Всем привет,

имеется кольцевой феррит, например, такого типа

http://ru.farnell.com/jsp/search/productde...jsp?SKU=1784180

намотал на него несколько витков, пусть N, тогда его индуктивность будет составлять (Inductance Factor Al:2060nH) 2.06*N*N мкГн

Теперь хочу посчитать его максимальный ток насыщения, например, исходя из формулы

B = 1000 * µ0 * µe * I * N / le


µ0=1.257*10-3 [мкГн/мм]
le=89.7mm (Effective Magnetic Path Length:89.7mm)

а где достать для 3C90 допустимые значения B и µe? Понятно, можно вытащить B/Н зависимость, вогнать геометрию феррита и провода в симулятор типа максвелла, долго и нудно считать, и получить то, что надо, но, может, есть какие-то табличные значения для ферритов из которых все это можно на вскидку получить?

Посоветуйте, пожалуйста, кто знает!

Спасибо

ИИВ

Гугл?

Спасибо конечно за совет про гугл. Я собственно сегодня пол дня гуглил, но, то и я не понимаю то, что в даташитах написано, то ли вот так на раз эти значения не вытаскиваются. Что смог нагуглить, так это фразу, что у большинства ферритов В достигается примерно при 300, но про µe надо гуглить совсем на этот феррит с его геометрией, а не огульно на 3c90. Вот я и вопрошаю, вдруг кто просто и понятно объяснит.

Спасибо!

Фуф!
Берем Гугл, набираем "Материал 3С90"
В первой же строке выходим на сайт.
Открываем "Статьи", довольно быстро находим "Современные магнитомягкие материалы" http://ferrite.ru/publications/magnitomyagkie_se/
и читем прям по-русски:
3С90 начальная проницаемость 2300+-25% индукция насыщения при 1200Ам, измеренная на частоте 10кГц, - 0.43Т в н.у. и 0.34 Т при 100С.
Все? Общий алгоритм поиска справочных данных понятен?

Уважаемый Микроватт,

очень Вам благодарен за простое и понятное разъяснение.

Меня ввела в ступор фраза со схожего ресурса:

me — относительная магнитная проницаемость сердечника (не путать с проницаемостью материала сердечника)

http://ferrite.com.ua/site/page-Trancformatori_i_drocceli

из-за которой я никак не мог сопоставить начальную проницаемость с относительной проницаемостью.


Все-таки я что-то все еще не понимаю... помогите, пожалуйста, разобраться.

Именно на том феррите, о котором я в начале говорил, я как-то собирал импульсник по полномостовой схеме, для повышения 12в в 120в, причем первички было 13 витков, вторички было 130, первичка была намотана 1мм проводом. Я тогда через него совершенно спокойно прокачивал 16А.

Подставим I=16A и N=13, µ0=1.257*10-3 [мкГн/мм], le=89.7mm, и µe=2300

в

B = 1000 * µ0 * µe * I * N / le

получим

1000*1.257*10-3*2300*16*13/89.7=6704мТ, что примерно в 15 больше чем 430мТ.

Скажите, пожалуйста, что я здесь снова не понял?

М.мммм.... Сначала скажем, что прокачивать через миллиметровый провод 16А, в общем-то, нехорошо. Это около 20А/мм кв. А традиционная норма 4-5 А/мм кв.

Да, что-то там по мю, мю нулевое, средней длине магнитной линии посчитать можно, но на практике этим не пользуются.
Для расчета индукции в трансформаторе пользуются формулой, учитывающей геометрию (сечение сердечника).
Это w= 10U/4BSF = витков
U- вольты первички
B-индукция Тл
S- сечение магнитопровода см кв.
F- килогерцы
Получить отсюда индукцию несложно. Пусть сечение 1 см кв частота 50кГц, вольт 12 витков 13. Тогда имеем В=0.046 Тл.
Сердечник велик или витков втрое и даже вчетверо меньше спокойно можно было бы. На 50 кГц 200-250мТ - относительно легкий режим.
Проницаемость даст Вам индуктивность первичной обмотки, ток холостого хода определит.
Честно говоря, ни разу не интересовался проницаемостью, как таковой. Гораздо интереснее для практики, особенно дросселей, начальная индуктивность. Ее действительно можно легко определить через пробную обмотку, как Вы описывали. Но хорошие поставщики сердечников дают программы расчета и у меня для ЭПКОС совпадение расчета и практики получается отличное. Для любого типоразмера, материала и зазора.
В расчете двухтактного трансформатора это уже вторично. Тут главное не намотать мало витков. чтобы индукция в насыщение сердечник не ввела.
Больше - маслом каши не испортишь, но растут потери в меди из-за роста активного сопротивления.
Ищется, обычно, компромисс. Сдвигают его в сторону оптимальной индукции.

