Зазор в сердечнике для чего
Опции темы
Всем доброго времени суток!
Подскажите, какой максимальной длины можно создавать зазор между половинками Ш-образного ферритового сердечника в зависимости от геометрических параметров (длина магнитной линии, периметр центрального керна и т.д.)? Может, есть какие то рекомендации или правила?
В поиске решения мне попадались рекомендации рода “зазор желательно не более 1/30 длины магнитной линии” или “зазор не больше 1/4 ширины центрального керна” и т.п., из которых также неясно, как быть в случае, если зазор делится пополам между центром и боковыми половинками.
В общем, посоветуйте, как быть
это правило распространяется на полный зазор. при делении зазора на 2 стороны для каждой стороны получаем не более 1/60 длины магнитной линии.
зазор не для трансформатора, а для дросселя корректора коэффициента мощности;
прокладка должна тогда быть 2 мм, так как зазор делится на две стороны.
если по этому правилу, то 4 мм многовато для магнитной линии 106 мм.
нужно пробовать.
две Е половинки только дают выигрыш в площади окна, больше ни в чем. число витков будет то же самое.
какие у тебя исходные данные для расчета дросселя? мне нужны индуктивность и максимальный ток. дай, я пересчитаю в своей программе.
1) Старичок, дроссель нужен 508 мкГн с максимальным током 4,45 А;
я насчитал для зазора 4,22 мм (два кусочка стекла по 2,11 мм (ну так, из того что под рукой)), что витков нужно будет 78, а индукция составит 0,244 Тл;
соответственно, такой зазор составит 1/25 длины магнитной линии (106 мм); площадь поперечного сечения 1,19 см 2 (как у EI-33).
2) уж не знаю, 0,244 Тл для (предположительно) РС40 много или мало, но если делать на меньшую индуктивность, зазор получается просто огромным (для всё тех же 2-х половинок EI-33);
если же можно хотя бы до 0,27-0,28 Тл, то зазор будет порядка 3,5 мм (суммарный)
3) к слову, длину магнитной линии посчитал из отношения индуктивностей пробных обмоток (по 25 витков) на EI-33 и на сердечнике из 2-х Е-половинок от EI-33.
зазор определял по уравнению удельной индуктивности от длины зазора (позаимствовано из даташита TDK), найденного по опытным значениям индуктивности при разных зазорах.
4) я потому так и сделал, что в обычный EI-33 у меня обмотка, скорее всего, не влезет (или влезет, но с плотностью тока больше 10 А/см 2 )
индукцию можно взять больше, до 0,3 Т. но это при условии, что максимальный ток не окажется больше указанной величины.
но еще не мешало бы сделать запас, так как выход в режим будет происходить при более высоком токе, чем в рабочем режиме.
что-то у тебя не так получилось. для зазора 4,22 мм у меня получается 90 витков.
можешь попробовать намотать так:
1 вариант. полный зазор 2 мм, амплитуда тока 4,5 А, число витков 68, амплитуда индукции 0,284 Т.
2 вариант. полный зазор 3 мм, амплитуда тока 4,5 А, число витков 80, амплитуда индукции 0,245 Т.
Сразу вопрос: почему предлагается проводник в качестве прокладки? Ведь поимеем дополнительное снижение индуктивности за счет КЗ витка.
число витков я считал по формуле из книги А. Прессмана “Switching Power Supply Design” N=L*Imax*10 4 /(Bmax*Ae),
по ней, число витков точно совпадает с посчитанными вами;
НО, для вычисления зазора я использовал не формулу с поправочными коэффициентами, а, как я уже упоминал, по вот такому графику (из даташита TDK)
то есть, измерял индуктивность пробной обмотки при разных величинах зазора, вычислил удельную индуктивность и построил график AL от длины зазора, затем попросил эксель построить степенную линию тренда с уравнением кривой, получил её со степенью аппроксимации 0,999 и в двойных логарифмических координатах получил аналогичный вышеприведенному график.
