Как определить проницаемость у сердечника трансформатора

Как определить магнитную проницаемость ферритового кольца

Как определить магнитную проницаемость

Как определить магнитную проницаемость в распоряжении радиолюбителя нередко попадают магнитопроводы с неизвестными характеристиками: стерлась (если и была) маркировка, есть маркировка цветными точками, но неизвестно как ее расшифровать и т.п. Основной параметр — начальную магнитную проницаемость для замкнутого магнитопровода (кольцо, Ш-образный) нетрудно найти экспериментально.

Для этого на магнитопровод надо намотать пробную обмотку и измерить индуктивность получившейся катушки. Как определить магнитную проницаемость для повышения точности измерений магнитной проницаемости эта обмотка должна быть однослойной, равномерно покрывающей всю поверхность магнитопровода. На кольцевом магнитопроводе ее витки надо разместить как показано на рисунке., на Ш-образном на центральном керне.

Как определить магнитную проницаемость, если обмотка будет покрывать лишь часть кольцевого магнитопровода, то силовые линии магнитного поля могут замыкаться не только через магнитопровод. В результате полученное значение начальной магнитной проницаемости будет несколько меньше действительного. Особенно заметен этот эффект для магнитопроводов с небольшими значениями начальной магнитной проницаемости. При известной индуктивности и геометрических размерах магнитопровода начальную магнитную проницаемость m для кольца рассчитывают по формуле:

где D — внешний диаметр кольца, см; d -внутренний диаметр кольца, см; h — высота кольца, см; L -индуктивность катушки, мГн; п — число витков катушки.

Для Ш-образного магнитопровода начальную магнитную проницаемость вычисляют по формуле:

где I — средняя длина силовой магнитной линии, см; S — сечение центральной части магнитопровода (керна), см.

Магнитная проницаемость ферритовых колец

Маркировка размеров кольцевых сердечников. Сначала цифрами указывается величина начальной магнитной проницаемости, затем марка используемого материала, и потом размер кольца в миллиметрах:

2000НН D x d x h

Где — 2000 величина начальной магнитной проницаемости, НН – марка материала, D – внешний диаметр, d – внутренний диаметр, h – толщина кольца, все размеры в миллиметрах.

Ферриты общего применения — это ферриты марки 1000НМ, 1500НМ, 2000НМ, 3000НМ, изготавливаемые на основе марганец- цинковых, и марки 100НН, 400НН, 600НН, 1000НН, 2000НН, изготовленных на основе никель- цинковых ферритов. Ферриты марок НН применяют в слабых и средних магнитных полях при отсутствии жестких требований к температурной и временной стабильности: в отклоняющих системах кинескопов,в дросселях схем коррекции, в магнитных антеннах и контурах входных трактов радиоприемных устройств. Рекомендуется использовать при температуре окружающей среды от -60ºС до +90ºС и в диапазоне частот:

100НН —до 30 МГц, 400НН —до 3,5 МГц, 600НН —до 1,5 МГц, 1000НН — до 400 кГц.

Ферриты марок НМ применяют в слабых и средних магнитных полях при отсутствии жестких требований к температурной и временной стабильности: в трансформаторах и дросселях одно- и двухтактных импульсных конверторов напряжения, в сетевых фильтрах, фильтрах ВЧ-помех, в высоковольтных трансформаторах, в импульсных, согласующих и развязывающих сигнальных трансформаторах, в дросселях НЧ- фильтров акустических систем, в делителях напряжения, статических преобразователях. Сердечники из ферритов марок НМ рекомендуется использовать при температуре окружающей среды от -60ºС до +155º и в диапазоне частот:

1000НМ — до 1 МГц; 1500НМ — до 600 кГц; 2000НМ, 3000НМ — до 450 кГц.

Чтоб узнать магнитную проницаемость неизвестного ферритового сердечина — воспользуйтесь этим онлайн калькулятором.

Калькулятор для рассчета начальной магнитной проницаемости ферритовых колец
по пробной обмотке.

Пробную обмотку в 5 витков размещать равномерно по кольцу.

При дробных значениях десятичным знаком является точка(13.4 или 6523.23)

Внимание! Действующими витками считаются витки, проходящие сквозь кольцо, т.е. на кольце можно намотать только целое число витков.

Не удивляйтесь полученным результатом. Например, при предполагаемом значении проницаемости 600 можно получить от 400 до 800 такие у нас допуски при производстве ферритов.

