Jak nepřesytit tlumivku ve zdroji? - vyřešeno

[kybler]

Pořád se tak nějak potýkám s tipováním konstrukce výstupních tlumivek do propustných spínaných zdrojů, někdy se daří, někdy ne.
Na trafa jsem tak nějak už našel výpočet, takže je nemusím měřit a potřebný počet závitů už spočítám (N=1000/(4,44fBS) [kHz, T, mm2]), jak ale spočítat výstupní tlumivku ze stejného typu jádra, jen s vyřezanou vzduchovou mezerou 1mm, která sníží permeabilitu na 1/10 původní hodnoty?
Nejde o výpočet konkrétní hodnoty indukčnosti, ale spíš o to, jestli při větším počtu závitů hrozí přesycení DC proudem více, nebo méně, jestli se snažit ten pracovní bod jádra trefit co nejpřesnějc, nebo jen namotat na cívku co nejvíc závitů s tím, že větší indukčnost není ke škodě?(při zanedbání vlastního odporu drátu)
Použitelnou informaci, nebo výpočet na tohle bych fakt uvítal. Díky.

[Andrea]

[mtajovsky]

Tak s tímhle odvozením jsem se patlal nejmíň 3x a stejně si ho nepamatuju. Zase bych to musel vymýšlet. Ale o co jde - sestavit vzorec pro maximální přípustnou permeabilitu při dané indukčnosti, průřezu jádra a proudu.

Úvaha je založena na tom, že při zvětšování počtu závitů roste indukčnost se čtvercem počtu závitů, ale magnetomotorická síla a tedy potažmo indukce lineárně. Jestliže tedy například zvýšíme počet závitů 2x, můžeme snížit permeabilitu 4x při zachování indukčnosti. Přitom se ale magnetická indukce sníží 2x. Jestliže by se tedy měla tlumivka přesycovat, je potřeba zvýšit počet závitů a snížit permeabilitu. To se dělá pomocí vzduchové mezery.

[mtajovsky]

Tak s tímhle odvozením jsem se patlal nejmíň 3x a stejně si ho nepamatuju. Zase bych to musel vymýšlet. Ale o co jde - sestavit vzorec pro maximální přípustnou permeabilitu při dané indukčnosti, průřezu jádra a proudu.

Úvaha je založena na tom, že při zvětšování počtu závitů roste indukčnost se čtvercem počtu závitů, ale magnetomotorická síla a tedy potažmo indukce lineárně. Jestliže tedy například zvýšíme počet závitů 2x, můžeme snížit permeabilitu 4x při zachování indukčnosti. Přitom se ale magnetická indukce sníží 2x. Jestliže by se tedy měla tlumivka přesycovat, je potřeba zvýšit počet závitů a snížit permeabilitu. To se dělá pomocí vzduchové mezery.

[Bernard]

U spínaného zdroje je příkon obyčejně zadán a frekvenci volíme s ohledem na spínací prvek co nejvyšší, třeba ji tipneme. Potom je jasné, jaké kvantum energie přenese tlumivka v jednom cykle. Když je magnetický obvod s mezerou, část energie je v jádře a část v mezeře. Když je známé max. sycení jádra, jeho poměrná permeabilita a rozměry, dá se orientačně posoudit potřeba mezery podle vzorce pro tu energii. Pro dané jádro tedy můžeme posoudit potřebu vzduchové mezery a potom se strefovat do indukčnosti a primárního proudu.

[Bernard]

U spínaného zdroje je příkon obyčejně zadán a frekvenci volíme s ohledem na spínací prvek co nejvyšší, třeba ji tipneme. Potom je jasné, jaké kvantum energie přenese tlumivka v jednom cykle. Když je magnetický obvod s mezerou, část energie je v jádře a část v mezeře. Když je známé max. sycení jádra, jeho poměrná permeabilita a rozměry, dá se orientačně posoudit potřeba mezery podle vzorce pro tu energii. Pro dané jádro tedy můžeme posoudit potřebu vzduchové mezery a potom se strefovat do indukčnosti a primárního proudu.

[mtajovsky]

Odvození z jiné strany. Jednoduché a platí pro stanovení jakékoliv tlumivky, třeba i ve spojitém zdroji. Vycházíme z předem stanovené indukčnosti L, kterou má tlumivka mít a maximálního proudu I:

Magnetický tok cívkou při proudu I a počtu závitů N je:
Φ = (L*I)/N

přičemž požadujeme, aby byl menší než Φmax = Bmax * S
(L*I)/N < Bmax * S

jinak by se tlumivka přesytila.

Potom počet závitů musí být větší než:
Nmin > (L * I)/(Bmax * S)

Dále platí:
L = μ * (N^2 * S)/l

Pokud bude N větší než uvedená hranice, permeabilita smí dosahovat maximálně (l je délka střední siločáry):
μmax = (L * l)/(N^2 * S) = (Bmax^2 * S * l)/(L * I^2)

k tomu konstanta
Almax = (Bmax^2 * S^2)/(L * I^2)

Uvedené znamená, že pokud bude tlumivka indukčnosti L navinuta s nejméně Nmin závity, to znamená s jádrem s μmax permeabilitou nebude se přesycovat. V praxi například vybereme hrníčkové jádro s Al nejvýše uvedeným a k tomu dopočítáme závity.

[mtajovsky]

Odvození z jiné strany. Jednoduché a platí pro stanovení jakékoliv tlumivky, třeba i ve spojitém zdroji. Vycházíme z předem stanovené indukčnosti L, kterou má tlumivka mít a maximálního proudu I:

Magnetický tok cívkou při proudu I a počtu závitů N je:
Φ = (L*I)/N

přičemž požadujeme, aby byl menší než Φmax = Bmax * S
(L*I)/N < Bmax * S

jinak by se tlumivka přesytila.

Potom počet závitů musí být větší než:
Nmin > (L * I)/(Bmax * S)

Dále platí:
L = μ * (N^2 * S)/l

Pokud bude N větší než uvedená hranice, permeabilita smí dosahovat maximálně (l je délka střední siločáry):
μmax = (L * l)/(N^2 * S) = (Bmax^2 * S * l)/(L * I^2)

k tomu konstanta
Almax = (Bmax^2 * S^2)/(L * I^2)

Uvedené znamená, že pokud bude tlumivka indukčnosti L navinuta s nejméně Nmin závity, to znamená s jádrem s μmax permeabilitou nebude se přesycovat. V praxi například vybereme hrníčkové jádro s Al nejvýše uvedeným a k tomu dopočítáme závity.

[eljaro]

bože jak je ta teorie krásná ! supr výklad ! škoda jen že takové definice nejsou tak prosté pro otevřená pole a jejich síly - kombinace vektoru a skaláru je za trest ! ale pro ty uzavřené mag.obvody opravdu supr výklad!

PS: omluvte pravopis dík

[kybler]

[Andrea]

[kybler]

[Andrea]

[breta1]

2pí/odmocnina ze dvou

[Bernard]

U jednočinného měniče to neodpovídá na otázku z názvu vlákna. Tam má proud stejnosměrnou složku, f=0, a s tou se třeba vypořádat.

[Bernard]

U jednočinného měniče to neodpovídá na otázku z názvu vlákna. Tam má proud stejnosměrnou složku, f=0, a s tou se třeba vypořádat.