ГДТ - это

гидродинамический трансформатор — ГДТ гидротрансформатор Ндп. турботрансформатор ГДП, преобразующая передаваемый крутящий момент. Примечание Передаваемый крутящий момент преобразуется по величине, а иногда и по знаку. [ГОСТ 19587 74] Недопустимые, нерекомендуемые… … Справочник технического переводчика

коэффициент прозрачности гидродинамического трансформатора — Отношение максимального крутящего момента входного звена ГДТ на тяговом режиме к крутящему моменту входного звена ГДТ при режиме работы с коэффициентом трансформации, равным единице и постоянной частоте вращения входного звена. [ГОСТ 19587 74]… … Справочник технического переводчика

Изотов, Сергей Петрович — (1917 1983) советский конструктор авиадвигателей, Герой Социалистического Труда (1969), лауреат Ленинской (1976), Сталинской (1949) и Государственной (1971) премий, д.т.н. (1968). В 1941 1946 гг. работал на моторостроительном заводе в Уфе, был… … Большая биографическая энциклопедия

Газотурбовоз — локомотив с газотурбинным двигателем (См. Газотурбинный двигатель) (ГТД) или комбинированным двигателем, свободнопоршневым генератором газа (См. Свободнопоршневой генератор газа) (СПГГ), соединённым с газовой турбиной. Почти все… … Большая советская энциклопедия

Теплоэнергетика — I Теплоэнергетика отрасль теплотехники (См. Теплотехника), занимающаяся преобразованием теплоты в др. виды энергии, главным образом в механическую и электрическую. Для генерирования механической энергии за счёт теплоты служат теплосиловые … Большая советская энциклопедия

Теплоэнергетика — I Теплоэнергетика отрасль теплотехники (См. Теплотехника), занимающаяся преобразованием теплоты в др. виды энергии, главным образом в механическую и электрическую. Для генерирования механической энергии за счёт теплоты служат теплосиловые … Большая советская энциклопедия

Авторотация — (от греческого autos сам и латинского rotatio вращение). 1) А. винта режим работы несущего (воздушного) винта, при котором энергия, необходимая для его вращения, отбирается от набегающего на винт потока. Режим А. является рабочим для автожира, а… … Энциклопедия техники

Галан, Ярослав Александрович — Ярослав Александрович Галан укр. Ярослав Олександрович Галан Псевдонимы: Товарищ Яга, Владимир Росович, Игорь Семенюк Дата рождения … Википедия

Ершова, Вера Александровна — Вера Ершова Имя при рождении: Вера Александровна Ершова Дата рождения: 25 марта (7 апреля) 1917( … Википедия

Страничка эмбеддера - Расчет и применение GDT

Трансформатор управления затворами (GDT, Gate Drive Transformer) используется во всевозможных преобразователях напряжения и предназначен для гальванической изоляции управляющей схемы и силового ключа.

Эта статья поможет вам рассчитать такой трансформатор для вашей схемы.

Гальваническая развязка
в топологиях типа мост, полумост (и некоторых других), необходима гальваническая изоляция верхних ключей (ключей, который находятся под напряжением относительно схемы управления)

Передача управляющего сигнала

Трансформация напряжения
В некоторых схемах напряжение питания драйвера может быть ниже напряжения необходимого для надежного открывания ключа. В этих случаях применяют повышающий GDT. Возможны случаи когда, наоборот, напряжение питания драйвера больше напряжения питания ключа, для решения проблемы можно применить понижающий GDT.

Инвертирование фазы сигнала
В простых мостовых или полумостовых преобразователях часто необходимы противофазные сигналы для управления соседними ключами. GDT позволяет очень просто инвертировать фазу сигнала.

Конкуренты GDT и их недостатки.

Непосредственная связь с bootstrap питанием — требует применения специальных микросхем (IR2110, к примеру), не может зарядить затвор до напряжения ниже нуля, ограниченное быстродействие.