Затем, по известным в вариантах 1 и 2 количеству витков определил удельную индуктивность и зазоры им соответствующие. В итоге, зазоры получились в первом случае не 2 мм, а 3,75 мм, а во втором случае не 3 мм, а 6,1 мм
Андрей, возможно распределенный зазор работает иначе, чем в центральном керне. для ЕI же в 3 местах зазор получается.
дай мне этот документ от TDK. есть ли там такие же графики для сердечников с центральным зазором?
Зачем нужен сердечник с зазором?
Здесь можно немножко помяукать 🙂
Зачем нужен сердечник с зазором?
Ср сен 27, 2017 13:35:29
Re: Зачем нужен сердечник с зазором?
Ср сен 27, 2017 13:41:05
Re: Зачем нужен сердечник с зазором?
Ср сен 27, 2017 14:52:59
Re: Зачем нужен сердечник с зазором?
Ср сен 27, 2017 17:24:03
Re: Зачем нужен сердечник с зазором?
Ср сен 27, 2017 17:55:04
Re: Зачем нужен сердечник с зазором?
Ср сен 27, 2017 19:09:42
Re: Зачем нужен сердечник с зазором?
Ср сен 27, 2017 20:09:13
Итак, у каждого магнитопровода есть своя индукция насыщения, Bm, после которой он больше не работает.
Обмотка, намотанная на магнитопроводе, при протекании через нее тока порождает магнитное поле напряженностью H. Напряженность магнитного поля катушки зависит от силы тока и количества витков.
Индукция в магнитопроводе связана с напряженностью поля через магнитную проницаемость.
Введение в магнитопровод зазора снижает магнитную проницаемость, и потому при той же напряженности магнитного поля порог насыщения отодвигается. Это позволяет обмотке работать на большем токе.
Re: Зачем нужен сердечник с зазором?
Ср сен 27, 2017 20:21:47
Самое главное это намагничивание сердечника. Для работы в симметричном переменном поле зазор не нужен, а даже вреден. При работе ох пх дсдс и прочих дросселях зазор обязателен. Иначе сердечник тупо превратится в гвоздь, в прямом и переносном смысле
Придет старичок, всем наваляет
Re: Зачем нужен сердечник с зазором?
Ср сен 27, 2017 20:30:09
Re: Зачем нужен сердечник с зазором?
Ср сен 27, 2017 20:31:19
Re: Зачем нужен сердечник с зазором?
Ср сен 27, 2017 22:06:23
Re: Зачем нужен сердечник с зазором?
Чт сен 28, 2017 04:32:10
Re: Зачем нужен сердечник с зазором?
Чт сен 28, 2017 07:42:01
Re: Зачем нужен сердечник с зазором?
Чт сен 28, 2017 08:36:40
Re: Зачем нужен сердечник с зазором?
Чт сен 28, 2017 08:44:45
Re: Зачем нужен сердечник с зазором?
Чт сен 28, 2017 08:50:20
Re: Зачем нужен сердечник с зазором?
Чт сен 28, 2017 09:03:26
Re: Зачем нужен сердечник с зазором?
Чт сен 28, 2017 09:49:23
Re: Зачем нужен сердечник с зазором?
Чт сен 28, 2017 10:40:27
Кроме того, если катушка работает с постоянным смещением, то сердечник уже на пути к насыщению, и, соответственно, область нормальной работы сужается.
Почему в трансформаторе делают минимальные воздушные зазоры, и на что они влияют
Технические условия некоторых типов трансформаторов предусматривают наличие в сердечнике немагнитного зазора. Каково значение этого пространства и почему воздушные зазоры в трансформаторе делают минимальными?
Прежде чем перейти к главному вопросу, проведем краткий экскурс по описанию, характеристикам, видам и предназначению рассматриваемого прибора.
Описание и предназначение трансформатора
Итак, трансформатор – это замкнутый магнитопровод, в составе которого две или более электрически автономные обмотки. Самые распространенные – однофазные модели с двумя обмотками. В основе действия прибора стоит эффект электромагнитной индукции.
Чтобы снизить потери на магнитный гистерезис, магнитопровод делают из трансформаторной стали(с узкой петлей магнитности). Снижение вихревых потерь достигается за счет примеси кремния в составе и конструкции из раздельных пластов.
