Магнитная проводимость зазора Опции

[Asperus]

Магнитная проводимость зазора

Уважаемые форумчане!
Помогите разобраться с магнитной проводимостью зазора и потерями в сердечнике. Сам я аспирант, по образованию – инженер-механик, данная задача возникла в рамках проектирования нестандартного дифференциально-трансформаторного датчика для стенда. Схема и пр модель самого датчика:



По схеме
Ei=Rp*Ip+s*Lp*Ip+s*M1*Is-s*M2*Is
0=s*M1*Ip-s*M2*Ip+Is*Rs+s*Ls1*Is+s*Ls2*Is


Строго говоря, еще должна присутствовать М3 (взаимоиндукции Ls1 и Ls2).
Наиболее внятно М1 определяется в работе «Conversion from geometrical to electrical model of LVDT», Cleonilson Protasio de Souza
M1=Np*Ns*gt1^2/(4*h1) (1)
где
Np, Ns – количество витков первичной и вторичной обмоток
g=2*mu0*pi/ln(D/d)

Не учитываются потери на воздушный (в моём случае – магнитопрозрачная сталь + спирт) промежуток и на вихревые токи в самом сердечнике. В разнообразной литературе описываются потери в плоских щелях магинопроводов (напр., при расчете реле), но ни слова о цилиндрических.

Вопрос можно сформулировать следующим образом: чем заменить (или дополнить) зависимость 1, чтобы учесть потери на воздушные промежутки и вихревые токи (в зависимости от материала якоря).

Буду очень благодарен ответившим.

[тау]

M1=Np*Ns*gt1^2/(4*h1) (1)

Вопрос можно сформулировать следующим образом: чем заменить (или дополнить) зависимость 1, чтобы учесть потери на воздушные промежутки и вихревые токи (в зависимости от материала якоря).

начнем с того что формула 1 далека от идеала и выводилась с непонятными допущениями.
Например приняв t1=0 получается нулевая взаимоиндуктивность как с сердечником так и без . Это же неправда, обмотки расположены близко и находятся на одной оси - всегда будет существовать взаимная индуктивность.

поэтому, пмсм, примените какой-нибудь пакет трехмерного моделирования да и посчитайте ваш транс для переменого параметра t1.
Если материал рубашки и сердечника взять феррит , то , возможно, потерями на гистерезис и фуко можно будет пренебречь до 100-200кГц. Не вижу смысла в стальных магнитопроводах для измерительного транса с большими зазорами. Спирт и воздух на потери как-то не повлияют существенным образом.

[Asperus]

Спасибо за ответ



К сожалению, с Фем-пакетов знаю только Ансис Воркбенч, который использовал для механических расчетов. Какой пр. пакет, пвсм, можно использовать для такого расчета? Я попробовал освоить Ансофт, но он мне показался сложноватым.

Например приняв t1=0 получается нулевая взаимоиндуктивность как с сердечником так и без . Это же неправда, обмотки расположены близко и находятся на одной оси - всегда будет существовать взаимная индуктивность.

На картинке не показано, катушки Ls1 и Ls2 включены встречно. Как я понимаю, если они идентичны, то при центральном положении сердечника Lp будет создавать в Ls1 и Ls2 одинаковую ЭДС, которая, за счет встречного включения, даст на выходе "0".

[тау]

К сожалению, с Фем-пакетов знаю только Ансис Воркбенч, который использовал для механических расчетов. Какой пр. пакет, пвсм, можно использовать для такого расчета? Я попробовал освоить Ансофт, но он мне показался сложноватым.

CST EM LF,
Maxwell вероятно (не пробовал)

На картинке не показано, катушки Ls1 и Ls2 включены встречно. Как я понимаю, если они идентичны, то при центральном положении сердечника Lp будет создавать в Ls1 и Ls2 одинаковую ЭДС, которая, за счет встречного включения, даст на выходе "0".

Да

[Asperus]

Поставил себе Максвелл, на новогодних поковыряюсь

ЦСТ несколько тяжеловат - один установщик весит 4 гига.

Спасибо! С Новым годом Вас!

[mcheb]

Магнитная проводимость зазора

нестандартного дифференциально-трансформаторного датчика для стенда

Я советую Вам этот датчик откалибровать экспериментально. Индивидуально,так как разброс в 10-30 процентов ожидаем. Счастья и успехов в Новом Году!

[Asperus]

Спасибо! Вас также с Новым Годом!

Естественно, что данный расчет прикидочный. Разброс будет обязательно. Но с другой стороны, надо же как-то задатся, геом параметрами, толщиной провода, кол-вом витков и т.п.?