Оптические драйвера – относительно сложны, необходимо принимать специальные меры для зарядки затвора ниже нуля, небольшой CMR, медлительны (в последнее время появились быстрые изоляторы типа ADuM и ISO, которые решают последние две проблемы)

Затягивание фронтов, связанное с ограниченной полосой пропускания (очень часто, это не имеет никакого значения).

У GDT существует емкость между первичной и вторичной обмотками, и, хотя она могут достигать существенных величин, ток проходящий через нее не может вызвать разрушение GDT. В крайних случаях этот ток можно подавить ферритовой бусинкой. Проблемы, вызванные межобмоточной емкостью встречаются крайне редко.

GDT работоспособен лишь в небольшом диапазоне частот около частоты на которую он рассчитан. Выше по частоте, может сказаться паразитная индуктивность, ниже сердечник может насыщаться.

Наличие паразитных параметров, от которых придется избавляться.

Какие у бывают характеристики у GDT?

Индуктивность – измеряется в генри (Гн) и квадратично зависит от количества витков на GDT.

Чем меньше индуктивность, тем больше ток намагничивания, но меньше индуктивность рассеяния. Если индуктивность сделать слишком маленькой (ток намагничивания слишком большой), то сердечник насытится. На прямую индуктивность GDT практически никогда не используют в расчетах.

Индукция насыщения — это максимальная величина магнитного поля которую еще может выдержать сердечник. Измеряется в теслах (Тл).

Когда сердечник насыщается, выходное напряжение больше не зависит от входного, а со стороны первичной обмотки происходит “короткое замыкание” – обмотка GDT перестает сопротивляться току. Выходные драйвера начинают работать на короткое замыкание, а это может вывести их из строя. За драйверами, оставшись без контроля, из строя может выйти и вся остальная конструкция.

Типичная величина индукции насыщения феррита — 300мТл

Обычно, индукцию насыщения напрямую связывают только с током намагничивания который протекает в первичной обмотке GDT, однако для трансформаторов тесла все не так просто. Индукция поля, которую создает первичная обмотка самой теслы может иметь достаточную величину, чтобы насытить находящийся недалеко от нее GDT.

Я использовал симулятор FEMM 4.2 для изучения этого вопроса. Прямоугольником обозначено сечение ГДТ, который находится прямо под первичной обмоткой DRSSTC. Обмотка высотой 10см и диаметром 28см содержит 7 витков провода, через который течет 600А

Как видно, поле от первички теслы в сердечнике довольно маленькое, но оно есть. В общем случае я рекомендую сделать запас по полю в 100мТл. GDT с таким запасом хорошо будет работать в теслах с током до 1000А

Если вы хотите просимулировать GDT своей теслы, то можете использовать мою модель как шаблон.

Программа FEMM безплатна и взять ее можно тут — femm.info

Индуктивность рассеяния – это часть индуктивности первичной обмотки, которая не связанна со вторичной обмоткой. Индуктивность рассеяния – это паразитный параметр, который нужно всеми возможными способами уменьшать. Пример того, что будет вместо красивых прямоугольников на затворах, если индуктивность рассеяния окажется слишком велика:

Индуктивность рассеяния можно уменьшить следующими методами – изменить тип намотки, уменьшить количество витков на GDT, увеличить проницаемость материала GDT.

Тип намотки. Способы намотки и коэффициенты связи обмоток приведены в таблице [1]:

Чем больше коэффициент связи, тем меньше индуктивность рассеяния и тем лучше работает GDT

Как видно, наилучшими характеристиками обладает ГДТ, намотанный проводом в экране, однако для практического применения хватает и филярной обмотки. Также, чем плотнее обмотка прилегает к сердечнику, тем больше коэффициент связи.

Индуктивность рассеяния также можно уменьшить, уменьшив до минимума количество витков, однако, при уменьшении количества витков возрастает ток в первичной обмотке (увеличивается нагрузка на драйвер) и увеличивается индукция магнитного поля, что может привести к насыщению сердечника (при насыщении сердечника энергия перестает передаваться во вторичную обмотку).

