Modellierung einer kapazitiven Entladungszündungsschaltung (CDI).

Ich versuche, eine kapazitive Entladungsschaltung zu modellieren (siehe Abb. 1 unten), aber ich habe Schwierigkeiten, die beiden Induktoren richtig mit dem Transformator zu koppeln und auch die Energie abzuschätzen, die über den Luftspalt zwischen den Zündkerzen abgeführt wird. Wenn wir KVL auf die Schaltungskomponenten auf der linken Seite anwenden, beachten Sie dies L 1 die Induktivität der Primärspule ist, dann würden wir eine Gleichung erhalten, die völlig unabhängig vom Sekundärteil des Transformators ist:

v C ( T ) + R L 1 ich 1 ( T ) + L 1 D ich 1 D T = 0
D 2 v C D T 2 + R L 1 L 1 D v C D T + 1 L 1 C = 0

Leider entsteht dadurch eine RLC-Schaltung, die einfach hin und her schwingt, bis die Energie vollständig aus dem Widerstand abgeleitet ist. R L 1 (Dies ist der Widerstand der Primärinduktivität). Dies berücksichtigt nicht die Energie, die auf den sekundären Teil des Stromkreises übertragen und über die Funkenstrecke dissipiert wird. Meine erste Frage ist:

1) Gibt es eine Möglichkeit, die beiden Induktivitäten (unter der Annahme eines idealen Transformators) zu koppeln, um die Übertragung und Dissipation von Energie im Sekundärkreis theoretisch zu berücksichtigen? Oder ist das etwas, das nur per Software simuliert wird?

Meine zweite Frage ist:

2) Ich bin mir nicht ganz sicher, wie ich die Funkenstrecke theoretisch modellieren soll. Wäre es möglich, ihn als Ersatzwiderstand (siehe Abb. 2 unten) anzunähern, der die ihm über den Kondensator und den Transformator übertragene Energie abführen würde? Und wenn ja, wie kann man diesen Widerstandswert am besten annähern? Ich kann die anfängliche Durchbruchspannung der Funkenstrecke bei gegebener Spaltbreite (ca. 2,6 mm) annähern, und das würde etwa 8-10 kV für Luft bei Standarddruck ergeben. Aber wie würde ich vorgehen, um den Ersatzwiderstand zu finden, ohne zuerst den Strom zu kennen, der durchgelassen wird?

Figur 2

Antworten (1)

Das Modellieren der Funkenstrecke ist das "lustige" Bit. Ich würde empfehlen, eine Studentenausgabe von Microcap herunterzuladen und ihr Sparkgap-Modell zu verwenden: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Der Transformator wird als zwei Induktivitäten mit einem Kopplungskoeffizienten modelliert (k in Microcap und m in Spice, glaube ich). Der Kopplungskoeffizient bestimmt die Größe der primären und sekundären Streuinduktivität. Sie müssen auch externe Widerstände modellieren, die die Wicklungsverluste und wahrscheinlich einige hundert pF über der Sekundärwicklung darstellen.

Hier ist das Spektrum (Anbieter von Mikrokondensatoren) Erklärung der Funkenstrecke. Vielleicht können Sie diesen Artikel in anderen Simulatoren verwenden?

Es sieht so aus, als ob die Evaluierungsversion die Verwendung von Funkenstrecken zulässt, aber ich sehe nicht, wo sie eine Eingabe für die Spaltbreite liefert. Dies wäre offensichtlich für die Energiedissipationsrate und die Durchbruchspannung über dem Spalt von Bedeutung.
Macht nichts, ich sehe, was das Programm macht. Sie geben im Grunde die Durchbruchspannung und die Haltespannung an (dieser Wert ist viel schwieriger zu approximieren) und simulieren ihn dann. Mich würde interessieren, wie genau dieses Modell ist.