Первичной обмоткой считается та, на которую идет подача энергии. Другие – вторичны. При подключении источника первичная обмотка производит переменный магнитный ток. Магнитопровод переносит нагрузку на слои следующей обмотки, и в цепи появляется электричество.
Высокочастотные устройства с малой мощностью могут в качестве магнитопровода использовать воздушную среду.
Предназначение, применение
Трансформаторы служат преобразователями электрической энергии, меняя показатели переменного напряжения. Они могут работать как автономные аппараты или состоять частью электротехнического оборудования.
Очень часто замкнутая электромагнитная установка применяется для передачи электроэнергии на большие дистанции, для повышения напряжения, идущего от источников переменного тока.Сама электростанция производит напряжение от 220 до 660V. Магнитопровод способен преобразовать его до тысяч киловольт. Когда напряжение высокое, потери по проводам гораздо ниже, и можно передавать энергию через ЛЭП меньшего сечения. Это приводит к существенной экономии ресурса.
Виды трансформаторов
В основе строения любого аппарата находится сердечник. Он может состоять из пластин или из лент (разъемный или неразъемный). Устройство же сердечника может различаться.
Виды охлаждения
Любое электротехническое оборудование предусматривает систему охлаждения. В трансформаторах эта функция бывает следующих типов:
Масляный вид охлаждения – самый экономичный и оптимальный для наружного монтажа. Правда, использование такого оборудования требует наличие маслоприемников.
Иногда в качестве охлаждающей жидкости используют негорючие материалы (диэлектрики). Такие аппараты защищены от воспламенения, но при этом очень токсичны.
В общественных зданиях устанавливают пожаробезопасные и нетоксичные сухие трансформаторы. Единственный минус этого вида – шумная работа, поэтому их ставят в изолированных помещениях.
Решающим фактором для выбора метода охлаждения является номинальная мощность оборудования. Чем выше этот параметр, тем интенсивнее его необходимо охлаждать
Классификация по применению
Разные типы трансформаторов могут иметь различное применение. Так, низкочастотные силовые аппараты работают на снижение напряжения до стандартного. Их используют в сетях предприятий и населенных пунктов.
Строение автотрансформаторов отлично тем, что обмотки имеют электрическое сообщение друг с другом. За счет этой связи производятся разные величины напряжения. Применяют такую схему в автоматике блоков управления, в высоковольтных коммуникациях.
Если прибор уменьшает значение тока, его называют трансформатором тока. В них вторичные обмотки подсоединяются к измерительным или защитным приборам.
В высокочастотных импульсных трансформаторах сердечник изготовлен из феррита. Компактные габариты и эффективность обеспечили широкую сферу применения – от лампочек до мощных инверторов.
Конструктивные особенности разных типов трансформаторов
Конструкции замкнутых магнитопроводных приборов бывают трех видов:
Считается, что тороидальный тип гораздо лучше в работе. В действительности, гораздо важнее качество производства оборудования.
Для чего в сердечнике нужен воздушный зазор?
Когда по первичной обмотке низкочастотного прибора проходит не только переменный, но и постоянный ток, это уменьшает показатель индуктивности катушки. Для предотвращения таких изменений делается воздушный зазор в трансформаторе.
Величина зазора зависит от следующих показателей:
Бывает, что зазор создается ненамеренно во время сборки магнитопроводов трансформатора. Но в некоторых механизмах он требуется по принципу действия.
Применение воздушного зазора несущественно влияет на индуктивность. Немагнитные промежутки на сердечнике увеличивают магнитное сопротивление. При этом амплитудное значение магнитного тока постоянно (если не меняется амплитуда напряжения).
Есть устройства, в принципе не подразумевающие зазоров. Такая технология применяется в ленточных неразъемных сердечниках. Примером служит тороидальный трансформатор. Причина, почему в них не делают промежутков, связана со строением сердечника.
Форма тора минимизирует размер магнитной цепи, а обмотка имеет сравнительно немного витков и малое сопротивление. Как результат, тороидальное оборудование имеет малые потоки рассеяния и устойчиво к перегрузкам. Зато устройство подвержено негативному влиянию высокого напряжения и подмагничиванию постоянным током. А причина как раз в отсутствии воздушного зазора в магнитопроводе трансформатора.
