Rdzenie ferrytowe,blaszane i inne

Witam serdecznie

Dopiero zgłębiam wiedzę na temat rdzeni. Eksperymentuję od jakiegoś czasu z rdzeniami zbudowanymi z blachy transformatorowej jednak nie zadowala mnie ten materiał.Potrzebuję rdzenia o wymiarach 35x35x100 mm(szerokość x długość x wysokość). Przekrój w kwadracie. Podstawowymi rzeczami jakie mnie interesują to:

1) możliwość wykonania rdzenia o podanych wymiarach
2) możliwe jak największe nasycenie go natężeniem H
3) najlepiej by był to rdzeń ferrytowy

Proszę o informacje czy spotkaliście się z jakąś firmą (osobą prywatną), która może mi nie tylko wykonać takie rdzenie ale i również telefonicznie odpowiedzieć na więcej nurtujących mnie pytań.

Zobacz w katalog firmy FERROXCUBE, oni mają w sumie to co obecnie jest najlepsze - cudów niestety nie ma niemniej jeśli chodzi Ci o moc jaką chcesz przenieść to na rdzeniu ferrytowym osiągniesz sporo więcej z ograniczeniem wymiarów.

Już wcześniej trafiłem na tą firmę, jednak dziękuję. Co do wymiarów rdzenia mogę jedynie zmniejszyć wymiar 100 mm. Pozostałe wymiary (35x35 mm) są nietykalne. Jeśli tak piszesz to dlaczego tak jest?. Nawet zakładając ze cewka będzie miała prawie 100 mm wysokości (będzie długości rdzenia) to uważasz że uzyskam większą siłę megnetomotoryczną w rdzeniu jeśli np: cewka i rdzeń będą miały 50 mm wysokości?

Co chcesz uzyskać? Dławik czy transformator? Nie zapominają, że wzrost częstotliwości pracy wpływa pozytywnie na gabaryty. Jak chcesz mieć elektromagnes to zostań przy blachach.
w rdzeniach ferrytowych domeny magnetyczne są zdolne znacznie szybciej sie przebiegunować, prądy wirowe to nie kłopot tylko nasycenie następuje przy niższej indukcji w rdzeniu. Zobacz na forum wyróżnione tematy Romana.

Chcę uzyskać elektromagnes. Jeśli chodzi o częstotliwość to będzie się wahała od 500 Hz do 2,5 kHz. Interesuje mnie tak naprawdę tylko 1 parametr. Mogę tutaj pisać o indukcyjności,sile elektromotorycznej czy nasyceniu w jednostkach T(Tesli) w rdzeniu, ale mówiąc kolokwialnie: chcę uzyskać MAKSYMALNĄ możliwą do uzyskania siłę tego elektromagnesu. Z tego co wiem to blacha transformatorowa może się nasycić do 1,7 T. Jakieś inne propozycje?

Myslales o wprowadzeniu magnesu trwalego w rdzen?

To już zrobiłem. Ale nadal pozostaje sprawa cewki (jej grubości,ilości zwojów, mocy prądu, itp) oraz rdzenia (rodzaj materiału, wysokość). I właśnie na tych dwóch parametrach chcę się skoncentrować: rodzaj materiału, wysokość.

Jedyne, co mi przychodzi do głowy to nawijanie drutem o przekroju kwadratu lub prostokąta, jeśli nie mieścimy się w wymaganych gabarytach cewki, lub odpowiednie uksztaltowanie końcowek rdzenia (powierzchni), aby rdzeń nie "gubił" części pola magnetycznego.
Ale to pewnie wiesz.

Nawijanie prostokątem (20 mm2) już jest. Jeśli sprawa ma się kształtowaniem to nie drążyłem tego tematu. A co Ty wiesz na ten temat?

Nie wiem, jakie zastosowanie ma twój elektromagnes, ale np. zwory magnetyczne, jeśli mają rozszerzone pole powierzchni to linie pól magn. nie uciekają poza strefę oddziaływania biegunów zwory.
Linie pól mają tendencję do zaokrągleń, i w wielu przypadkach można to wykorzystać.
Ogólnie, to coś jak w judo, trzeba użyć siły przeciwnika przeciwko niemu samemu.

