Захранващи устройства - Преглед на тема - Относно веригата на магнитния хистерезис

За хистерезисната верига на магнитната верига moskatov

Вярвам, че получаването и разглеждането на формата на хистерезисната верига на магнитната верига е интересно. Затова избрах съответните съобщения в тази тема.

Да, IMHO е полезно да се започне от стойностите на индуктивностите и хистерезисните вериги на реалния компонент на намотката. Магнитните параметри на феритите имат разпространение; когато се проследява само броят на завоите, магнитната верига може или да влезе в областта на насищане, или не. Според вълновите форми на хистерезисната верига може визуално да се оцени пригодността на магнитните вериги за конкретно приложение. Ето типична хистерезисна верига на феритна сърцевина, подходяща за импулсен трансформатор, съгласуващ драйвер:

Използвайки неизвестен материал на магнитната верига, можете да получите неочакван резултат. Действителната магнитна проницаемост и индукция на насищане на различни образци от феритни проби, дори от една и съща марка, може да има значителни разлики. Стойността на индукцията на насищане, дадена в референтните данни, може да се тълкува като индикативна. Стойностите на магнитните параметри не са постоянни и зависят от температурата, условията на съхранение и работа, продължителността на импулса... В резултат на стареене феритните продукти променят своите магнитни свойства... Ето типична частична хистерезисна верига на магнитна верига, изработена от 2000NM-A ферит, тороидално ядро K20 × 10 × 6, брой навивки W = 34; магнитната верига не навлиза в областта на насищане:

Старичок

Юджийн, кажи ми, моля, как да получа такъв цикъл.

Например, както е описано на сайта "Лаборатории Клифтън". Веднъж написах статия "Москатов Е. Определяне на параметрите на хистерезисната верига на магнитната верига. - Радиомир. - 2009. - № 10, стр. 29, 30". Цитирам я.

В любителското радиоНа практика често има случаи, при които е необходимо да се знаят основните параметри на хистерезисната верига на материала на магнитната верига с по-голяма точност от посочената в справочниците. Това, например, може да е необходимо при избора на магнитна верига за използване в силов трансформатор на импулсно захранване или в осцилаторна верига на предавател. Често в същото време радиолюбителите нямат специални стендове за изпитване и измервателни уреди, като тесламетри, вебмери и др. За да улесните процеса на намиране на магнитна индукция, сила на магнитното поле и магнитна пропускливост, препоръчвам да използвате метода за косвено измерване по-долу. За да направите това, ще ви трябват само широко достъпни инструменти, които могат да бъдат намерени в домашната лаборатория на радиолюбител, а именно генератор на сигнали, измервател на индуктивност, катодно-лъчев осцилоскоп и т.н.

За да намерим магнитната проницаемост "μ" на сърцевината на пръстена, полагаме тестова намотка върху тестовата проба. Броят на намотките на тестовата намотка обикновено не трябва да бъде по-малък от около 40, за да се поддържа достатъчно висока точност на получените резултати, но не трябва да надвишава около 200, тъй като това ще доведе до нерационално използване на проводника за намотаване. Измерваме индуктивността на тестовата намотка и заместваме намерената й стойност в следната формула:

µ = (2,5 • 10^3 • L • (A + B)) / (W • C • (A – B)),

където L е измерената индуктивност, μH; W е броят на навивки на тестовата намотка; A е външният диаметър на тороидалната магнитна верига, mm; B е вътрешният диаметър на пръстеновидната магнитна верига, mm; C е височината на тороидалната магнитна верига, mm.свързващи проводници от измервателното устройство и от тестовите намотки. Получената проницаемост ще клони към първоначалната магнитна проницаемост, ако силата на магнитното поле в материала на магнитната верига клони към нула. С увеличаване на силата на магнитното поле магнитната проницаемост първо ще се увеличи, а след достигане на максималната стойност ще намалее. Магнитната проницаемост на хистерезисната крива съответства на степента на наклона на контура. Измерването на магнитната индукция "B" на материала на сърцевината може да се извърши чрез индукционно-импулсен метод с помощта на веберметър или балистичен галванометър, метод на ядрено-магнитен резонанс, тесламетър със сензор на Хол и др. В любителската радиопрактика обикновено е трудно да се измери с тези методи и затова е препоръчително да се обърне внимание на намирането на индукцията на насищане и силата на магнитното поле с помощта на конвенционален катодно-лъчев осцилоскоп, който е свързан към стенд за изпитване [1, p. 249]. Предимството на разглеждания метод за измерване е възможността за визуално наблюдение на хистерезисната крива, а недостатъците са необходимостта от използване на тестова постановка и относително ниската точност на измерване поради грешката на използвания катодно-лъчев осцилоскоп и обикновено няколко процента. Схемата на тестовия стенд е показана на фигурата.