Элементы и батареи Li-Ion, Li-Po и LiFePO4 — особенности каждого типа литиевых аккумуляторов и основные различия.

Что такое изолятор и чем он отличается от токопроводящего материала. Занимательная теория радиоэлектроники.

Самодельный функциональный генератор сигналов 0,1 Гц — 100 кГц на микросхеме ICL8038.

Тестирование, схема и разборка мини паяльной станции из Китая KSGER STM32 V3.1S OLED T12.

Тема: Определение магнитной проницаемости

получил:
D = 11 mm
d = 4 mm
h = 2 mm
w = 5 витков
L = 7 uH
и тогда u = 1283.

Затем намотал 50 витков и измерил индуктивность L = 330 , а если вычислять по вышеприведенной формуле, то она должна быть равна L = 654.

Что и где неправильно?

Поделиться этим сообщением через

Re: Определение магнитной проницаемости

Поделиться этим сообщением через

Re: Re: Определение магнитной проницаемости

Расчет индуктивности.rar (8.6 Кб, Просмотров: 6797)

Поделиться этим сообщением через

Поделиться этим сообщением через

Vinovat, oshibsya:
D = 7 mm
i togda poluchaetsya
dlya 5 vitkov: L = 7uH, u = 1283
dlya 50 vitkov: L = 330uH, u = 604

Mozhet byt’ pri 50 vitkax ferrit vxodit v nasyshenie?

Поделиться этим сообщением через

Поделиться этим сообщением через

Поделиться этим сообщением через

Так где ж линейная, когда обратно квадратичная:

только я ошибся: D = 7 mm
остальные числа верные.

Поделиться этим сообщением через

Первоначальное сообщение от Eugeny
Vinovat, oshibsya:
D = 7 mm
i togda poluchaetsya
dlya 5 vitkov: L = 7uH, u = 1283
dlya 50 vitkov: L = 330uH, u = 604

Mozhet byt’ pri 50 vitkax ferrit vxodit v nasyshenie?

Мне кажется, что рассеиванием магнитного потока даже при 5 витках на кольцевом магнитопроводе К7х4х2 такая разница в магнитной проциницаемости не должна иметь место. Скорее всего это насыщение магнитопровода.

Ответ можно получить, если Вы расскажите о методике измерения индуктивности.

Поделиться этим сообщением через

Поделиться этим сообщением через

Вот схема измерителя индуктивности (см. прикрепленный файл — скачал как-то с какого-то сайта через Locman, потом этот сайт исчез, но я успел скачать и сделать).
Измеряет индуктивность от 3 мкН до 5 мН, на практике — от 1 мкН.

Могу выслать полное описание (на англ. яз.).

Миниатюры

Поделиться этим сообщением через

Первоначальное сообщение от Евгений Штерн
Вот схема измерителя индуктивности (см. прикрепленный файл — скачал как-то с какого-то сайта через Locman, потом этот сайт исчез, но я успел скачать и сделать).
Измеряет индуктивность от 3 мкН до 5 мН, на практике — от 1 мкН.

Могу выслать полное описание (на англ. яз.).

Точность измерения самодельными приборами в заметной степени зависит от точности калибровки. И, если, например, Вы измеряете две катушки (7 и 330 мкГн) на разных диапазонах, то ошибка может быть и в калибровке. Кстати, не знаю, как откалибровать подобный измеритель L. Точнее, как поиметь катушку для калибровки. :-)) Может быть автор придумал какой-то оригинальный способ без образцовых катушек?

Кроме того, этот прибор скорее всего по крупному врет при измерении малых индуктивностей (единицы микрогенри — Ваш случай).

И главное — 5 Вольт для катушек на кольце K7x4x2 явно много.

Может быть у Вас есть какой-нибуд генератор с хорошей шкалой (в идеале — с частотомером)? Надо бы измерить катушки на малом сигнале.

Источник

Определение магнитной проницаемости сердечника

Предлагаемая методика и соответствующая ей программа (MUCalculator.exe) предназначены для измерения и расчета магнитной проницаемости материалов магнитопроводов импульсных блоков питания. Это позволяет использовать магнитопроводы без маркировки или с неизвестной маркировкой.