Przeszukałem internet w poszukiwaniu tego co piszesz, jednak nie znalazłem niczego konstruktywnego. A w materiałach na temat pól magnetycznych także nie ma o tym wzmianki. Posiadasz może jakiś adres strony, lub temat na tym forum, gdzie mogę poczytać o tym?

Jeśli znasz się na temacie powiedz mi proszę jak pole będzie się rozchodziło w tych 3 przypadkach:

1. Dobrze byłoby odróżniać natężenie pola H od indukcji B: B=µ*µ0*H (µ jest parametrem materiału, dla próżni µ=1, B=µ0*H). Na granicy ośrodków składowa B prostopadła do granicy i składowa H równoległa do granicy są takie same po obu stronach granicy.

2. Ferryty mają dość niską indukcję nasycenia - około 400mT, albo mniej; permalloy ma 900mT, stal krzemowa (zwykle używana na blach transformatorowe) około 2200mT.

3. Zasilanie elektromagnesu prądem zmiennym wymaga dodatkowego napięcia na pokonanie siły elektromotorycznej, równej pochodnej strumienia pola (strumień = całka po powierzchni składowej indukcji prostopadłej do niej) po czasie, pomnożonej przez ilość zwojów.

4. Prąd potrzebny na wytworzenie pola jest równy całce z pola H po obwodzie, podzielonej przez ilość zwojów.

5. Pole ma tendencję do skupiania się na ostrych wypukłościach (i z nich się rozchodzi we wszystkie strony), ale jego indukcja jest ograniczona do wartości indukcji nasycenia użytego materiału.

6. W przybliżeniu liniowym (nie licząc zależności µ od pola i jego historii - a więc od nasycania się materiału, czy histerezy) pole w każdym ośrodku jednorodnym (ale nie na granicach ośrodków: tam B nie jest gradientem, a funkcja, której gradientem jest H, ma przy zerowej grubości granicy nieskończony laplasjan) jest gradientem funkcji skalarnej o zerowym laplasjanie, z zastrzeżeniem, że przestrzeń nie może zawierać linii zamkniętej wokół zwoju/zwojów cewki, ani przechodzącej przez magnes trwały (na takich liniach funkcja musi w jakimś punkcie mieć skok wartości, dlatego wprowadza się powierzchnię rozpiętą przez cewkę, na której jest ten skok).

7. Wartość µ w rdzeniu zwykle jest bardzo duża, więc można policzyć w przybliżeniu tak, jakby tam była nieskończona (wtedy ta funkcja skalarna na każdym z biegunów elektromagnesu jest stała i różni się o wartość prądu pomnożoną przez ilość zwojów), a potem doliczyć poprawkę na skończoną wartość µ. Dla niektórych kształtów są znane rozwiązania równań pola, dla innych zwykle można tylko policzyć je numerycznie, albo zmierzyć pole.

jta... proszę. Nie pisz jeśli niczego konstruktywnego nie wnosisz do rozmowy. Nie pytam o teorię magnetyzmu bo to mogę sobie przeczytać w książce. Cały twój wywód jest jak opisywanie fizyki kwantowej poprzez literaturę piękną. Jeśli nie jesteś wstanie "narysować" pól na prostym szkicu tylko opisywać laplasjany i gradienty funkcji skalarnej.... wybacz. Mam za dużo teoretyków koło siebie i żaden jeszcze nie powiedział mi nic ciekawego. Więc proszę: nie nabijaj sobie chociaż postów w tym temacie.

Jest jednak jedna rzecz, o której nie wspomniałem wcześniej. Cewki będę zasilał prądem STAŁYM. Oczywiście to bardzo trudne z uwagi na duży woltaż i ampery Jednak żeby wszystko działało tak musi być.

Z tego co wiem to blacha transformatorowa może się nasycić do 1,7 T.
Maksymalna indukcja, jaką mogą mieć stopy, dla których mam dane, to 2.45T - chyba permendur (wbrew temu, co sugeruje nazwa, to jest "miękki" materiał magnetyczny). Stal krzemowa (blacha transformatorowa jest z takiej stali) ma, o ile pamiętam, indukcję nasycenia od 2.15 do 2.25T, zależnie od zawartości krzemu.

