Насыщение сердечника в момент старта, память магнитных доменов? Опции

[jeka]

Есть трансформатор на торе (из какого-то китайского инвертора), сердечник намотан из ленты трансформаторной стали.
В некоторых случаях при старте (в холостую или под нагрузкой без разницы) я наблюдаю такую картину:



Т.е. сердечник уходит в насыщение от 1/8 периода первого импульса синуса. Иногда уходит, иногда нет. Экспериментально определено что это зависит это от состояния, при котором сердечник был в последний раз выключен. Если я вЫключаю трансформатор синхронизируясь с фазой, дождавшись нулевого напряжения, старт всегда проходит хорошо. Если же выключаю без контроля фазы, то сердечник при последующем включении может войти в такое насыщение.

Разумное объяснение которое я нахожу, что магнитные домены сохраняют свою ориентацию и при последующем включении до насыщения совсем близко.
На других сердечниках не припомню таких эффектов. В гугле поискал про насыщение/сохранение ориентации доменов, что-то не нашел.
Вопрос - верно ли мое предположение и на каких сердечниках такой спецэффект можно ожидать?

[MikeSchir]

Есть трансформатор на торе (из какого-то китайского инвертора), сердечник намотан из ленты трансформаторной стали.
В некоторых случаях при старте (в холостую или под нагрузкой без разницы) я наблюдаю такую картину:

Если не выбивает защиту, а трансформатор не греется и аппаратура ведёт себя нормально - забейте! Можно, конечно, продолжать наблюдение

Разумное объяснение которое я нахожу, что магнитные домены сохраняют свою ориентацию и при последующем включении до насыщения совсем близко.
На других сердечниках не припомню таких эффектов. В гугле поискал про насыщение/сохранение ориентации доменов, что-то не нашел.

Как говорится: "Поиск ведёте в правильном направлении..." ("Место встречи изменить нельзя"), но лучше всё-таки почитать учебник физики ту часть, что про электричество и магнетизм или какую-нибудь книжку по проектированию трансформаторов (первое, что приходит на ум - Бальян, но тяжеловат).

Вопрос - верно ли мое предположение и на каких сердечниках такой спецэффект можно ожидать?

Верно! Скорее речь должна идти о "неправильно" рассчитанных или неправильно применяемых трансформаторах на любых сердечниках. Поэтому не подбирайте какие попало трансформаторы, особенно китайские Китайцы сильно экономят на медном проводе и рассчитывают свои трансформаторы на индукцию близкую к индукции насыщения.

Само по себе не установится - оно будет только в рабочем режиме. Энергия на размагничивание сердечника поступает из источника питания. Выключили питание - через некоторое время сердечник вернется в состояние остаточной намагниченности.

Отослал бы тоже к учебнику физики , но зная Ваш уровень подготовки скажу: Порисуйте в координатах (B,H) результирующую характеристику (петлю) для магнитного сердечника с зазором, будет всё понятно. Если не получится, кину в личку, когда время будет.

[wim]

Отослал бы

Сильный аргумент. Но у меня есть несколько вопросов:
1) В трансформаторе на торе пропилили зазор - остаточная индукция сразу уменьшилась, мгновенно? Если не мгновенно, то через сколько? Что об этом пишут в учебнике физики?
2) Откуда берется энергия, размагничивающая сердечник? Энергия вакуума, механическая работа по пропиливанию сердечника ...
3) Экспериментально проверяли величину остаточной индукции в момент включения и в установившемся режиме?

[MikeSchir]

Сильный аргумент. Но у меня есть несколько вопросов:
1) В трансформаторе на торе пропилили зазор - остаточная индукция сразу уменьшилась, мгновенно? Если не мгновенно, то через сколько? Что об этом пишут в учебнике физики?
2) Откуда берется энергия, размагничивающая сердечник? Энергия вакуума, механическая работа по пропиливанию сердечника ...
3) Экспериментально проверяли величину остаточной индукции в момент включения и в установившемся режиме?

Да, отослал бы но в правильном контексте. Не обижайтесь.
1) Ещё раз. Я не говорю о изменении свойств самой стали, сталь останется сталью, и все её магнитные свойства сохранятся. Я говорю о системе сталь-зазор (повторил уже несколько раз).
Зазор "сразу" изменяет свойства системы. Что бы удержать в зазоре индукцию равную Br (остаточная в стали) нужна довольно большая напряжённость поля, но после
выключения тока в обмотке нет внешней силы создающей поле, остаётся единственная сила - коэрцитивная, и остаточная индукция в зазоре соответствует ей, ну и, конечно,
длине зазора. К сожалению я сам давно не читал учебников , а то просто дал бы ссылку.
2) Про это уже, фактически, сказал выше, но советую: порисуйте...
3) Ещё раз: нарисуете, и всё сразу наладится, наступит просветление и не нужно будет ставить довольно трудоёмкий и (по-моему) сомнительный эксперимент.
Уже не первый раз рассказываю о благотворном влиянии зазора на трансформатор для преобразователя, особенно двухтактного, только в этом деле, как и во всём надо знать меру (можно и навредить).

Сообщение отредактировал MikeSchir - Mar 1 2017, 20:01

[wim]

Зазор "сразу" изменяет свойства системы. Что бы удержать в зазоре индукцию равную Br (остаточная в стали) нужна довольно большая напряжённость поля, но после
выключения тока в обмотке нет внешней силы создающей поле, остаётся единственная сила - коэрцитивная, и остаточная индукция в зазоре соответствует ей, ну и, конечно, длине зазора.

Давайте пока обойдемся без графиков, поелику у нас тут стационарное состояние. Стало быть, у стали остаточная индукция как была Br так и осталась Br. В системе "сталь-зазор" остаточная индукция уменьшилась. Значит, зазор создал индукцию противоположного знака?
P.S. Про коэрцитивную силу, которая "остаётся" - это еще сильнее аргумент, чем все, что были раньше.

[MikeSchir]

Давайте пока обойдемся без графиков, поелику у нас тут стационарное состояние. Стало быть, у стали остаточная индукция как была Br так и осталась Br. В системе "сталь-зазор" остаточная индукция уменьшилась. Значит, зазор создал индукцию противоположного знака?
P.S. Про коэрцитивную силу, которая "остаётся" - это еще сильнее аргумент, чем все, что были раньше.

Так что, я уже могу идти пить чай? Или что-то ещё нужно сказать?
PS

Значит, зазор создал индукцию противоположного знака?

Нет, не индукцию противоположного знака, а поле противоположное коэрцитивной силе Hc.

Сообщение отредактировал MikeSchir - Mar 3 2017, 12:13

[wim]

Добавлю небольшую интригу:
http://my-files.ru/81wkw0
Это ток в обмотке однотактного прямоходового преобразователя. При запуске сердечник немного заходит в область насыщения. Дальше петля гистерезиса постепенно смещается вниз. При фиксированных вольт-секундах это приводит к уменьшению максимального значения индукции и выходу из области насыщения.
Картинка показывает возможность измерения остаточной индукции косвенным методом, а также демонстрирует, с какой скоростью протекает процесс установления остаточной индукции в феррите. По моим наблюдениям, в трансформаторном железе он протекает еще медленнее (а в учебнике пишут, что "сразу" ).