Минимальная рабочая частота.

Минимальная рабочая частота ограниченна индукцией насыщения сердечника. Если подать на GDT частоту ниже минимальной, то сердечник насытится.

Максимальная рабочая частота.

Ограничена только индуктивностью рассеяния (которая в свою очередь зависит от материала сердечника, количества витков итп).

Как-же выбрать количество витков?

Для этого можно применить использовать простую формулу. (Формула получена подстановкой определения индуктивности в закон Фарадея)

N – количество витков, штук.
V – максимальное напряжение которое будет присутствовать на GDT на протяжении времени t, В
t – время на которое будет подано напряжение V, сек
B – индукция насыщения сердечника, Тл
Ae – сечение сердечника, м^2

Количество витков следует округлить в большую сторону. Индукцию насыщения следует выбирать с учетом близкорасположенных источников магнитных полей.

Для упрощения расчетов, в калькулятории есть соответствующий калькулятор.

Какие материалы использовать?

Лучшими параметрами для GDT обладают тороидальные сердечники, поэтому я буду обсуждать только их. Первое, что необходимо выбрать — это рабочая частота сердечника. Задавшись рабочей частотой, можно выбрать материал. Это можно сделать, посмотрев на графики зависимости проницаемости сердечника от рабочей частоты, которые производители приводят в datasheet’ах. На рабочей частоте проницаемость не должна падать меньше 1000. Чем больше проницаемость сердечника, тем меньше паразитная индуктивность (тем лучше). Пример такого графика от фирмы EPCOS:

Лучшие доступные материалы для сердечников:

Ferroxocube: 3F35, 3F4, 3F45
Epcos: N30, N45, T57, T38

На картинке ниже справа расположены сердечники из распыленного железа — из применять ни в коем случае не стоит, слева — типичные «совковые» сердечники.

Как показала недавняя практика, совковый материал 2000НМ1 вполне неплохо работает в качестве ГДТ на частоте 80кГц, используйте на здоровье!

Каким проводом мотать GDT?

Можно написать очень много слов и формул про то, как правильно рассчитать сечение провода, однако на практике, любители используют то, что доступно. Чаще всего выбор падает на провод от сетевой витой пары.

Сразу предупрежу, что изоляция этого провода, теоретически, не должна выдерживать высоковольтную высокочастотную переменку, которая обычно присутствует в тесле. Однако, я не знаю ни одной конструкции в которой этот провод подвел бы.

Счастливые обитатели стран бывшего СССР могут легко приобрести провод, который называется МГТФ – это очень хороший провод, который гарантированно выдержит ту самую высокочастотную переменку. Плюс нет вероятности, что изоляция расплавится от перегрева, как это может произойти с компьютерной витой парой.

Перед тем, как мотать GDT, советую еще прочитать

Похоже что в формуле для количества витков, после второго равно забыта буква B.

nERV написал(а) 24 февраля, 2012 в 19:21

Есть МГТФ-Э, т.е экранированный. Стоит ли мотать таким, т.е провода первички и вторички будут каждый в своем экране? И куда, собсно, цеплять этот экран?

Не стоит, паразитная емкость будет большая.

ax-9 написал(а) 16 июня, 2012 в 8:04

У меня на ГДТ два Пмоста сгорело в SSTC, не знаю из за чего=) трифиляр на толстом 2000 колечке феррита сигнал передаёт очень хорошо даже при частоте слегка за 1 МГц. Думаю не успевают переключатся irfp460 на переключении оба открываются. А как проверить? наверно единственный способ это повесить трансформатор тока на сток верхнего ключа и посмотреть если будут короткие броски тока значит надо затворные резисторы побольше сделать?

Можно и на затворах смотреть. 460 — очень быстрые. Проблема не в том, что не успевает переключать, а в том, что у тебя был сквозняк в полумосте.

