Речь идет о сердечниках с сосредоточенным зазором.
Итак, подход №1:
Исходя из предположений, что вся накопленная за время импульса энергия сосредоточена в зазоре, работа основного сердечника происходит на линейном участке и пренебрегая "выпучиванием" силовых линий из зазора, можно написать следующее уравнение энергетическогог баланса:
L1*I1=Vз*B*B/Uo или L1*I1=Sc*lз*B*B/Uo, где:
L1 - индуктивность первичной обмотки или обмотки дросселя,
I1 - максимальный импульсный ток первичной обмотки или обмотки дросселя,
В - индукция в сердечнике к концу действия импульса,
Vз - объем зазора,
Uo - 4*pi*10e7 Гн/м,
Sc - площадь поперечного сечения,
lз - длина немагнитного зазора.
Исходя из того, что в доступных сердечниках зазор уже присутствует, из приведенного выше безобразия можно получить максимальную рабочую индукцию для заранее выбранного сердечника и известной индуктивности:
B=I1*SQR(Uo*L1/(Sc*lз)). Если полученный результат превышает 0.275 Тл, рекомендованные Epcos-ом для материала N87, к примеру, то надо перейти к другому типоразмеру сердечника.
Чтобы получить число витков запишем уравнение Кирхгоффа для магнитной цепи:
W1*I1=Hз*Lз+Hc*Lc.
Поскольку второе слагаемое намного меньше первого при достаточной проницаемости сердечника, то им можно пренебречь. Тогда исходя из предположений о линейном участке и пр. (см. выше), получим:
W1=B*lз/(Uo*I1), где
W1 - число витков,
Hз и Hc - напряженность магнитного поля в зазоре и сердечнике соответственно.
Таким образом зная индуктивность первичной обмотки и выбрав сердечник со стандартным зазором получаем число витков в полной уверенности, что максимальная индукция не будет превышена.
Конец подхода №1.
Подход №2.
Исходные данные те же.
Сначала определяем эквивалентную магнитную проницаемость сердечника с зазором:
Uэ=1/(1/Ur+lз/lc), где
Uэ - эквивалентная магнитная проницаемость сердечника с зазором,
Ur - магнитная проницаемость материала, для n87 1440, к примеру,
lc - средняя длина магнитной линии сердечника.
Затем по известной формуле находим число витков:
W1=SQR(L1*lc/(Uo*Uэ*Sc)).
После этого проверяемся на превышение максимально допустимой индукции для данного материала:
B=W1*I1*Uo/lз<Bmax, где
Bmax - предельная индукция, рекомендованная для данного материала.
Оба метода вычитаны из окружающей литературы. Результаты, полученные мной, имеют расхождение не более 5% между методами.
Внимание, вопрос:
Какой из подходов лучше?
Предварительный собственный ответ - второй.
Причины:
1. Первый метод не учитывает среднюю длину магнитной линии.
2. Программа для расчета индуктивностей с сайта EPCOS-а почти 100 % сходится с методом №2.
Понятно, что аргументация слабовата. Посему, хотелось бы аргументированных мнений по этому вопросу.