Расчет магнитной проницаемости магнитопроводов
ИСТОЧНИК: Журнал "Радио" №4 2011 г.
АВТОР: Ю.ИЛИТИЧ, пгт. Верховина Ивано-Франковской обл., Украина
Предлагаемая методика и соответствующая ей nporpaммa предназначены,
для измерения и расчета магнитной проницаемости материалов магнитопроводов импульсных блоков питания.
Это позволяет использовать магнитопроводы без маркировки или с неизвестной маркировкой.
На страницах журнала "Радио" опуб ликовано множество описаний импульсных блоков питания. Один из oсновных элементов тaкoгo устройства
импульсный трансформатор, от правильноrо расчета котopoгo зависят работоспособность, надежность и долговечность блока и питаемого прибора.
В описаниях этих устройств указаны материал и типоразмер магнитопровода, а также намоточные данные тpaнсформатора, 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 прогpaммы расчета импульсноrо тpансформатора [1,2]. Зачастую у радиолюбителя накапливаются трансформаторы от различных блоков питания телевизоров, компьютеров и прочей бытовой техники. Если магнитопровод имеет маркировку, то нужную я расчета информацию находят в справочниках [3, 4] или на сайтах в Интернете (ocобенно 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 я таких магнитопроводов.
Она основана на известной формуле расчета индуктивности тороидальной обмотки
( 1 )
Где L индуктивность, Гн; W число , витков;
µo = 4π×10¯7 Гн/м абсолютная магнитная проницаемость вакуума;
µ- магнитная проницаемость материала магнитопровода;
I- средняя длина магнитной силовой линии в магннитопроводе, м;
S- площадь поперечного сечения магнитопровода, м²
Из (1) получаем формулу для расчета магнитной проницаемости:
( 2 )
Для практических расчетов более удобна формула, полученная из (2),
в которой индуктивность выражена в микрогенри, а размеры в миллиметрах:
(3)
Кроме индуктивности, для расчета магнитной проницаемости материала магнитопровода нужно еще знать пара метры I и S. Следует учесть, что формула (3) приближенная и дает наиболее точный результат для тороидальных (кольцевых) магнитопроводов. Для дpyгих 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 I и S ([5], с. 20 -36), которые подставляют в формулу (3).
Для радиолюбительской практики такой точности достаточно. В таблице перечислены формулы Я определения I и S я 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 об разный, броневой), то ero нужно сжать, чтобы устранить или минимизировать немагнитный зазор, который уменьшает индуктивность пробной обмотки и занижает вычисленное значение мaгнитной 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 мaгнитной линии -I в миллиметрах и площадь поперечноrо сечения S в квaдpaтных миллиметрах.
3. Измеренную в микрогенри индуктивность, число витков W, а также значения I и S подставляют в формулу (3) и определяют магнитную проницаемость материала магнитопровода.
Похожие материалы