Po wielu naradach, posiedzeniach , rozmowach itd.. udało się się zaprojektować jedne z najnowocześniejszych rozwiązań, które udało mi się podpatrzeć w US a przeprojektować na chłodzenie powietrzne i dostosować do rdzeni kwadratowych. Zastrzegam sobie prawa do Projektu przedstawianego na łamach tego tematu. Najwłaściwsza nazwa pasująca do niego to Cewka Płytkowa. Większość konstrukcji widzianej jako RDZEŃ + CEWKA już posiadam, niedługo przystępuję do wycinania wodą płytek miedziach o grubości 1 mm. Oceńcie sami:

Spodziewane korzyści:

- Łatwość wykonania
- Brak znaczącego wzrostu napięcia mimo dużej średnicy cewki
- Ogromna żywotność (ograniczona żywotnością izolacji np. szklanej)
- Możliwość składania ogromnych cewek o ogromnych przekrojach - w domu...
- Dużo tańsze rozwiązanie niż kładzenie wielu warstw izolacji miedzianej w izolacji

Tak się przedstawia cały RDZEŃ + CEWKA. Wymiary by złapać wielkość.





Tutaj przedstawię zasadę działania. Cała cewka będzie się składała jedynie z 3 różnych elementów przedstawionych poniżej. 2 blaszki od lewej strony koloru miedzianego - są z miedzi, grubość 1 mm. 3-ci element to izolacja wycięta z dowolnego materiału. Zdecydowałem się w ramach eksperymentu wyciąć na ploterze tą izolację w papierze o grubości: 0.09 - 0,10 mm.



Dodano po 1 [minuty]:

Teraz jak to działa:

Cała cewka będzie się składała wielu tarcz i izolacji. Wystarczy, że opiszę ich kilka a resztę się kopiuje. Na przedstawionym obrazku widać jak prąd elektronów mknie po tarczy, która to jest przykryta izolacją odsłaniającą jedynie 1/4 jego obwodu/powierzchni.

Na przykład tutaj moderator to napisał.

Nie wymyśliłeś niczego nowego, taki kształt uzwojeń mają magnesy Bitterowskie:

ru.nl/hfml/research/levitation/diamagnetic/bitter-solenoid/

link trzeba ręcznie przekopiować do okna adresowego przeglądarki

Rewelacja!. Zastanawiam się tylko dlaczego dopiero teraz mi ktoś o tym powiedział . Oczywiście, że chodzi o ten rodzaj cewki, z tą różnicą, że ja zakładam chłodzenie powietrzem.

A więc po kolei. Już wykonuję cewkę płytkową ale póki co wszystkie pozostałe, które zrobiłem poprzednio testowałem na napięciu 330 V. Pierwsze próby na te nowej cewce także będę robił na takim "V". Nie jest to idealne napięcie z uwagi że zabiera mi Ampery a dodatkowo bardzo rośnie w trakcie pracy. Dodatkowym problemem, który mam to skaczą mi bardzo duże iskry/plazma na komutatorze przez co wszystko się pali.

Kolokwialnie określając Voltarz służy on do transportu i szybkości tego transportu energii z cewki na rdzeń. Amperaż odpowiada natomiast za moc tego impulsu.

I tutaj mam zagwozdkę. Otóż układ będzie działał z częstotliwością od 50 Hz do 150 Hz. Chcę zredukować maksymalnie Voltarz na rzecz Amperażu. Jednak przy za małym "V" układ także nie będzie działał prawidłowo z uwagi na czas reakcji. Muszę znaleźć jakiś konsensus pomiędzy V i A. Możliwe napięcia i natężenia które mogę użyć w projekcie:

.......................V...............A

TS4000VA 230/18V 18 --- 222,22 ---
TS4000VA 230/20V 20 --- 200,00 ---
TS4000VA 230/22V 22 --- 181,82 ---
TS4000VA 230/24V 24 --- 166,67 ---
TS4000VA 230/28V 28 --- 142,86 ---
TS4000VA 230/32V 32 --- 125,00 ---
TS4000VA 230/35V 35 --- 114,29 ---
TS4000VA 230/40V 40 --- 100,00 ---
TS4000VA 230/45V 45 --- 88,89 ---
TS4000VA 230/50V 50 --- 80,00 ---
TS4000VA 230/60V 60 --- 66,67 ---
TS4000VA 230/70V 70 --- 57,14 ---
TS4000VA 230/80V 80 --- 50,00 ---
TS4000VA 230/90V 90 --- 44,44

Są to parametry transformatorów toroidalnych, które wykorzystam w prostowniku.