Проблема еще в том, что смотреть сигнал на затворе нужно только когда на полумост подано полное напряжение питания, иначе не увидишь эффекта Миллера.

ax-9 Reply:
июня 17, 2012 at 20:18

При ГДТ разве миллер бывает. а сквозняки были при тестировании на 12вольтах без нагрузки, ТТ на верхнем ключе показывал короткие броски тока. Возможно было бы более эффективно отказаться от резисторов и диодов в цепи затвора в пользу одного резистора в первичке ГДТ который подобрать под оптимальный сигнал на затворе? Вот на небольшой мощьности работает вроде более менее: http://www.youtube.com/watch?v=38usycL5Tv8
4046 замучался ловить частоту и фазу фитонка то визжала то свистела то трещала грусно было очень, вот шас думаю как сделать полную авто настройку на 4046.

Миллер не зависит от того, что драйвит транзистор читайте внимательно про то, что такое миллер.

Отказываться от резисторов и диодов неразумно — они создают дедтайм.

Vasilius написал(а) 16 декабря, 2012 в 16:17

Rom-Zecs написал(а) 27 января, 2013 в 21:53

филярная намотка дает нам шптл, в нете можно найти немало инфы, говорят очень годная вещь

serilas написал(а) 25 февраля, 2013 в 11:36

Спасибо за статью. Но, есть одно но! Очень часто случается, что расчетные параметры на практике не достигаются. Было бы здорово, если бы вы дополнили методику практическими советами. Как узнать, входит ли сердечник в насыщение или нет? Нужно добавить количество витков или наоборот уменьшить? Хорошо работает ли сердечник? Как это посмотреть? И вообще, как правильно протестировать GDT?
И еще вопрос. В расчете не учитывается ток (мощность), который нужно передать. Неужели приведенная формула дает исчерпывающий ответ, относительно сечения сердечника и количества витков?

vdij написал(а) 24 апреля, 2013 в 22:44

Очень полезная статья. Как раз закончил ИИП-полумост на КА3525+IRFP460 с ТГР. Статья помогла в рассчете ТГР. Спасибо!

dimass01 написал(а) 12 ноября, 2014 в 13:15

спасибо за вашу работу.
у меня вопрос который я не могу понять. ТОК. драйверы которые на полевиках выдают амперы на затвор чтобы он быстро переключался. а здесь что я вижу, GTD нагружают на выходы 3525 и судя по данным все неплохо работает. Как так? там выходы максимум 0.5А.

еще вопрос, у меня масса сердечников с дросселей материнок, их можно использовать в GTD?

inforced написал(а) 26 октября, 2016 в 23:56

Спасибо. Можно ли с помощью GDT получить фронты менее 50 нс на рабочей частоте 20 кГц при изменяемом коэффициенте заполнения от 1 до 70%? Сейчас использую бутстрэпную схему и верхнее плечо работает слабовато. Хочу попробовать GDT, но нет уверенности по частотным характеристикам — не нашел в сети осциллограмм с крутизной фронта менее 100 нс.

Вы должны войти или зарегистрироваться чтобы оставить комментарий.

Танк Т-80 - описание, характеристики, конструкция, история создания

Советский основной боевой танк Т-80 стал не только первым в мире запущенным в серию танком с газотурбинной силовой установкой, но и лучшим в своё время, превзойдя самые совершенные западные образцы.

В наши дни он удивляет своей подвижностью, маневренностью, способностью эффектно прыгать с трамплинов, его лёгкость управления покорила сердца многих военнослужащих, а защита от оружия массового поражения не уступает и превосходит защиту многих современных ОБТ.

Идея замены привычного дизельного двигателя на газотурбинную силовую установку (ГТД) витала в воздухе ещё с 1948 года, когда Старостенко проектировал тяжёлый танк с таким двигателем, к ней вернулись в 1955 году Чистяков и Оглоблин, разрабатывая Объект 278, а в 1957 году появились на свет первые образцы ГТД-1 мощностью 1000 л.с.

