Miezuri magnetice---masuratori atelier

[dumitrumy]

Am desfacut prin fierbere un traf imprimanta de 110V retea si am pus 33 spire sa vad la ce curent se satureaza miezul.

Un boost cu uc3845, alimentare din priza de 45V a trafului meu separator.

Cond de filtraj este mic asa ca va fi un riplu mare pe alimentare dar luam numai valoarea maxima a curentului.

Aflam valoarea amperi x spira a miezului  macar pt orientare intro aplicatie ulterioara.

[gsabac]

Am vazut filmuletul, miezul cu un mare intrefier si montajul de proba.

Care sunt rezultatele de atelier si ce putere se poate scoate pe acel miez.

M-ar interesa si pe mine deoarece am si eu un miez asemanator:

 

Deasemenea as dori sa prelucrez miezul ca sa dispara intrefierul. 

 

@gsabac

[gsabac]

Nu am doua miezuri identice, deci o prelucrare mecanica ar fi buna. Am incercat si altadata dar nu am reusit destul

  de bine cu smirghel. Cam care ar trebui sa fie intrefierul ca sa se considere ca miezurile sunt fara saturatii

  zonale si ce importanta au ele ?

 

@gsabac

Editat Decembrie 2, 2016 de gsabac

[gsabac]

@flomar, multumesc pentru amabilitate si oferta.

Am si eu nenumarate, unele cu miezurile desfacute altele care asteapta. Am si vreo 10 alimentatoare de

 calculator si 4 alimentatoare de 110W pentru spoturi luminoase, dar mi s-a pus pata pe slefuirea

 acelui miez si am sa incerc sa lucrez mai cu atentie. De fapt este vorba de ambitie, deoarece pot

 cumpara oricind tot ce imi doresc. Din experienta mea a rezultat ca miezurile de tipul UU ca cele

 din transformatoarele de linii au un flux de scapari mult mai mare ca miezurile EE

 si cele mai bune sunt cele de tipul oala de ferita, dar fiecare cu avantajele si dezavantajele proprii.

Acel miez doresc sa il folosesc intr-un convertor compact, blindat, care sa alimenteze osciloscopul

de 500 MHz din interior, nu ca acum, cind folosesc 12V de la o sursa de calculator.

 

@gsabac

Editat Decembrie 2, 2016 de gsabac

[em2007]

Eu n-as modifica ETD-ul respectiv care are deja un intrefier bine facut pe masina, in fabrica, ci l-as folosi intr-un flyback pe care l-as proiecta pt el.

Ca sa-mi testez rabdarea, as pune smirghelul, poate, pe unul de Urziceni, din care, cred ca toti cei din generatia mea mai au prin sertare.

 

Scuze pt interventie, dar eu cred ca e pacat de el.

Cu cele mai bune intentii.

 

[gsabac]

Multumesc pentru sfaturi si va salut cu respect.

Dezagreez convertorii flyback si am facut deja rectificarea miezului cu o precizie mai buna de jumatate de sutime de mm.

Atit am precizia la micrometru.

Am verificat si la suprapunere cu o foita de 2 sutimi pusa doar la un capat pentru a vedea fereastra luminoasa.

Scula folosita este o pila cu diamant de unghii veche pastrata de la sotie, care este in poza:

 Dupa rectificarea plana cu pila plana cu diamant, am folosit smirghel #1000 cu apa, pe o bucata

  de geam, a fost nevoie doar de 2-3 sutimi de mm.