На страницах сайта и на страницах радиолюбительских журналов опубликовано множество описаний импульсных блоков питания. Один из основных элементов такого устройства — импульсный трансформатор, от правильного расчета которого зависят работоспособность, надежность и долговечность блока и питаемого прибора. В описаниях этих устройств указаны материал и типоразмер магнитопровода, а также намоточные данные трансформатора, поэтому проблем с изготовлением устройства не возникает. А как быть радиолюбителю, который решил повторить устройство, но не может найти нужный магнитопровод? На помощь приходят методики и программы расчета импульсного трансформатора [1, 2]. Зачастую у радиолюбителя накапливаются трансформаторы от различных блоков питания телевизоров, компьютеров и прочей бытовой техники. Если магнитопровод имеет маркировку, то нужную для расчета информацию находят в справочниках [3, 4] или на сайтах в Интернете (особенно для зарубежных ферритов). Эти параметры подставляют в формулы или вводят в программы. Но попадаются магнитопроводы, которые не имеют никаких опознавательных знаков (а если и имеют, то что-либо определить по ним трудно). Предлагаемая методика была разработана именно для таких магнитопроводов.

Она основана на известной формуле расчета индуктивности тороидальной обмотки

где L — индуктивность, Гн; w — число витков; µ o = 4 pi -10-7 Гн/м — абсолютная магнитная проницаемость вакуума; µ — магнитная проницаемость материала магнитопровода; l — средняя длина магнитной силовой линии в магнито-проводе, м; S —площадь поперечного сечения магнитопровода, м2.
Из (1) получаем формулу для расчета магнитной проницаемости

Для практических расчетов более удобна формула, полученная из (2), в которой индуктивность выражена в микрогенри, а размеры — в миллиметрах:

Кроме индуктивности, для расчета магнитной проницаемости материала магнитопровода нужно еще знать параметры l и S. Следует учесть, что формула (3) приближенная и дает наиболее точный результат для тороидальных (кольцевых) магнитопроводов. Для других типов (Ш-образный, П-образный, броневой), которые имеют разветвленную магнитную цепь, сложно вывести точные формулы, связывающие индуктивность, магнитную проницаемость и размеры магнитопровода. Поэтому расчеты ведут, используя так называемые эквивалентные размеры l и S ([5], с. 20—36), которые подставляют в формулу (3). Для радиолюбительской практики такой точности достаточно. В таблице перечислены формулы для определения l и S для наиболее распространенных типов магнитопроводов [5].

Работу ведут в определенной последовательности.

1. На исследуемый магнитопровод наматывают пробную обмотку, например, из 10…20 витков провода диаметром 0,3…0,4 мм (их число и диаметр роли не играют). Важно, чтобы витки равномерно по всей длине разместились на магнитопроводе. Для удобства расчета по формуле (3) лучше намотать 10 витков. Затем измеряют индуктивность пробной обмотки в микрогенри. Если магнитопровод состоит из нескольких частей (Ш-образный, П-образный, броневой), то его нужно сжать, чтобы устранить или минимизировать немагнитный зазор, который уменьшает индуктивность пробной обмотки и занижает вычисленное значение магнитной проницаемости материала. Также следует учесть влияние инструментов, стягивающих болтов и шпилек, поэтому желательно, чтобы они были изготовлены из немагнитных материалов.

2. Далее из таблицы выбирают тип исследуемого магнитопровода и по соответствующему чертежу делают все необходимые измерения в миллиметрах. Измерять лучше штангенциркулем, чтобы результаты были как можно точнее. Затем по соответствующим формулам вычисляют среднюю длину магнитной линии ? в миллиметрах и площадь поперечного сеченияS в квадратных миллиметрах.

3. Измеренную в микрогенри индуктивность, число витков w, а также значения l и S подставляют в формулу (3) и определяют магнитную проницаемость материала магнитопровода.

Для упрощения расчетов и экономии времени разработана программа «? -Калькулятор» для ПК, которая по предлагаемой методике рассчитывает магнитную проницаемость магнитопроводов распространенных типов. Программа написана в среде Visual Studio 2008 фирмы Microsoft на языке Visual Basic 2008 ЕЕ. Она также определяет сечение магнитопровода и среднюю длину магнитной линии, которые тоже нужны для дальнейших расчетов импульсного трансформатора. Зная магнитную проницаемость материала магнитопровода, можно по справочникам найти ближайший аналог и определить необходимые параметры (индукцию насыщения, удельные потери и др.).
Папка с программой может иметь любое удобное имя и храниться на любом носителе или разделе жесткого диска. В ней имеются исполняемый файл MUCalculator.exe и файл справки Help.chm (его можно запустить отдельно, чтобы изучить работу с программой до ее использования).