Poddajcie mi jakąś myśl, jak mógłbym przewidzieć na jakim "V" i "A" cewka będzie mi działała ze swoją maksymalną "sprawnością"?

A to musiałbyś jaśniej napisać, o co ci chodzi. Zmiana przekładni powinna zmienić tylko proporcję prądu i napięcia po stronie wtórnej, a nie sprawność. W ogóle transformatory sieciowe zwykle są wykonywane tak, że nie nadają się do magazynowania energii w rdzeniu - w nich energia ma przechodzić z uzwojenia na uzwojenie, a nie zatrzymywać się w transformatorze.

Zgadzam się całkowicie z tym co piszesz. Chodzi mi o to, by rdzeń przy pracy np. 100 Hz mógł wytworzyć swoje max. natężenie pola magnetycznego.

Żeby to osiągnąć muszę podać odpowiedni stosunek V/A. Jeśli dam zbyt mały V rdzeń będzie się magnetyzował z prędkością muła i rozgrzewał do czerwoności, poza tym nie uzyskam pełnej sprawności przy 100 Hz. Jeśli natomiast idę w zbyt duże napięcia powstają jeszcze gorsze rzeczy...(palenie obudowy, iskry, plazma, ogień itp.) Takie efekty osiągnąłem na ok. 330 V i ok. 10 A. Natężenie magnetyczne: słabe...ale nie można było przeprowadzić żadnych testów bo po 10 sek. trzeba używać gaśnicy...

Tak więc muszę znaleść jakieś konsensus V / A.

Niestety każda zmiana takim transfo jest kosztowna więc wolę celować w pewniaki .

Odnośnie U/V mogę łatwo to zmienić dając przed mój prostownik, transformator toroidalny (patrz: wymienione 2 posty wyżej), i tak, zgadzam się, że służą jedynie to transformacji energii a nie do magazynowania. Do tego mam inny układ ale o nim nie warto rozmawiać.

Rdzeń przy nominalnej częstotliwości (50Hz) i nominalnym napięciu powinien wytworzyć pole magnetyczne niewiele (może o 20%, w każdym razie co najmniej o 10%) mniejsze od maksymalnego, jakie może w nim być. Przy większej częstotliwości jest potrzebne proporcjonalnie wyższe napięcie, ponadto rdzeń bardziej się grzeje na skutek wytwarzania w nim prądów wirowych. Z tym, że w transformatorze dużej mocy maksymalne pole w rdzeniu może być mniejsze - bo jego ograniczeniem jest grzanie się rdzenia i utrudnione odprowadzanie ciepła.

"Rdzeń przy nominalnej częstotliwości (50Hz) i nominalnym napięciu powinien wytworzyć pole magnetyczne niewiele (może o 20%, w każdym razie co najmniej o 10%) mniejsze od maksymalnego, jakie może w nim być."

Skąd ta pewność?.

" Przy większej częstotliwości jest potrzebne proporcjonalnie wyższe napięcie, ponadto rdzeń bardziej się grzeje na skutek wytwarzania w nim prądów wirowych"

Nie pytam o prądy wirowe. Temu zapobiegłem w pewien sposób

" Z tym, że w transformatorze dużej mocy maksymalne pole w rdzeniu może być mniejsze - bo jego ograniczeniem jest grzanie się rdzenia i utrudnione odprowadzanie ciepła.

Nie pytam o transfo czy jego grzanie.... omg. Proszę jta...

Podaj dane transformatora (kształt i wymiary rdzenia, ilość zwojów), to będzie można obliczyć, jakie w nim jest pole magnetyczne. A lepiej policz sam: amplituda zmian pola * powierzchnia przekroju rdzenia * ilość zwojów uzwojenia 230V = (2.3√2)/π ≈ 1.035 (w Wb). Jeśli grzanie się rdzenia i trudności z odprowadzaniem ciepła nie stanowiły problemu (zdaniem projektanta), to zaprojektował tak, żeby pole było bliskie maksymalnego, na jakie pozwala materiał rdzenia (z zapasem na zwiększone napięcie sieci), bo inaczej transformator byłby większy i droższy w produkcji.