Ток насыщения катушки индуктивности своими руками

Насыщение сердечника зависит от материала сердечника, но обычно для материалов типа феррита оно составляет около 0,4 тесла (примером является материал 3С90 от ferroxcube):

Обратите внимание, что, несмотря на увеличение поля H (в основном в амперах), плотность потока выравнивается примерно на уровне 400 мТл. Так что же такое поле H?

Поле H - это то, что создает магнетизм, и для обычного феррита (скажем, тороида) поле H равно амперам x обороты / расстояние вокруг тороида. Под расстоянием вокруг тороида я имею в виду$\ell_e$(эффективная длина), показанная ниже: -

Таким образом, больший тороид имеет более длинный$\ell_e$и поэтому поле Н для данного числа ампер-витков будет меньше. Это означает, что тороид будет меньше насыщаться при том же токе.

Что делает пробел? Зазор снижает эффективную проницаемость материала заполнителя и, учитывая, что B =$\mu H$, меньшая проницаемость также означает меньшую плотность потока для того же тока.

Таким образом, движущей силой (магнитодвижущей силой) является ампер x количество витков, но с учетом эффективной длины тороида (или сердечника E и т. д.) MMF отображается в напряженность магнитного поля H, и это, в сочетании с эффективной проницаемостью сердечника определяет точку насыщения плотности потока B.

Таким образом, феррит большего размера с зазором необходим, чтобы избежать насыщения.

Также стоит отметить, что целью многих разработчиков является получение определенного значения индуктивности, и что введение зазора может уменьшить проницаемость вдвое. Это еще вдвое уменьшает индуктивность, увеличивая количество витков на$\sqrt2$восстанавливает индуктивность до прежнего значения. Индуктивность пропорциональна виткам в квадрате.

Это говорит вам о том, что вы можете получить ту же индуктивность от версии сердечника с зазором И понизить точку насыщения. Однако потери в меди могут привести к тому, что нет чистого выигрыша в «эффективности» без перехода на более крупный сердечник.

Другой метод состоит в том, чтобы выбрать две катушки индуктивности вдвое большего номинала и соединить их параллельно. Если вы посмотрите на характеристики силового индуктора, вы увидите, что ток насыщения для индуктора с более высоким значением составляет более половины тока насыщения индуктора с половиной индуктивности.

Справочные кривые BH для различных материалов: -

Кривые намагничивания 9 ферромагнитных материалов, показывающие насыщение.

1. Листовая сталь,

2.Кремниевая сталь,

3. Литая сталь,

4.Вольфрамовая сталь,

5.Магнитная сталь,

6.Чугун,

7.Никель,

8.Кобальт,

9.Магнетит

Кобальт и никель используются в ферритах. Информация взята отсюда