Maksimalna dobrota Q kod paralelnog LC kola

Interesuje me kako da izvučem zaista maksimalni Q kod LC kola?
Sprava za koju je namenjen kalem je indukcioni grejač.
Primer:
Rp = 50 Ω, C = 8pF, L = 100nH, na 178MHz je: XP =XC =XL = 111.8 Ω, što daje Q = 0.45
ako je
Rp = 50 Ω, C = 400pF, L = 2nH, na 178MHz je XP =XC =XL = 2.2 Ω, i iznosi Q = 22.7

Metod za poboljšavanje Q je smanjenje R (realnog omskog otpora kalema) i
iz gore navedenog primera - prosto smanjenje L - manje navojaka kalema.

Mene interesuje čime je određena minimalna vrednost za L?
Prosto povećanje kondezatora i smanjenje induktora mora imati kraj, jer energija mora da
se izmenjuje između kalema i kondezatora.

Cilj je maksimalni Q.

Q faktor paralelnog osc.kola određen je Q faktorom kalema odnosno induktivnosti kola. Q faktor dobrog kondenzatora je gotovo uvek za red veličine veći od Q faktora kalema. Dakle, odnos L/C mora biti što veći. Q faktor kalema se računa po formuli Q=2xpixFxL/R, gde je R otpornost gubitaka, ne omska otpornost, kalema.
Na frekvenciji od 178 MHz kalem se pravi od bakarne trake ili cevi većeg prečnika u obliku slova U, latinicom.
Napomena: tako visoka radna frekvencija je karakteristična za uređaje za zagrevanje dielektrika, zavarivanje plastike naprimer a to nije induktivno zagravanje.

Kalem oblika U? To nije ni jedan ceo navojak O.o . Plan je da se skrati kalem i time poveća struja u kalemu i poveća dobrota Q. Ma i kondezatori se greju dobro. Pitam se da li bi to skraćivanje izazvalo prekid oscilovanja i izazivanje kratkog spoja? Pri tako malim induktivnostima to mi više izgleda kao kondezator u kratkom spoju. Kako da odredim tu otpornost gubitaka, ne znam šta je to? Ja sam opterećenje gledao kroz fazni pomak, R gubitaka mi je nepoznato.

Nedorecen si. Kolike dimenzije oscilatornog kola si zamislio? Koji nivo snage i cime pobudjivati?

Na navedenoj frekvenciji, nesto iznad proffesionalnog dvometarskog opsega, najveci Q faktor se moze postici koaksijalnim rezonatorom (skretnice repetitora) ili heliksima
(takodje koaksijalni rezonator sa skoncentrisanim parametrima)

Skin efekat na tim frekvencijama je toliki, da povecanje Q faktora zahtijeva ozbiljnu mehanicku obradu, veoma uglacanu povrsinu (poliranu) i sto provodniji povrsinski
sloj, industrija koristi posrebravanje i posebnu zastitu od oksidacije, a ni pozlata se ne izbjegava, radi se o mikronima, s tim da pozlata zahtjeva posebnu tehnologiju
ako je bakar u igri.-

pOz

Potpis

Nebom stupa, nebom lupa moja generacija., jedan po jedan, srest ćemo se svi...

Nažalost, nedorečenost je višestruka. Izgleda da vi imate konkretan problem sa NEKOM opremom za zagrevanje NEČEGA pomoću VHF generatora.. Zatim imate ideju kako da rešite postojeći, samo vama poznati, problem. Postavili ste pitanje i na postavljeno pitanje dobili dva korektna odgovora.

Da dodam, ovako na "slepo". U indukcionim generatorima za zagrevanje osnovni problem je obezbediti dovoljno jaku spregu između izvora ( generatora, snažnog oscilatora) i potrošača (predmeta koji se greje) uz istovremeno optimalno opterećivanje generatora. Najjednostavniji način sprezanja generatora i potrošača je preko izvoda na kalemu oscilatornog kola. Pri tome Q faktor OPTEREĆENOG (potrošačem) osc.kola retko prelazi 5(slovima:pet). Razlog za to je štetan porast cirkulatornih struja u osc. kolu sa povećanjem Q faktora. Q faktor ne sme biti ni suviše mali jer je onda nedovoljno slabljenje harmoničnih frekvencija generatora a to zabranjuju postojeći propisi.