Скорее всего - отличие трансформатора от дросселя.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Программа производителя 3C90, доступна на сайте.

без поллитры обойдемся?
Конденсатор , к примеру, заряжается током. Чем в эквивалентном смысле заряжается индуктивность ? Правильно, напряжением. Конденсатор получает заряд - амперсекунды (кулоны) , вне зависимости от ёмкости (геометрии) . А индуктивность от вольтсекунд порождает индукцию, вне зависимости от индуктивности (геометрии) , иначе говоря , теслы - это вольтсекунды на квадратный метр для одновиткового контура. Вот Вы думаете что индукция зависит от тока - и ошибаетесь в своем примере с 16 Амперами первички - ибо не все 16 А используются для образования магнитного поля сердечника , а только часть этого тока, в то время как другая (бо'льшая) часть "трансформируется" непосредственно во вторичную обмотку и идет в нагрузку. Сняли нагрузку - ток уменьшился , и где уже те самые 16 А ?
То что существует "формульная" зависимость индукции от тока , является следствием, и чаще со смыслом может применяться к дросселям, чем к трансформаторам.

Для кольцевых ферритов µ_e примерно равно начальной магнитной проницаемости. Для сердечников , складывающихся из частей µ_e меньше начальной по простой причине плохой стыковки поверхностей соприкосновения из-за сдвига и/или микрозазоров между соприкасающимися поверхностями. Тем более если есть реальный зазор , требуемый по замыслу конструктора , то эффективная проницаемость сердечника ( не материала!) уменьшается изрядно.

Поскольку Вы упомянули симетрикс , то ток насыщения там можно подсмотреть как для выбранных типоразмеров сердечника и материала магнитопровода, так и для "вручную" заданных параметров сердечника . Но этот только ток , без учета трансформируемых токов в другие обмотки, или ток типа" для дросселя" или для расчета флайбэка.
Например: (там Ae - площадь сечения магнитопровода)

Относительная магнитная проницаемость сердечника в этом контексте это такая средняя температура по больнице.
Для случая когда магнитная цепь составлена из нескольких частей с разными свойствами в формулах появляется множитель типа
le/(l1/µ1 + l2/µ2 + ...)

Вот его-то, "для удобства", и называют эквивалентной проницаемостью, которую "не путать с проницаемостью материала сердечника", и приводят в таблицах вместе с прочими параметрами сердечника.
Для сплошного сердечника практически совпадает с проницаемостью материала µ, для сердечника с воздушным зазором получается порядка
le/lзазора, а остальными слагаемыми в типичных случаях можно пренебречь в виду их малости.

Ну. ТАУ, ну расписал почти учебник....
Как-то боязно человеку пояснения давать. ТС, умея писать на С++, кажется, замахнулся на источник питания к ренгеновской установке (25кВ).
Я ничуть не хочу сомневаться, что человек в общем толковый, но сначала бы елочную гирлянду от 12 вольт запитать. Это же очень опасно, не видя особой разницы между трансформатором и дросселем, с размаху в 25 киловольт.

Да, действительно, каша в голове была, помоделировал разные ферриты, понял разницу, о которой спрашивал... короче для дросселя лучше ironpowder брать, а для транса - 3E5 или аналогичное...

Собственно начал-то спрашивать из-за того, чтобы вычислить какую максимальную энергию можно запасти в феррите, и именно эта величина меня больше всего волновала, а в даташитах ее, к сожалению, не оказалось. Получилось, что для 3C90 при габаритах в 5см тора в нем можно запасти около 100мкДж, а в поделке от micrometals тех же габаритов - аж 0.1Дж.