Величина зазора в магнитопроводе
Параметры работы катушки зависимы от длины немагнитного промежутка в обмотке. Как именно?
Известно, что длина зазора не влияет на показатели магнитного потока. Однако удлинение немагнитного промежутка вызывает рост магнитного сопротивления. А поскольку магнитный поток имеет постоянное значение, происходит увеличение тока.
Итак, можно сделать вывод, что разные размеры зазора в сердечнике вызывают протекание токов различной величины. А магнитный поток при этом не изменяется.
Вот почему воздушные зазоры в трансформаторе делают минимальными. Чтобы уменьшить величину тока в обмотке, нужно уменьшать длину немагнитного промежутка.
Если в техусловиях оборудования не указана определенная величина, зазору придают минимальное значение. Таким методом снижают показатели намагничивающуюся составляющую тока холостого хода.
Распределенный зазор в ферритовых сердечниках ( E, EQ, ER, ETD, PM, PQ)
| Типоразмер (DG- distributeg gap) | Материал | Зазор G1, приближ. мм | Воздушный зазор (G2) приближ. мм | Воздушный зазор (G3) приближ. мм | AL [нГн] | Код заказа | Документация |
| E 42/21/15 DG | N87 | 8.3 | 1 | 0.5 | 96 ±10% | B66325Q0096K187 | |
| 8.2 | 0.8 | 0.4 | 115 ±12% | B66325Q0115H187 | |||
| 8.0 | 0.6 | 0.3 | 147 ±12% | B66325Q0147H187 | |||
| 7.9 | 0.4 | 0.2 | 207 ±15% | B66325Q0207L187 | |||
| E 42/21/20 DG | N87 | 8.3 | 1 | 0.5 | 123 ±10% | B66329Q0123K187 | |
| 8.2 | 0.8 | 0.4 | 148 ±12% | B66329Q0148H187 | |||
| 8.0 | 0.6 | 0.3 | 188 ±12% | B66329Q0188H187 | |||
| 7.9 | 0.4 | 0.2 | 267 ±15% | B66329Q0267L187 | |||
| E 47/20/16DG | N87 | 6.85 | 1 | 0.5 | 121 ±10% | B66383Q0121K187 | |
| 6.7 | 0.8 | 0.4 | 146 ±12% | B66383Q0146H187 | |||
| 6.55 | 0.6 | 0.3 | 187 ±12% | B66383Q0187H187 | |||
| 7.9 | 0.4 | 0.2 | 266 ±15% | B66383Q0266L187 | |||
| E 55/28/21DG | N87 | 10.20 | 1 | 0.5 | 179 ±10% | B66335Q0179K187 | |
| 10.05 | 0.8 | 0.4 | 216 ±12% | B66335Q0216H187 | |||
| 9.9 | 0.6 | 0.3 | 277 ±12% | B66335Q0277H187 | |||
| 9.75 | 0.4 | 0.2 | 394 ±15% | B66335Q0394L187 | |||
| E 55/28/25DG | N87 | 10.20 | 1 | 0.5 | 209 ±10% | B66344Q0209K187 | |
| 10.05 | 0.8 | 0.4 | 253 ±12% | B66344Q0253H187 | |||
| 9.9 | 0.6 | 0.3 | 325 ±12% | B66344Q0325H187 | |||
| 9.75 | 0.4 | 0.2 | 463 ±15% | B66344Q0463L187 | |||
| E 65/32/27DG | N87 | 12.05 | 1 | 0.5 | 262 ±10% | B66387Q0262K187 | |
| 11.9 | 0.8 | 0.4 | 317±12% | B66387Q0317H187 | |||
| 11.75 | 0.6 | 0.3 | 407 ±12% | B66387Q0407L187 | |||
| 11.68 | 0.4 | 0.2 | 477 ±15% | B66387Q0477L187 | |||
| E 70/33/32DG | N87 | 11.90 | 1 | 0.5 | 328 ±10% | B66371Q0328K187 | |
| 11.7 | 0.8 | 0.4 | 398 ±12% | B66371Q0398H187 | |||
| 11.6 | 0.6 | 0.3 | 512 ±15% | B66371Q0512L187 | |||
| 11.5 | 0.4 | 0.2 | 602 ±15% | B66371Q0602L187 | |||
| E 80/38/20DG | N87 | 14.90 | 1 | 0.5 | 197 ±10% | B66375Q0197K187 | |
| 14.75 | 0.8 | 0.4 | 237 ±12% | B66375Q0237H187 | |||
| 14.6 | 0.6 | 0.3 | 302 ±12% | B66375Q0302H187 | |||
| 14.5 | 0.4 | 0.2 | 352 ±15% | B66375Q0352L187 |
Благодаря возможности изготовления достаточно широко типоразмерного ряда сердечников с распределенным зазором компания TDK (Epcos) представила на рынке ферритов оптимальное экономичное решение с акцентом на уменьшение размеров.