Сигналът от генератора се подава през постоянен резистор R1 към първичната намотка на изследваната магнитна верига на компонента TV1. Работната честота на генератора трябва да съответства на честотата, на която се планира да работи тестваният образец на магнитната верига, тъй като магнитните параметри зависят значително от честотата. Напрежението, падащо през постоянния резистор R1,пропорционален на тока на намагнитване на тестваното ядро, се прилага към X-плочите на хоризонталното отклонение на лъча на осцилоскопа. Токът на намагнитване може да се измери чрез свързване на амперметър последователно с първичната намотка на трансформатора TV1. Напрежението от вторичната намотка на трансформатора TV1 се подава към интегратора, образуван от най-простата RC верига от компонентите C1 и R2. Съпротивлението на постоянния резистор R2 трябва да бъде достатъчно голямо, така че паразитните съпротивления да могат да бъдат пренебрегнати. Вместо RC верига беше възможно да се използва операционен усилвател на микросхема, свързана според веригата на интегратора, но това би усложнило стойката, но би позволило увеличаване на амплитудата на напрежението, приложено към Y-плочите на осцилоскопа. Константата на интегриране трябва да надвишава или в краен случай да бъде равна на продължителността на сигналното напрежение, съответстващо на работната честота на генератора. Интегрираният сигнал се подава към Y-плочите на вертикалното отклонение на електронния лъч на осцилоскопа. Отклонението на лъча по оста X съответства на силата на магнитното поле, а по оста Y е пропорционално на магнитната индукция. Спадът на напрежението на изхода на интегратора върху кондензатора C1 е пропорционален на моментната стойност на индукцията в магнитната верига, която може да бъде записана по следния начин [2, p. 344]:

Uc = (S • W 2 • B(t)) / (C1 • R2), (B),

където S е площта на напречното сечение на изследваната проба на магнитната верига, m2; W 2 е броят на завъртанията във вторичната намотка на трансформатора TV1; B (t) е моментната стойност на магнитната индукция, T; C1 е капацитетът на кондензатора на интегратора, F; R2 е съпротивлението на резистора в интегриращата верига, Ohm. Към X-плочите и Y-плочите на осцилоскопа отнапреженията "Ux" и "Uy" с известни RMS стойности се прилагат към генератора и коефициентите на мащабиране "mx" и "my" се изчисляват. За плочи с вертикално отклонение коефициентът на мащабиране "mx" се намира по формулата

mx = (2 • √2 • Ux) / lx, (V / cm),

където ℓx е сегментът, по който електронният лъч се отклонява по абсцисата, вижте За хоризонтални отклоняващи плочи коефициентът на мащабиране "my" се определя по абсолютно същия начин съгласно израза:

my = (2 • √2 • Uy) / ℓy, (V/cm),

където ℓy е дължината на сегмента, по който електронният лъч се измества по ординатата, cm. Сега, след като научихме индукцията на насищане на пробата и магнитната пропускливост на сърцевината, ние аналитично намираме силата на магнитното поле „H“, използвайки следната формула:

H \u003d B / (μ • μ 0), (A / m),

където B е магнитната индукция в материала на сърцевината, T; μ 0 е магнитната вакуумна константа, равна на 4 • π • 10^–7 Gn/m; μ е магнитната пропускливост на материала на магнитната сърцевина. Моментът на насищане на материала на магнитната сърцевина съответства на спирането на монотонното нарастване на индукцията с увеличаване на силата на полето, в резултат на което всички завъртания на магнитния домен s ще бъдат ориентирани в една посока по дължината на магнитното поле, което може да се наблюдава визуално чрез завоя на кривата на хистерезисната верига. Може също да се интересуваме от ширината на хистерезисната верига, тъй като тя съответства на големината на загубите в магнитната верига. Колкото по-тясна е хистерезисната верига, толкова по-малка е загубата. Така определяме трите най-важни параметъра на хистерезисната верига на магнитната верига - магнитна проницаемост, индукция на насищане и сила на полето. Тази информация ви позволява разумно да изберете магнитна верига за конкретно приложение, дори ако нейната маркировка е изтрита и информацията за нея е изгубена.

Старичок

Юджийн, благодаря ти много за тази информация. Но, за съжаление, моят осцилоскоп няма отделни входове към плочите. Но имам Браун, само че не го прочетох „от кора до кора“.

Вашият осцилоскоп има ли вход за външен часовник?

По дяволите! Какво говоря! Старче, моля за извинение. Коригиране на въпроса: вашият осцилоскоп има ли вход за външно почистване?

Такъв резултат говори за несъвършенството на вашата лабораторна настройка и не повече. Истинските цикли не се извиват така.

И още нещо. На първата снимка цикълът също има необичайна траектория. В зоната на насищане горната и долната част са разменили местата си.

Ето още лупинги с необичайни траектории.

Старичок

Какво ще кажете за пренасищане? Какво е това?