После запуска программы MUCalculator.exe открывается ее окно (рис. 6). В его верхней части расположена строка меню, содержащая два пункта: Файл и Справка. Пункт меню Файл состоит из команд: Сохранить — сохраняет текущий расчет в текстовом файле внутри папки с программой, Печать — печатает текущий расчет на системном принтере, Рассчитать — выполняет расчет магнитной проницаемости выбранного магнитопровода, Выход — выход из программы без сохранения текущего расчета. Пункт меню Справка информирует пользователя о программе и ее авторе.
Часть окна программы ниже строки меню состоит из пяти панелей (рис. 6):

8 — выбор типа магнитопровода, 7 — ввод его размеров, 1 — вывод изображения чертежа магнитопровода, 2 — расчет, 3 — вывод результата расчета. Последняя панель имеет три кнопки: 6 — очистка полей ввода, 5 — вызов справки, 4 — выход из программы.

Панель расчета, показанная с увеличением на рис. 7, содержит элементы: 5 и 4 — поля для ввода индуктивности L и числа витков w пробной обмотки; 3 — кнопка Рассчитать, 2 и 1 — поля для вывода вычисленных значений S и ? .

На панели выбора типа магнитопровода щелчком левой кнопки мыши выбирают тип исследуемого магнитопровода. После этого в правом верхнем углу панели появляется чертеж выбранного магнитопровода с указаниями необходимых размеров, а также надписи возле полей. Далее как можно точнее измеряют в миллиметрах все необходимые размеры исследуемого магнитопровода и записывают их в соответствующие поля.
На панели расчета вводят измеренную в микрогенри индуктивность пробной обмотки и число ее витков. При наличии дробной части ее вводят после разделительной точки (не запятой). После ввода всей информации нажимают на кнопку Рассчитать или выполняют команду меню Файл -> Рассчитать. После этого в полях вывода появятся вычисленные значения ? и S, а также ? — магнитной проницаемости материала магнитопровода.

Для проведения нового расчета нужно очистить все поля нажатием на кнопку Очистить. Для удобства программа показывает всплывающие подсказки при наведении указателя мыши на основные объекты панелей и сообщения об ошибках, если какой-нибудь параметр не введен или введен неверно, с указанием названия этого параметра.
Распечатку результатов расчета выполняют командой меню Файл—>Печать. По этой команде системный принтер печатает стандартную страницу А4 с результатами текущего расчета и чертежом магнитопровода.
Для сохранения результатов расчета в текстовый файл следует выполнить команду меню Файл—>Сохранить. При этом откроется стандартное окно сохранения файла. В поле Имя файла нужно ввести имя сохраняемого файла (расширение .txt программа добавляет автоматически) и нажать на кнопку Сохранить. Если файла с таким именем не существует, программа спросит, нужно ли его создать На этот вопрос надо ответить утвердительно (нажать на кнопку ОК). В результате будет создан текстовый файл с информацией об исследуемом магнитопроводе, результатами и датой расчета. Если файл с таким именем существует, программа об этом предупредит и спросит, нужно ли его создать. Если на этот вопрос также ответить утвердительно, программа дописывает новые результаты расчета в конец этого файла, не стирая ранее сделанные записи.
Сохраненный файл можно прочитать, удалить в нем ненужные записи и распечатать с помощью любого подходящего текстового редактора, например, Notepad++ (рис. 8).

Ю. ИЛИТИЧ, пгт. Верховина Ивано-Франковской обл., Украина

Радио, №4 2011г стр. 30-32

ЛИТЕРАТУРА
1. Косенко С. Расчет импульсного трансформатора двухтактного преобразователя Радио, 2005, № 4. с. 35-37, 44.
2. Москатов Е, Методика и программа расчета импульсного трансформатора двухтактного преобразователя. — Радио, 2006, № 6, с. 35-37
3. Куневич А. В., Сидоров И. Н. Индуктивные элементы на ферритах. Ферритовые сердечники в узлах радиоаппаратуры. Справочник домашнего мастера. — Л.: Лениздат, 1997.
4. Сидоров И. Н., Христинин А. А., Скорняков С. В. Малогабаритные магнитопрово-ды и сердечники. — М.: Радио и связь, 1989.
5. Гликман И. Я., Русин Ю. С, Горский А. Н. Электромагнитные элементы радиоэлектронной аппаратуры. Справочник. — М.: Радио и связь, 1991.

Программа для определения проницаемости проверялась на WIN XP SP3, необходим Net framework 3.0

Источник