Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Ferrytowy rdzeń kubkowy - otwory na przewody zasilające

08 Maj 2016 23:13 534 6
  • Poziom 11  
    Cześć :)

    Wykorzystuję od niedawna ferrytowe rdzenie kubkowe do badania konduktywności metali. Do tego celu stosuję tylko jedną połówkę rdzenia M14, w którym umieszczam nawiniętą na karkas cewkę. Następnie rdzeń z cewką umieszczam na badanym materiale. W założeniu cały strumień magnetyczny powinien wydostawać się z rdzenia i wnikać do testowanego metalu. Nie dają mi jednak spokoju wcale nie takie małe otwory w rdzeniu, przez które podłączane są przewody zasilające. Czy można w jakiś sposób obliczyć lub oszacować jaka część pola magnetycznego tamtędy "ucieka"? W różnych rdzeniach te otwory mają różną wielkość i zastanawiam się jaki mają one wpływ na zmniejszenie natężenia strumienia magnetycznego na badanej powierzchni materiału.

    Jeśli ktoś ma wiedzę w tym temacie to będę wdzięczny za wszelkie informacje :)
    Darmowe szkolenie: Ethernet w przemyśle dziś i jutro. Zarejestruj się za darmo.
  • Pomocny post
    Poziom 31  
    RAHu napisał:
    Czy można w jakiś sposób obliczyć lub oszacować jaka część pola magnetycznego tamtędy "ucieka"

    Twój problem rozwiążesz i to wspaniale, w (dostępnym i darmowym) programie "FEMM" - "Finite Element Method Magnetics" Link
    Program, od wielu lat tak rozpowszechniony, że doczekał się już nawet klubów, "FEMM- clubs".
    Przykładowe gotowe symulacje ("examples"), znakomicie ułatwiają poznanie i przyswojenie programu. Zobacz np.: Link
    Życzę powodzenia i cierpliwości, bo od niej zależy efekt.
    W Twoim przypadku należy sprytnie ująć problem kształtu (przekroi rdzenia) modelowanego w 2D.
  • Pomocny post
    Poziom 43  
    Cytat:
    W założeniu cały strumień magnetyczny powinien wydostawać się z rdzenia i wnikać do testowanego metalu. Nie dają mi jednak spokoju wcale nie takie małe otwory w rdzeniu, przez które podłączane są przewody zasilające.

    Strumień rozproszenia to nie tylko ta część która "wyjdzie" z rdzenia i ominie badany metal, ale również to co zamknie się wokół cewki omijając rdzeń, albo zamknie się przez połowę uzwojenia, dlatego ma znaczenie np w jakim stopniu zapełnisz okno drutem.

    Symulacja FEM będzie bardzo dobrym rozwiązaniem, ale niezależnie od tego nie powinieneś zakładać że nie ma rozproszenia, ono jest i dobrze zaprojektowany przyrząd pomiarowy musi działać poprawnie w takich warunkach. Podobnie jak musisz sobie radzić np. z temperaturowym współczynnikiem rezystancji cewki i przenikalności rdzenia, oraz szczeliną pomiędzy materiałem badanym a rdzeniem.
    Może ci się wydawać że szczeliny (na oko) nie ma, jednak nawet um mają znaczenie, dlatego rdzenie z materiałów o dużej przenikalności są polerowane w miejscu styku dwóch połówek.

    Ponadto jeśli będziesz badał materiał diamagnetyczny to strumień musi sie zamknąć wewnątrz przestrzenie powietrznej w cewce.
  • Poziom 11  
    Dziękuję za wszystkie odpowiedzi :)

    Z pakietem FEMM miałem do czynienia, ale bardziej przekonały mnie programu typu ANSYS i COMSOL. Model FEM stworzyłem jako 2D przy założeniu symetrii osiowej. Z tego właśnie powodu wspomniane otwory na przewody zasilające nie są uwzględniane w symulacji komputerowej :( Wyniki w porównaniu z rzeczywistą cewką wychodzą całkiem przyzwoite. Nie chcę już tworzyć specjalnie do tego celu całego modelu 3D, a ciekawi mnie czy rozproszenie strumienia faktycznie można uznać za pomijalnie małe. Pewnie tak jest, skoro wyniki wychodzą z kilku procentowym błędem. Tylko ja nie wiem dlaczego tak się dzieje - przecież te otwory nie są wcale takie małe i strumień powinien "wyciekać" właśnie tamtędy... Czy dobrze myślę, że wpływ tego zjawiska na wyniki zależy od częstotliwości?

    jarek_lnx napisał:
    albo zamknie się przez połowę uzwojenia

    Nie wiem czy dobrze rozumiem, ale to chyba bardziej dotyczy transformatora niż takiej cewki, którą ja stosuję.

    jarek_lnx napisał:
    oraz szczeliną pomiędzy materiałem badanym a rdzeniem.
    Może ci się wydawać że szczeliny (na oko) nie ma, jednak nawet um mają znaczenie, dlatego rdzenie z materiałów o dużej przenikalności są polerowane w miejscu styku dwóch połówek.

    W badaniach cewkę mocno dociskam do materiału, ale oczywiście mimo to, tak jak napisałeś szczelina występuje. Uwzględniam ją w swoim modelu FEM jako warstwa powietrzna między rdzeniem a materiałem. Co prawda korzystam tylko z jednej połówki rdzenia, ale widzę, że podstawa jest bardzo dobrze wygładzona. Dodatkowo materiały, które badam mają wypolerowaną powierzchnię.

    jarek_lnx napisał:
    Ponadto jeśli będziesz badał materiał diamagnetyczny to strumień musi sie zamknąć wewnątrz przestrzenie powietrznej w cewce.

    Badam materiały nieferromagnetyczne, głównie aluminium i miedź.
  • Poziom 43  
    Cytat:
    Nie wiem czy dobrze rozumiem, ale to chyba bardziej dotyczy transformatora niż takiej cewki, którą ja stosuję.
    Twoja cewka jest odmianą transformatora ze zwartym uzwojeniem wtórnym, poza tym że nie można zastosować sposobów które stosuje sie w transformatorach dla zmniejszenia rozproszenia.
  • Pomocny post
    Specjalista elektronik
    Myślę, że duża część pola magnetycznego zamyka się poza badanym materiałem - zwłaszcza, jeśli to pole jest szybkozmienne - przez zwoje cewki bliższe materiału i szczelinę między cewką a materiałem. Otwory rdzenia w tym uciekaniu pola nie pomagają.
  • Poziom 11  
    januszx3 napisał:
    W Twoim przypadku należy sprytnie ująć problem kształtu (przekroi rdzenia) modelowanego w 2D.

    Przy modelach osiowosymetrycznych, które stosuję modelowana jest tylko połowa rdzenia (wzdłuż osi r walcowego układu współrzędnych, to jest przykładowo od r=0 do końca obszaru, a dla r<0 już nic nie ma). Następnie program komputerowy w obliczeniach "obraca" cały obiekt wokół osi z (podobnie jak cyrkiel zakreśla okrąg). W związku z takim podejściem, moim zdaniem wpływ otworów w rdzeniu można zamodelować tylko w 3D. Chyba, że się mylę i jest na to jakiś sprytny sposób w 2D?