Техническое обоснование
Воздушный зазор увеличивает магнитное сопротивление в магнитной цепи. Наклон петли гистерезиса в координатах B-H уменьшается. Насыщение в таком случае происходит только при более высоких уровнях напряженности магнитного поля. Кроме того, введение воздушного зазора требуется для увеличения удельной мощности, а также позволяет уменьшить зависимость индуктивности от магнитной проницаемости μ материала.
Однако, чем больше воздушный зазор, тем выше поток рассеяния, который распространяется вокруг него,например, в область медной обмотки. Данное явление приводит к увеличению потерь(например, потерь в меди).
TDK (EPCOS) предлагает техническое решение, разработанное специально для того,чтобы значительно уменьшить эффект рассеяния потока и снизить вклад электромагнитного излучения и нагрева.
Моделирование на примере сердечника E 55/28/25
Основное преимущество введения нескольких зазоров с отличающимися размерами и местоположением заключается в изменении уровня потерь в прилегающей обмотке. Значимость данного эффекта зависит от потока рассеяния, попадающего в обмотку. Величина суммарного зазора остается неизменной, отличия наблюдаются только для положения и размера каждого из зазоров в рассматриваемом сердечнике. Среднее значение квадрата магнитной индукции в обмотке используется для сравнения результатов, поскольку они позволяют оценить наличие вихревых токов, приводящих к потерям и нагреву согласно выражению P = R × I².
Выводы
Сопоставление результатов моделирования с одним большим воздушным зазором и несколькими небольшими распределенными зазорами показывает следующее:
– Среднее значение квадрата индукции B²сред., соответствующее потерям в обмотке, снижается с увеличением числа зазоров меньшего размера
– Введение равномерно распределенных (одинаковых по размеру) и разделенных друг от друга зазоров является более эффективным по сравнению с неравномерным распределением
– Лучшее соотношение цена/эксплуатационные характеристики соблюдается при использовании трех равномерно распределенных зазоров
Сердечники Epcos с распределенным зазором изготавливаются с немагнитными разделителями (прокладками), вклеенными между половинками ферритов. Значение параметра AL является основным для сердечников с распределёнными воздушными зазорами.
Зазор в сердечнике для чего
Данные трансформатора:
Epcos ETD39.
Вход 310V DC
Выход 13.6V
Частота 60 кГц
Ток нагрузки 15А
Получил первичку 67 витков, вторичку 6 витков и столько же на питание ШИМки.
FANTASTRON  | ||||
Карма: 7 |
| |||
| ||||
| dmq | |||
Зарегистрирован: Пт окт 21, 2011 17:21:07 | |||
| |||
| Starichok51 | ||||
Карма: 151 |
| |||
| ||||
| dmq | |||
Зарегистрирован: Пт окт 21, 2011 17:21:07 |
| ||
| |||
| sanek546 | ||||
Зарегистрирован: Чт мар 03, 2011 08:04:10 |
| |||
| ||||
| dmq | |||
Зарегистрирован: Пт окт 21, 2011 17:21:07 |
| ||
| |||
| dmq | |||
Зарегистрирован: Пт окт 21, 2011 17:21:07 |
| ||
| Вернуться наверх |