Огромное спасибо Тау, и всем-всем, кто наставлял на путь истинный!

С уважением

ИИВ

Дорогой iiv, похоже каша только набухла в холодной воде, а вариться еще и не начинала.... Не пробовали прикинуть сколько энергии чугун запасет?
Если бы так все просто было, кто б те ферриты использовал, глядя на micrometals . А реально ферритов во много раз больше во всех источниках, чем железных опилок.
Ферриты имеют на порядок меньшие потери, что позволяет им работать на высоких частотах, где они размерами становятся меньше, чем кольца из железной пудры.

Я правильно понимаю, что это действительно отолько для garped ферритов, или все-таки можно ферритовый тор найти такой, что при разумно не высокой (до 1МГц) частоте этот феррит будет лучше железной пудры?

Если в большинстве номиналов ферритовых колец запасается только 50-200мкДж энергии, а я хочу на нем построить буст с повышением в 3 раза, то мне надо работать с этим ферритом на 10МГц, чтобы 1кВатт прокачивать. С железной пудрой же можно частоту сильно уронить. В чем я не прав, в чем у меня все еще каша, помогите, наставьте, пожалуйста, на правильный путь!

Вам не феррит нужен и его данные, а понимание, что Вы хотите получить. Вам тогда и материал подскажут, и режим его использования. Микроватт, Тау очень грамотные специалисты, но не вводите их в заблуждение, не заставляйте гадать.

Дроссель рассчитывается совсем не так, как трансформатор. И никаких формул Био-Савара-Лапласа не потребуется, все уже давно посчитано и _измерено_ до Вас.

Предлагайте схему, задавайте ее режим работы и спрашивайте, что непонятно. В конце-концов Вы инженер, а это означает, что способны описать поставленную задачу технически и ее решить, самостоятельно или с помощью.

Разумно невысокая частота для киловаттника - килогерц 50. озорная - 100. Про 1 МГц для 3-ваттника можно помечтать.
Дело в том, что динамические потери на фронтах переключения нельзя не принимать во внимание на больших мощностях. В киловаттнике они уже очень значительные, найдется что сдувать с радиаторов и при 50 кГц.

Только с зазором и мыслится это. Дроссель на торе не получится, как и источник-киловаттник без дросселя. Сендастовые колечки тут не пройдут, наверное. Пудра будет сильно греться и на 50 кГц. Ее место - сглаживающий фильтр двухтактника. большие токи подмагничивания при небольших пульсациях. Как энергозапасающий дроссель с большим размахом индукции она по тепловым потерям не пройдет.
Честно говоря не совсем понимаю отчего Вы в этот параметр - запасаемая в сердечнике энергия - уперлись. Параметр реальный, осмысленный, но ни разу не приходилось его рассматривать для практики. Как-то без этого считались источники.

Уважаемый Tiro,

благодарю Вас за ответ. Действительно, и Микроватт и Тау и ГТЕ, и многие на форуме мне очень много помогли, за что Вам преогромное спасибо! Эту задачу я ее медленно в нескольких форумах обсуждаю. Хочется сделать источник + и/или - 15-40кВ, примерно 1кВатт выходной мощи, работающий от бензогенератора с 220VAC. Нагрузка ВВ конденсатор, который регулярно разряжается через КЗ (эдак раз 50 в секунду).

Из своего опыта имеется работающий такой же источник но со входными 12В, выходными +/- 35кВ, с выходной мощностью 50Ватт, КПД около 50%. Сам уже сделал несколько стендов на полномостовой схеме и трансформаторе 12V-2kVAC а далее умножитель.

Основной проблемой почему хочется отойти от полномостовой схемы - сложное управление при изменении нагрузки за несколько мкс и отсутствие хороших и мощных ВВ диодов, поэтому хотелось бы иметь на входе в умножитель только 1-2кВ максимум, но потом все это не дорогими диодами умножать до необходимых мне 35кВ. Также имея трансформатор, а не дроссель, приходится работать на определенной частоте транса для повышения КПД, а часто такая частота бывает совсем маленькой (килогерцы, даже не десятки). Имея дроссель можно на несколько импульсов (20-30мкс) включить системы на очень большую мощь, что мне очень хотелось бы иметь для управления всей системой.