Но все эти танки так и остались проектами, и из-за курса правительства на новое вооружение, и из-за несовершенства тогдашних турбин.

Лишь в 1963 году была выпущена газотурбинная версия Т-64Т, получившая вертолётный ГТД мощностью 700 л.с. Инженеры ожидаемо столкнулись с проблемой очистки воздуха, которая доставляет хлопоты и в наши дни.

Из-за разработки США и Германией МВТ-70 было принято решение создать новый танк, превосходящий западный образец. Указ об этом подписали 16 апреля 1968 года.

В 1969 году появился Объект 219сп1, схожий с Т-64Т, но имевший ГДТ-1000Т, развивающий 1000 л.с. Объект 219сп2 получил глубоко усовершенствованную ходовую часть и башню, а 6 июля 1976 года, через 7 лет доработки, на свет появился и был принят на вооружение ОБТ Т-80.

Ещё на испытаниях Объекта 219 стало ясно, что взятый за основу Т-64 придётся серьёзно перерабатывать. Ходовая не слишком подходила для танка с возросшей массой, установка ГТД требовала изменить моторно-трансмиссионное отделение(МТО).

В итоге на Т-80 появилась оригинальная ходовая часть, а длина была увеличена из-за продольного расположения мотоблока массой 1050 кг, который включал в себя турбину, радиаторы, фильтры и т.д. также появилась новая башня.

При этом осталось много сходства с компоновкой Т-64, его боевым отделением и механизмом заряжания.

Экипаж по-прежнему остался в составе 3 человек - командира, наводчика и механика-водителя.

Корпус сварной, имеет сильно дифференцированную защиту. Лобовой лист состоит из комбинированной металлокерамической брони и расположен под углом 65°, остальные части произведены из монолитной стальной брони.

Борта Т-80 прикрыты резинотканевыми экранами, защищающими от кумулятивных снарядов.

Изнутри, в боевом отделении, листы брони покрыты полимерным подбоем специального состава, защищающего не только от осколков, но и от гамма-излучения вместе с нейтронным.

Дополнительно имеется плита под местом механика-водителя, защищающая его от облучения на заражённой местности.

Также имеется полуавтоматическая система коллективной защиты, состоящая из прибора радиационной разведки, фильтровентиляционной установки и уплотнений корпуса и башни.

Уже 2 опытный образец получил свою башню, отличную от Т-64. Она производилась с помощью литья и имела заливаемые стержни в лобовой части, а её толщина достигала около 450 м в наиболее толстом месте.

Как и в корпусе, в башне был установлен подбой для защиты экипажа от облучения и динамическая защита.

Позже, в 1985 году, Т-80БВ получил усовершенствованную сварную башню с меньшей площадью ослабленных зон и дополнительным наполнителем.

Т-80 унаследовал 125 мм орудие 2А46-1 / 2А46-2 от Т-64, способное стрелять управляемыми ракетами. Кобра, Рефлекс и Инвар в зависимости от модификации. На серийных танках пушка получила термокожух.

Механизм заряжания остался прежним, с гидроэлектромеханическим приводом и расположенными в себе вертикально 28 снарядами из 45 всего. Благодаря ему скорострельность находится в районе 6-9 выстрелов в минуту.

В роли вспомогательного вооружения выступает два пулемёта. Спаренный с орудием 7,62 мм ПКТ с боекомплектом 1250 патронов и зенитный пулемёт с ручным управлением калибром 12,7 мм НСВТ с боекомплектом 300 патронов.

Для постановки дымовых завес используются дымовые гранатомёты Туча.

Больше всего Т-80 от других ОБТ отличает его силовая установка газотурбинного типа. Двигатель ГТД 1000Т мощностью 1000 л.с. ставился с начала производства, после чего несколько раз заменялся на более современные версии, мощностью до 1250 л.с.

Именно ГТД даёт танку как плюсы, так и минусы, временами заставляя спорить приверженцев одного из типа силовой установки.

