Насыщение ферритовых сердечников, а также сердечников из распылённого железа и трансформаторной стали Онлайн калькуляторы – как не загнать сердечник в насыщение. Итак положим, что мы решили поразвлечься и всерьёз сваять что-нибудь стоящее своими руками, как то: индуктивный фильтр для блока питания,
дроссель для усилительного каскада, выходной трансформатор для однотактного УНЧ или фиг его знает – чего ещё похуже... Увы, но значительных токов через катушки на ферритовых кольцах, или торах из трансформаторной стали нам пропустить не удастся – нужны танцы с бубнами в виде немагнитных воздушных зазоров. Другое дело – сердечники из распылённого железа, представляющие собой магнитопровод с немагнитными зазорами, технологически распределёнными по всему объёму магнитопровода. Их очевидный плюс – высокая индукция насыщения, минус – малые величины магнитной проницаемости. В связи с этим, в некоторых случаях (в основном на низких частотах) предпочтительным является использование именно сердечников из ферритов (или железа) с пропилом для создания малого воздушного зазора. Данная мера позволяет в значительной мере увеличить величину допустимых токов через катушку без ввода магнитопровода в режим насыщения. Длина этого воздушного зазора позволяет регулировать как величину максимально-допустимой напряжённости магнитного поля в сердечнике, так и параметр изменившейся магнитной проницаемости, называемой эквивалентной магнитной проницаемостью сердечника с зазором - µэф. Значение этого параметра вычисляется по формуле: µэф = µ/(1+lз×µ/l), где: µ – начальная магнитная проницаемость сердечника, l – средняя длина магнитного контура, lз – длина воздушного зазора (толщина пропила). Давайте приведём калькулятор и для этого параметра. Расчёт эквивалентной магнитной проницаемости сердечника с зазором Калькулятор даёт приблизительную, но, в большинстве своём, приемлемую точность расчёта при величинах длины воздушного зазора 0,2...2 мм. Для Ш-образных сердечников в качестве внутреннего и внешнего диаметров следует вводить справочную характеристику длины магнитного контура le. Определив ниже магнитную проницаемость сердечника с зазором, следует ввести это значение в предыдущий калькулятор и заново произвести вычисления магнитной индукции и индуктивности катушки. Для наглядности приведём два графика петли гистерезиса Ш-образного ферритового сердечника марки N87 без зазора и с воздушным зазором около 1 мм. Феррит ETD 59/31/22, достаточно крупный со средней длиной магнитного контура le = 139 мм. Механизмы влияния зазора у Ш-образных и тороидальных сердечников абсолютно идентичны. Рис.2 График петли гистерезиса Ш-образного ферритового сердечника марки N87 без зазора и с воздушным зазором 1 мм Эквивалентная магнитная проницаемость сердечника с зазором уменьшилась и составила величину 160 единиц. Соответственно, уменьшился и наклон петли, позволяя сердечнику работать при гораздо больших значениях напряжённости магнитного поля вдали от области магнитной индукции насыщения сердечника. А учитывая то, что значение напряжённости H прямо пропорционально, протекающему через катушку току, можно с уверенностью сказать, что область безопасных индукций теперь соответствует более чем на порядок большим токам в обмотке. Линейная область петли гистерезиса также заметно увеличилась, что позволяет увеличить максимальные рабочие значения магнитной индукция в сердечнике вплоть до 0,85...0,9 от значения справочной характеристики Bнас (Bs). А как измерить область рабочих токов через катушку, при которых не происходит насыщения сердечника, рассмотрим на следующей странице.
|