 

@gsabac

Editat Decembrie 2, 2016 de gsabac

[ola_nicolas]

@gsabac: Eu am crezut ca vreti sa realizati o rectificare mecanica pe o masina de rectificat plana. Se putea utiliza piatra originala a masinii, dupa ce era corectata pentru centrare cu dispozitivul de diamantat din dotare. Dupa aceasta operatie premergatoare, suprafata cilindrica activa a pietrei, se putea incarca cu o pasta diamantata. Se utilizau apoi adaosuri de prelucrare minime pentru a nu forta in profunzime cu riscul de spargere a miezului. Nu am incercat nici-odata sa rectific un miez de ferita, in schimb am realizat odata o rectificare plana la un disc taiat dintr-un geam cu grosimea de 8 mm. Operatia a fost reusita dupa procedeul descris anterior. Ceea ce ati facut dumneavoastra cu acea pila, este o prelucrare, care nu garanteaza in nici un caz planitatea suprafetei vizate. Prelucrarea manuala cu pila (fie si diamantata) introduce abateri mari de la planitate si deci intrefierul rezultat nu va mai fi uniform. Mana omeneasca, are tendinta de a accentua presiunea in timpul pilirii zonelor de margine ale obiectelor. Vor rezulta asadar suprafete mai mult sau mai putin convexe si deci intrefierul va fi variabil dupa directiile axelor principale. Nu mai vorbesc despre faptul ca o scula de rectificat trebuie sa fie cat mai rigida posibil, in timp ce pilele de unghii diamantate sunt flexibile. Pe de alta parte, feritele fac parte din categoria sticlelor metalice. Rodarea a doua suprafete de sticla una prin cealalta, fie manuala, fie mecanica, va duce de asemenea la abateri de la planitatea suprafetelor. Astfel, suprafata sticlei utilizate ca scula va rezulta concava, in timp ce suprafata de prelucrat va rezulta convexa. Pe acest fenomen se bazeaza in fapt, slefuirea oglinzilor si a lentilelor din sticla. Cred ca sfatul de a refolosi transformatorul intr-un montaj special proiectat pentru el, este intr-adevar cel mai bun in acest caz.

Editat Decembrie 3, 2016 de ola_nicolas

[gsabac]

Multumesc pentru indrumare.  

Am desfacut transformatoare de la convertori simetrici, la care rasina epoxidica de fixare era depusa

 in strat de circa 0,05-0,1mm pe intrefier, dar intrefierul meu este mai mic de 0,005mm, verificat dupa cum am aratat.

Ultima planeitate am realizat-o cu smirghel cu #1000, cu apa curgatoare, pe suport plan de sticla.

De fapt un mic intrefier este necesar si benefic si la convertorii simetrici datorita asimetriilor inevitabile ale partii active,

  a bobinajelor, a redresorilor, dar si a consumatorilor la redresare monoalternanta.

Asa arata suprafetele miezurilor de ferita E(35,5 x 22mm).

 

Practic nu se vede nici o geana de lumina prin nici o zona din intrefier si pot sa il fac mult mai bine,

  daca este necesar, deoarece am si smirghel mai fin.

 

@gsabac

[gsabac]

Pentru masurarea miezului rectificat am utilizat aparatele din poza:

 

Aceasta pentru verificarea marimii reale a intrefierului realizat si a tipului de ferita.

Masuratorile de inductanta au dat urmatoarele valori pentru 17 spire pe carcasa miezului,

  cu aparatele din poza:

 - 452 uH la 40 KHz;

 - 460 uH la 50 KHz;

 - 456 uH la 100 KHz;

 - 465 uH la 140 KHz.

Pentru valoarea medie de  458uH rezulta un Al = 1595nH si din tabelul cu miezuri Ferroxcube, 

 la o ferita de tipul E asemanatoare, s-ar putea deduce ca este miez de tipul 3C90 sau 3C92.

Pentru intrefier zero avem urmatoarele valori pentru Al:

 3C90..... Al=2500 +/-25%, minimul este 1875

 3C92..... Al=1850 +/-25%, minimul este  1388, deci s-ar putea sa fie o ferita de tipul 3C90 cu

  intrefier mare sau 3C92 si pentru verificare am facut un intrefier de 0,15mm ca in catalogul

  Feroxcube, deci nu mai conteaza eroarea de prelucrare si am masurat o inductanta de 75uH,

  deci un Al=260nH.