Турбина с лёгкостью запускается при температурах от -40 до +40 градусов, при этом оперативная готовность всего 3 минуты, практически не расходует масло, обладает пониженным уровнем шума, способна работать на практически любом топливе и не глохнет при внезапном увеличении нагрузки. Приятным бонусом является лёгкая управляемость, позволяющая меньше утомляться механикам-водителям.

Самым главным недостатком является сложность фильтрации воздуха, однако, её можно считать решённой. Ещё в 70-х годах специалисты создали уникальный способ очистки с помощью пневмоударников вокруг сопла, которые созданной вибрацией стряхивали все отложения. Эффективность такого решения неоднократно была подтверждена, в том числе во время испытаний в Греции и Индии. Двигатели Т-90. например, индийские испытания не выдержали.

Также недостатком принято считать повышенный расход топлива, однако, с появлением вспомогательного агрегата, обеспечивающего питание всех систем без запуска основного двигателя, расход заметно снизился и стал даже ниже, чем у танков с традиционной силовой установкой.

Последним минусом является стоимость, достигавшая 167000 рублей в момент появления ГТД-1000Т и снизившаяся до 100000 во время массового производства. Стоимость Т-64А всего 174000 рублей.

Обороты ГТД могут достигать 26650 оборотов в минуту, её мощность передаётся на редуктор и трансмиссию. Благодаря тому, что двигатель вместе со своими узлами и дополнительными агрегатами помещён в моноблок, время его замены составляет 5 часов, а каждой из коробок передач всего 4,5.

Для сравнения Т-72 требует на замену двигателя 24 часа, а на замену коробки передач - 10,5.

Для Т-80 создали полностью переработанную ходовую часть. По причине возросшей мощности и веса понадобились новые ведущие и направляющие колёса, опорные и поддерживающие катки тоже были заменены. Также разработали гусеницы, отличающиеся обрезиненными беговыми дорожками и применили гидроамортизаторы вместе с усовершенствованными торсионными валами.

Телескопические амортизаторы считаются основной проблемой, но при этом беспроблемно и весьма быстро заменяются при необходимости.

Многие считают ходовую Т-80 самой лучшей, превосходящей используемые на Т-72 и Т-64. Вполне вероятно, что это правда, поскольку именно гусеница Т-80 перешла на новые версии Т-72 и Т-90.

На базе газотурбинного ОБТ было создано несколько машин, например, Ладога, Пион, Мста-С и С300-В, также танк получил множество модификаций, не прекращающихся и сейчас. Ниже будут перечислены самые значимые из них.

Т-80Б 1978 года получил новую систему управления огнём, пушки 2А46-2/2А46М-1, усиленное бронирование, башню, двигатель ГТД-100ТФ.

Т-80БВ 1985 года получил навесную динамическую защиту Контакт.

Т-80У 1985 года получил ракетный комплекс рефлекс, новую СУО Иртыш, новую броню и двигатель ГТД-1250.

Т-80АТ получил орудие 2А46М-4, встроенную динамическую защиту Кактус, новую башню с вынесенным в кормовую нишу автоматом заряжания, новую СУО, систему Айнет, комплекс спутниковой навигации и двигатель ГТД-1250Г.

Т-80УД вариант с дизельным двигателем, выведенные из состава российской армии и нашедшие применение в украинской.

Т-80 получился неоднозначным. С одной стороны он имел отличные характеристики и неоднократно назывался одним из лучших в мире, с другой стороны потребовалось много времени на доводку силовой установки и решение её проблем, да и высокая цена мешала массовости.

Во время боевых действий в Чечне Т-80 не смогли себя никак проявить, впрочем, это с лёгкостью объясняется неадекватным применением бронетехники без поддержки и прикрытия. Этого урока к счастью хватило, чтобы в следующих боевых конфликтах более обдуманно использовать танки.

Именно на базе Т-80 создавался Чёрный Орёл. жаль, что в итоге проект закрыли. Сейчас Т-80 остаётся в строю в количестве около 5000 и продолжает совершенствоваться.