дело не дошло до сердечника. Благо конструкция разборная и с МП действительно можно будет поиграться. Аморфная сталь? Почему бы нет!
UFO landed and left these words here
Сердечник вскоре сделаем. С количеством витков всё куда прозаичнее. Было 40 метров ленты, нужно было получить трансформатор. Вот и получили. Впрочем, мы изначально делали образец с целью максимально замучить его экспериментами, так что думаю вскоре мы узнаем какое там напряжение получилось на виток.
UFO landed and left these words here
Классная статья. Но в пенопласте можно было струной или фрезером отверстия сделать. Плюс окончательную подрезку в размер криостата после склейки делать. Смотрелось бы аккуратнее.
Скажу вам более того, при первой заливке азотом, криостат потёк! Благо быстро заделали и хоть что-то успели померить. В будущем конечно будем переделывать. Не такая дорогая вещь.
экструдированный пенополиуретан (XPS), а судя по картинке использовался именно он, я клеил вот такими промышленным клеем — SOUDAL PUROKOL. Штука редкая, но найти можно, например тут germostroy.ru/catalog/purocol
У них большой ассортимент редких клеев и не только.
Нужно только учитывать, что клей при схватывании этот клей немножко расширяется.
Мне кажется, те же самые результаты вы получите и без вторичной обмотки. Без магнитопровода у вас получилась слишком маленькая связь между катушками.
тогда интересно насколько отличается график без закорачивания вторичной. Может, это уже первичная вот таким образом работает на 50Hz из-за недостаточной индуктивности?

Попытался, исходя из описания и фотографий, прикинуть индуктивность первичной катушки — получилось около 130 мкГн (47 витков, диаметр 130 мм, длина намотки 240 мм). Что уже дает десятки килоампер при сетевом напряжении 230 В с частотой 50 Гц.

Выше не совсем верный скрин. Вернее, он верный если стартовать именно с перехода через ноль, но через некоторое время (около 10 минут по симуляции) синусоида тока опускается к нулю. Вот так выглядит устаканившийся процесс:


Не десятки, а единицы килоампер :)

Моделировать переходный процесс в цепи с бесконечной постоянной времени, конечно, увлекательно, но не слишком целесообразно, тем более Вас интересует установившийся режим :-)
Затухание в вашей модели обусловлено либо некоторым сопротивлением источника, либо тем, что симулятор принудительно добавил к индуктивности некоторое активное сопротивление (LTspice, например, норовит 1 мОм добавить). По мне, так ввести:
.ac 50
v1 1 0 230 0
pa 1 2
l1 2 0 130u
.end


и сразу получить
PA1: 5631.636448 А
интереснее :-)

К сожалению, я очень плохо владею макросами в симуляторе :) Активное сопротивление MicroCap вроде бы не добавляет, по крайней мере значимое. Я просто чуть сдвинул фазу напряжения, чтобы получить практически сразу установившийся режим.

Это не макрос MicroCap, я просто для себя сделал в виде веб-приложения симулятор линейных цепей постоянного и синусоидального тока, это описание рассматриваемой схемы в этом симуляторе.

Ну вот, я настолько плохо знаю макросы, что даже не понял, что приведенный фрагмент — не макрос :))

Подключите первичную обмотку на сетевое напряжение, вторичную разомкните, замерьте ток и разделите 700 на силу тока в амперах, получите индуктивность первичной обмотки в миллигенри. Затем повторите со вторичной то же самое (он хоть и понижающий, но насыщаться там нечему, поэтому можно). Интересно узнать эти значения.

Можно просто измерить индуктивность прибором :)

«В переменном электрическом поле сопротивление сверхпроводника отлично от нуля и растёт с увеличением частоты поля.»

И какой кпд получился в итоге?
Only those users with full accounts are able to leave comments. Log in, please.