 

Concluzie:

Daca era miez 3C90 rectificat cu intrefier mare sau neuniform, trebuia sa rezulte 630nH+/-25%,

  si atunci ramine varianta ca este un miez 3C92 prelucrat cu precizia din postarile anterioare:

3C90.......................Al=1850+/- 25%

Miezul rectificat.......Al=1595 +/-10%

 

@gsabac

[ola_nicolas]

... Masuratorile de inductanta au dat urmatoarele valori pentru 17 spire pe carcasa miezului,

  cu aparatele din poza:

 - 452 uH la 40 KHz;

 - 460 uH la 50 KHz;

 - 456 uH la 100 KHz;

 - 465 uH la 140 KHz.

... valoarea medie de  458uH ...

A?i determinat patru valori ale inductan?ei, pentru patru frecvente diferite ?i a?i f?cut o medie ? L=0,000458 H. Pentru a calcula cu precizie valoarea ?ntrefierului pe care l-a?i prelucrat, este suficient.

Dup? reperele de lungime din postarea #9, miezul este un ETD44/22/15. Conform catalogului Ferroxcube 2009, materialul poate fi 3C90, 3C94, 3C95 sau 3F3 si nu are importanta atata timp cat ati determinat inductanta. Catalogul 2009, nu da variante prevazute cu intrefier, de aceea nu se pot face verificari prin interpolare liniara sau neliniara. Miezul are urm?torii parametri geometrici: lungimea efectiva a liniei fluxului magnetic ? l_e=103 mm; aria efectiva a suprafe?ei transversale ? A_e=173 mm²; Volumul efectiv al unei jumatati de miez ? V_e=17800 mm³; masa unei jum?t??i de miez ? m=0,047 kg; aria ferestrei de bobinaj ? A_w=273 mm²; l??imea ferestrei de bobinaj ? l_w=32,7 mm; lungimea medie a spirelor ? l_sp=85 mm ?i produsul ariilor ? A_e?A_w=57600 mm⁴. Tot ?n catalogul 2009 de la Ferroxcube, se g?se?te ca pentru o bobina cu 17 spire f?r? ?ntrefier, avem pentru materialele 3C90/3C94, o permeabilitate magnetica relativa efectiva ?_e=1800. Utiliz?nd rela?ia cunoscuta L=4??10-9?_e?w²?A_e/l_e g?sim o inductanta L=0,001098 H, presupunand corecta ipoteza materialului 3C90, sau 3C94.

Pentru a calcula ?ntrefierul optim, se poate utiliza o metodologie de calcul descrisa ?n articolul lui Michele Sclocchi (cercet?tor la National Semiconductor) ?i sintetizata ?ntr-o rela?ie recurenta la pagina 10 a fi?ierului pdf, care poate fi descarcat de aici: http://blog.dianyuan.com/blog/u/61/1200314227.pdf

sau (dac? nu ave?i nimic ?mpotriva) se poate utiliza metoda propusa de subsemnatul ?n articolul: http://www.tehnium-azi.ro/page/articole_articles/_/articles/surse-de-alimentare/calculul-intrefierului-unui-transformator

Rela?ia de calcul opera?ionala pentru metoda  Michele Sclocchi este ilustrata ?n imaginea din ata?ament. Ea se poate utiliza programata sub aceasta forma, direct ?n foaia de calcul a programului MathCAD14, sau oricare alta varianta mai noua. Se poate utiliza ?i un calcul manual , caz ?n care este foarte complicat s? se execute cele 5 bucle de itera?ie ale calculului. Presupunand ca va intereseaza cazul materialelor 3C95, sau 3F3, rezultatele calculului din atasament nu se schimba, ci doar valorile ?_e=1800 si L=0,001098 H, ale inductantei fara intrefier. Notatiile utilizate in calcul (inafara celor introduse mai sus) sunt: l_i - lungimea intrefierului in mm; A_ei - aria corectata a miezului din ferita in mm²;  ?_e=758,047, reprezinta valoarea permeabilitatii magnetice efective a bobinei cu intrefier. Rezultatele din ata?ament, sunt exact pentru cazul miezului dumneavoastr?. Hot?ra?i asadar dumneavoastr?, dac? a?i ob?inut ceea ce a?i m?surat, sau nu.