Zbog skin efekta za zagrevanje feromagnetnih materijala i 50 ( pedeset) Herca može biti previsoka frekvencija. Ponavljam, uređaji sa frekvencijom od 178 MHz najčešće rade na drugom principu. Predmet koji je potrebno zagrejati, izolator ili plastika, stavlja se između ploča kondenzatora osc. kola. Električno polje između ploča kondenzatora izaziva zagrevanje, preko dielektričnih gubitaka, predmeta koji se nalazi u polju.
Merenje Q faktora osc. kola može biti posebna tema ako je to zaista vaš problem.

Nisam toliko strucan oko tih masina za indukciono zagrevanje mada imam nekog iskustva.

Ono sto sam ja vidjao su bile masine za indukciono zagrevanje metalnih predmeta (recimo osovine nekakvih menjaca) u cilju kaljenja.
Moja bivsa firma je radila ispravljac (zamena sa poluprovodnicima umesto lampi).
Tu se radilo sa daleko nizim frekvencijama, reda 20-50kHz, aktivna elektronika je bila bazirana na ogromnim elektronskim cevima/lampama (cca 50-100kW), zavojnica koja je "izlazila" iz masine je bila precnika recimo oko 15cm i imala je oko 5-8 navoja, vodeno hladjenje zavojnice. Pricam po secanju, davno je to bilo pa mi ne zamerite.

Novije (dosta manje, cca 10kW) masine koje sam skorije video za indukciono topljenje plemenitih metala (srebro, zlato) su bile slicno koncipirane, isto je relativno niska frekvencija, korisceni su snazni IGBT moduli, zavojnica je slicno imala 5-8 navoja i paralelno zavojnici je bilo nakrcano gomila FKP kondenzatora. To je kolega @macolakg pravio i to mu je radilo jako dobro.
Stvarno ne znam detalje koliki je tu Q faktor zavojnice, to jedino njega da pitate posto on tu problematiku jako dobro poznaje.
Jedino sto znam da je jako komplikovana materija u pitanju, Q faktor je samo jedan od gomile parametara koji tu trebaju da se ispostuju a najvise "frke" ima sa poluprovodnicima u oscilatornom stepenu koji moraju da se "nateraju" da rade u ZVS ili ZCS rezimima inace karambol kompletan nastaje. Mislim da je rezonatna LLC topologija u pitanju.

Dakle ovo su bile masine za zagrevanje metala, za plastiku i druge materijale nemam predstavu.

Potpis

Site about Software Defined Radio – SDR
http://yu3ma.net/
https://github.com/yu3ma
On-line LM317 kalkulator

Hvala na odgovorima. Hteo sam da mali ZVS indukcioni grejač koji radi na oko 30kHz prepravim da radi na visokim frekfencijama, za zavarivanje pleksiglasa. S obzirom da mi je 300W dosta smatrao sam da to neće biti previše teško. Ne radim ništa profesionalno, tako da bi indukcioni grejač za plastiku bio dosta unakatna stvar. U vašim odgovorim odgovorima sam našao neke informacije o efektima koje nisam ni slutio. Na internetu se kao rešenja ovog problema nude samo velike snage, za čim ja nemam potrebu. Hteo bih da napravim neku smanjenu verziju.

Auh, ne moze to tako. Mozes da prepravis eventualno sa 30 na 40kHz (mada je i to diskutabilno) ali da to pretvoris u MHz nema sanse!
Mora potpuno druga koncepcija / konstrukcija da se uradi.

Potpis

Site about Software Defined Radio – SDR
http://yu3ma.net/
https://github.com/yu3ma
On-line LM317 kalkulator