Зачастую в нашем распоряжении оказываются импортные и отечественные ферритовые
магнитопроводы неизвестных марок. В этом случае возникает вопрос - как определить
основные параметры этих магнитопроводов?
На частоте сварочного инвертора в 30-50кГц можно использовать практически любые
ферриты. Остаётся определить основной параметр петли намагничивания - Bm. Для
этого можно собрать тестовую схему на основе генератора Роера.
На сердечник, сдвоенным эмалированным проводом, мотается тестовая обмотка, витки
которой можно определить по формуле:
W=U1*10^4/(4*F*Bm*Sc)
где:
W-количество витков тестовой сдвоенной обмотки,
F-частота генерации, которую следует выбрать достаточно низкой (1-5кГц), чтобы
снизить влияние частотных свойств используемых транзисторов на результаты
эксперимента. Кроме этого, с большим числом витков, проще достигнуть требуемой
напряжённости величиной H=100-160А/м.
Bm-индукция в сердечнике, которую можно предварительно принять равной 0.3Тл
Sc-сечение сердечника в см^2
Определившись с витками, рассчитаем требуемый ток
I=H*Lc/W
где:
Lc-средняя длина магнитной силовой линии (можно считать равной длине окружности
среднего диаметра кольца),в метрах.
Исходя из полученного тока выбираем транзисторы.
После этого выбираем величины резисторов R=2*U1*h21э/I
где:
h21э-коэффициент передачи тока используемых транзисторов
Теперь включаем схему. Появление своеобразного тона подтвердит тот факт, что
генератор работает. Осциллографом смотрим форму напряжения на коллекторах
транзисторов - должны быть прямоугольные импульсы. Смотрим напряжение на шунте
(величиной 1-2ом) и убеждаемся, что сердечник насыщается (в конце каждого
полупериода имеем явный выброс тока). Определяем длительность импульса, где ток нарастает практически линейно (до
выброса) и, по приведённой выше формуле, считаем требуемую индукцию.
Желательно сердечник испытывать при ожидаемой рабочей температуре (примерно
60гр.С). Для этого сам сердечник, завёрнутый в целлофановый пакет, можно
поместить в нагретую до требуемой температуры воду.
Но, как говориться, лучше один раз показать !
Итак:
1. Берём ферритовое кольцо без опознавательных знаков. Думаю такого добра у
каждого в достатке !
Делаем замеры и получаем:
D=40мм, d=25мм, h=11мм, Sc=0.875см^2, Lc=95мм
Для получения частоты в 1кгц нужно намотать 120 витков
2. Подготавливаем сердечник к намотке
3. Расчёт показывает, что надо около 5м сдвоенного провода
4. Тестовая обмотка намотана. Получилось немного больше, 130 витков.
5. Макет генератора собран
6. Подаём напряжение питания 12.6В. Частота генерации F=833Гц (T=1.2мс)
7. Так как к обмотке прикладывается (на этапе перемагничивания) постоянное
напряжение, то скорость изменения индукции в сердечнике постоянная. В этом
случае осциллограмма потребляемого тока, для каждого полупериода, практически
является отпечатком петли перемагничивания.
Из осциллограммы тока видно, что сердечник перемагничивается на линейном участке
0.4мс, в течении каждого полупериода. Следовательно длительность цикла
перемагничивания за период будет составлять Т=0.8мс (F=1250Гц). Отсюда можно
найти Bm=U1*10000/(4*W*F*Sc)=0.235Тл
8. Теперь нагреем сердечник до температуры +75гр.С (ранее было +25гр.С)
9. Осциллограмма напряжения для этой температуры
10. Осциллограмма тока
Частота увеличилась до 950Гц, что говорит об уменьшении значения Bm до 0.2Тл.
Из эксперимента видно, что влияние температуры на свойства сердечника
игнорировать не стоит!
11. Потери в схеме и в сердечнике (на гистерезис) вызывают смещение кривой тока
относительно нулевого значения (на осциллограммах заметно смещение вниз)
!