2Микроватт:

скажите, пожалуйста, правильно ли я понимаю, что торы с разрезами тоже бывают, и, может быть для дросселя, это самый хороший вариант? Как правильно поступать, заказывать долго и мучительно откуда-то из-за границы уже разрезанный, или всять какой-то стандартный 3E5 ферритовый тор, и аккуратно его разрезать, предварительно просчитав на сколько микрометров нужно получить зазор?

Про Wmax (запасаемая в сердечнике энергия) стал заморачиваться после Вашей ссылки http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/pfc_smps_e.html там этот немец пригодность дросселя для ККМ или буста оценивает через именно этот параметр - мне показалось это очень наглядным и простым, возможно есть что-то более простое, но я еще не докопал. Да и посчитать этот параметр оказалось проще, даже всякими софтами типа Ansys Maxwell и похожими...

Были малоудачные попытки делать торы с зазором. Феррит - стеклоподобное вещество по мехобработке. Никакой инструмент кроме алмазного и искрового его не берет. Прорезать щель в доли миллиметра фрезой довольно сложно, а искровая обработка усложняется плохой электропроводностью феррита. Сложно все это.
Очень скоро обнаружилось, что это никому и не нужно. В подавляющем большинстве случаев от торов вообще уходят. Мотать нетехнологично, особенно при обмотках более 30-50 витков. Почему не взять нормальный ш-образный сердечник с каркасом и не намотать, выставив любой необходимый зазор в магнитопроводе? Или уж взять магнитопровод с готовым зазором по бедности технологии? Что Вам мешает?

По запасаемой энергии. Модель подскажет Вам индуктивность и амплитуду тока. И черновой грубый расчет покажет.
Дальше рассчитываются витки-зазор-сердечник по ПО изготовителя ферритов. Совпадение реальной конструкции очень неплохое.
Когда-то я через эти пи квадраты и мю мю нулевые все считал в столбик и сердечник штангелем обмерял. Но почему не использовать готовые инструменты расчета?

Долго, мучительно, из-за границы... не понимаю я этих сложностей. Что, Гугла нет, нельзя неподалеку найти одну из 20 контор, торгующих компонентами? Многие торгуют посылками. Я по Украине за 2 дня максимум доставляю транспортным агентством в любой райцентр и даже в деревни и комплектацию получаю из 15 мест. Вопрос, включая заказ, проплату и доставку решается по стране в 2-3 дня часто, а уж в неделю - точно.
Понимаю, что Россия впятеро больше Украины и Париж раз в 300 меньше Запорожья, но решаются же наверняка такие вопросы.

Ищите ферриты доступные, земные. Поймите, что Вам N67 или N87 ( Р3, Р4)- в самый раз, ничего путного с высокими частотами на киловатте не получится. Во всяком случае, с первого подхода.

Уважаемый Микроватт,

пребольшущее Вам спасибо за простое и понятное объяснение по поводу торов с зазорами и без. Не знал деталей, и, без знаний, мог бы еще долго искать разрезной феррит. Действительно ETD59 можно хоть где купить, а зазор на 2 мм даст то, что надо.

С уважением

ИИВ

ETD59 можно хоть где купить, а вот ЕЕ55 или Е42.20 - точно на каждом углу и по дешевке по сравнению с ETD59.

да понятно, просто у меня ETD59 с 3C90 есть, от старых полномостовых экспериментов остался, когда я два трансформатора последовательно хотел поставить, чтобы из 12В примерно 8КВ получать... А загапить его - сами понимаете, тривиально, даже в даташитах есть вся информация, хоть на 1, хоть на 1.5, хоть на 2мм.

А за наводку на дешевые ферриты - спасибо огромное, буду далее пользовать!

Ну, путь открыт, успехов Вам!

А если есть "живой" феррит, да учитывая масштаб Вашей установки не грех снять реальный гистерезис.
Можно заодно и по температуре погонять, прикольно смотреть как съеживается петля при нагревании.
Схему измерений и свои результаты для колечка с проницаемостью 400 прикладываю как пример.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла