К вопросу феррит с зазором vs мю-пермаллой, Иллюстрация того, как иногда может нагадить зазор Опции

[Bludger]

Здесь появилась возможность в одинаковых условиях сравнить два дросселя одинаковой конфигурации и с одинаковыми параметрами - но на разных сердечниках.
Исходные условия:

Дроссель корректора коэффициента мощности при следующих условиях:

Входное напряжение - 200VAC
Выходное напряжение - 400VDC
Выходной ток - 3A
Частота преобразования - 62kHz
Размах пульсаций тока в дросселе - 6А
RMS переменной составляющая тока в дросселе - 1,8А

Дроссель №1 (слева): Сердечник K6527E060 от Magnetics Inc. из порошкового материала типа Cool Mu, μr = 60, AL = 300nH/T2. 28 витков медной шины 1,5х4мм в три слоя. Индуктивность 235μH.
Дроссель №2 (справа): Сердечник ETD-59 N87 от Epcos, зазор 3мм. (1,5мм в каждом керне), AL = 300nH/T2. 31 виток той же шины 1,5х4мм в три слоя. Индуктивность 224μH.
В первом дросселе витков меньше, но больше длина одного витка, поэтому сопротивления постоянному току (10mΩ) в обоих случаях примерно равны. Конфигурация обмоток также идентична, поэтому и ожидаемые потери в обмотках тоже можно ожидать близкими.
На картинках видно как в реале. Весь лишний перегрев провода в дросселе на ферритовом сердечнике (примерно вдвое наверное в сумме) - черное дело зазора. И хорошо виден градиент температур - середина обмотки (около зазора) прогрета явно лучше..

[MikeSchir]

Bludger, Результат, конечно интересный.
Интересно.
1. Каковы общие потери в обоих случаях?
2. Сколько стоит "чудо природы" ? В смысле, сердечник 00К6527...
3. Да, режим какой, конечно безразрывный?
По объёму дроссель на ETD поменьше будет. Ну и зазор 1,5 мм - достойный.

Сообщение отредактировал MikeSchir - Dec 6 2013, 12:12

[Bludger]

Bludger, Результат, конечно интересный.
Интересно.
1. Каковы общие потери в обоих случаях?
2. Сколько стоит "чудо природы" ? В смысле, сердечник 00К6527...
3. Да, режим какой, конечно безразрывный?
По объёму дроссель на ETD поменьше будет. Ну и зазор 1,5 мм - достойный.

На счет общих потерь не скажу, может, ватт в обмотке дросселя с пермаллоевым сердечником.. По КПД не померять, там потери в обмотке тонут в погрешности измерений.

Такой сердечник где то в районе 400р за комплект через СЗЛ. Сэмплы привезли достаточно быстро, а так поставка недель 16..

Общий зазор 3мм, по 1.5мм в каждом керне (ну, прокладочками..). Самый первый вариант был с зазором только в центральном керне, там вообще все жутко горячее было. К сожалению, ни дросселя, ни картинок не сохранилось.

[НЕХ]

а нет опыта применения таких магнитопроводов ?
http://mstator.ru/products/cores/2b
http://mstator.ru/products/cores/2a

[sup-sup]

...
В первом дросселе витков меньше, но больше длина одного витка, поэтому сопротивления постоянному току (10mΩ) в обоих случаях примерно равны. Конфигурация обмоток также идентична, поэтому и ожидаемые потери в обмотках тоже можно ожидать близкими. ..

Или я неправильно считаю, но размах индукции всего около 0.1 Т. С порошком это огромный запас, но и с ферритом он есть, поэтому можно взять зазор 1.5 мм и 24 витка провода.

[Bludger]

Или я неправильно считаю, но размах индукции всего около 0.1 Т. С порошком это огромный запас, но и с ферритом он есть, поэтому можно взять зазор 1.5 мм и 24 витка провода.

Это меньше половины мощности и входное напряжение далеко не минимальное. Ферритовый дроссель по индукции только-только пролезает в худшем случае... Плюс всякие политико-экономические заморочки, так что оптимизация здесь - темный лес

[Starichok51]

если уж взялись писать по иностранному, то пишется Kool Mµ.
сердечник 00K6527E позиционируется как Е65. весьма транжирное использование этого материала. то же самое можно было сделать на кольце из Kool Mµ гораздо меньшего размера.

[MikeSchir]

если уж взялись писать по иностранному, то пишется Kool Mµ.
сердечник 00K6527E позиционируется как Е65. весьма транжирное использование этого материала. то же самое можно было сделать на кольце из Kool Mµ гораздо меньшего размера.

А я прочитал на сайте Магнетикса именно так - K6527E060
Вот когда такие же фотки представите - поверю.

[Oxygen Power]

На картинках видно как в реале. Весь лишний перегрев провода в дросселе на ферритовом сердечнике (примерно вдвое наверное в сумме) - черное дело зазора. И хорошо виден градиент температур - середина обмотки (около зазора) прогрета явно лучше..

Сможете проверить как изменится нагрев обмотки на ферритовом сердечнике, если добавить экранирующую обмотку?
Экранирующая обмотка должна быть первой на каркасе.

[Herz]

Сможете проверить как изменится нагрев обмотки на ферритовом сердечнике, если добавить экранирующую обмотку?
Экранирующая обмотка должна быть первой на каркасе.

А что может измениться? Ну, будет греться экранирующая, от неё - основная.

[Егоров]

Да, непонятно что от чего экранируется? Если меж первичкой-вторичкой - понятно, снижаем емкость меж ними. А от сердечника вроде смысла не имеет.
Единственное, что можно сделать - намотать сначала пару миллиметров чего угодно (не металл), а потом обмотку. Отодвинуть медь от зазора.
Но это помогает при малых зазорах. Приближенно выпячивание поля равно самому зазору. Поэтому зазоры в 3-6 мм встречаются редко. Ну, я почти не встречал, имея дело с мощностями до 500 Вт.

[Tiro]

Да, непонятно что от чего экранируется? Если меж первичкой-вторичкой - понятно, снижаем емкость меж ними. А от сердечника вроде смысла не имеет.
Единственное, что можно сделать - намотать сначала пару миллиметров чего угодно (не металл), а потом обмотку. Отодвинуть медь от зазора.
Но это помогает при малых зазорах. Приближенно выпячивание поля равно самому зазору. Поэтому зазоры в 3-6 мм встречаются редко. Ну, я почти не встречал, имея дело с мощностями до 500 Вт.

Эффект выпячивания поля знаком. Единственное, что Бладжер полезного сказал - так про обмотку. Он мотал ВООБЩЕ толстым проводником, да еще в три слоя. Шина 1,5х4 на 62 кГц при размахе тока в 6 А. И она работала!!!

Коллеги обычно вставляют изоляционную переборку напротив зазора, примерно вдвое шире. И не мотают шиной, хотят меньше потерь.

Хотя я как раз Бладжера поддерживаю, тоже предлагаю им ленты. Но.. Хочешь дурака научить молиться, он и лоб расшибет.

Сказал намотать трансформатор 3:2 лентой, чередуя каждый слой. Намотали 6 витков и 4 витка лентой. Сперва первичку, потом вторичку. Получился отстой, а я в дураках. Указываешь - кивают головой, но кто первый - то и папа. Вердикт: лентой мотать нельзя.

[Егоров]

Эффект выпячивания поля знаком. Единственное, что Бладжер полезного сказал - так про обмотку. Он мотал ВООБЩЕ толстым проводником, да еще в три слоя. Шина 1,5х4 на 62 кГц при размахе тока в 6 А. И она работала!!!

Сама шина меня не очень удивила. Да, толстый проводник, но сечение-то для 6А громадное. На 60кГц более половины этого сечения работает эффективно, потери от скин-эффекта терпимы, а сама толстая медь дает плотную намотку с хорошей теплоотдачей. Влезло в окно, не жалко столько меди - ну и пускай. Лента в данной конструкции была бы хуже, как мне кажется.
А вот экран - непонятно. Экран магнитное поле не экранирует, электрическое вроде и экранировать не от чего.

[Oxygen Power]

Что даст экранирующая обмотка? Значительно уменьшит электрическую составляющую поля. Нагрев должен уменьшиться. Только не понятно на сколько.

Сообщение отредактировал Oxygen Power - Dec 7 2013, 05:21

[Bludger]

Как раз жирная шина здесь к месту - работаем то в хорошем ССМ, постоянный ток в районе 12А, а RMS переменки - ампер с небольшим. Rac/Rdc = 65 на трех слоях, так что потери на вихревые токи чуть ли не вдвое меньше потерь от постоянки. Как только начнем толстую медяху бить на более тонкие - тут же общее сечение упадет, и общие потери будут расти - или останутся теми же самыми при значительно возросшем геморрое при намотки. А у прямоугольной шины как раз плотность укладки гораздо лучше, чем у круглого провода, и толщина слоя меньше, и мотать удобнее - так что как раз удобно.
Вообще, чаще всего в CCM дросселях выгоднее забивать на вихревые токи и забивать окно максимально толстой медью - уж больно жалко выглядит RMS этих треугольных пульсаций на фоне постоянки. Но посчитать, конечно, всегда полезно

На самом деле корректор считался не для тех параметров, что я использовал для снятия картинок, это двухфазный корректор с общей мощностью 5kW, по два с полтом кила на фазу. Хотя и для этого дросселек несколько слоноват - но тут, как уже говорил, политико-экономические соображения..

Сообщение отредактировал Егоров - Dec 7 2013, 08:39

Причина редактирования: грамматика