 

Editat Decembrie 6, 2016 de ola_nicolas

[gsabac]

Multumesc pentru metodologia de calcul, miezul meu este diferit de ce ati calculat si in datele 

 din catalogul Ferroxcube pentru 3C90, dupa care am facut identificarea, sunt exemple cu diverse

 marimi de intrefier, dar si acela cu intrefierul de 0,15mm pe care l-am folosit la calcule.

Asa cum am detaliat, miezul este pe aproape de un tip din catalog si acesta este E32/16/9.

   

Deja am bobinat transformatorul pentru +/-100V dreptunghiular 50% la intrare si 15V la iesire cu 12Acc.

Primarul are 2 sectiuni si secundarul este la mijloc cu priza mediana, ca sa se potriveasca cu diodele

  redresoare schotky monocapsula.

Izolatiile sunt cu polipropilena, 2 straturi de 0,2mm intre bobinaje si la suprafata la fel.

Consolidarea este cu scoci si dupa probele preliminare am sa pun un ecran din banda

  de cupru si tot convertorul ecranat in fier de 0,75mm, cu gaurele de ventilatie.

Am convingerea ca va iesi un sfert din volumul actualului convertor:

 

Pentru alimentare am un filtru integrat ca in poza, montat direct pe sasiu.

   

PS.

@ola_nicolas, daca doriti puteti relua calculele, dar nu veti obtine date mai reale si mai precise decit mine,

 care am si mai multe metode de masurare si verificare. Totusi aceste calcule pot fi necesare unor useri interesati

 sa determine unele tipuri de ferite cu date necunoscute. 

Metoda expusa de mine consta in 2 sau mai multe masuratori cu diverse intrefieruri si compararea cu

 datele de catalog, de la un miez asemanator ca dimensiuni. Evident nu sunt rezultate precise,

 dar si feritele sunt cu date de catalog de +/-25%, deci cu toleranta de 50%, de care nu am cunostinta

 ca s-ar fi folosit la calculele unor convertori.

 

@gsabac

Editat Decembrie 6, 2016 de gsabac

[ola_nicolas]

Cu scuzele de rigoare, am refacut calculul de mai sus, cu rezultatele din atasament. Motivul erorii este acela ca valoarea constantei ?₀, avea mai putine zecimale decat imi aminteam eu din anii de scoala. Valoarea corecta a acestei constante, este cea incadrata pe fond galben pal, care da si unitatea de masura in sistemul international. Ea este generata automat de catre program. Asa se intampla cand te bazezi exclusiv pe memorie si nu consulti sursele alternative!!! Relatia incadrata pe fond galbel din dreapta, este o alternativa pentru calcularea lui ?_e pentru miezul cu intrefier. Rezultatele se modifica dupa cum se vede, dar concluziile din punctul meu de vedere, sunt aceleasi. Prin concluzii, inteleg modul de prelucrare si erorile de masurare. Lungimea intrefierului calculata, este una medie, in vreme ce suprafata obtinuta prin prelucrare mecanica poate fi cu "vai" si "culmi". Aceasta a fost observatia mea initiala si pe aceasta am si vrut s-o ilustrez. In privat, v-am facut detalieri si cred ca au fost suficient motivate. Sper ca neintelegerile s-au lamurit. Altminteri tot respectul.

 

Editat Decembrie 6, 2016 de ola_nicolas

[cavit]

 O metoda simpla de a stabili intensitatea campului la care se satureaza miezul este de a face un oscilator cu miezul respectiv si in acelasi timp, a magnetiza miezul in curent continuu crescut progresiv se urmareste variatia frecventei oscilatorului, in momentul cand nu mai creste, miezul este saturat si da intensitatea direct in amperi spire.

 

 Bobina de saturare se face normal pe carcasa si bobina oscilatorului perpendicular pe ea, peste miez paralel cu coloana centrala.

 

 In principiu prezenta unui intrefier relativ ingust nu modififica prea mult comportamentul la frecventa mare, astfel push pull-ul sau puntea vor fuctiona aproape la fel ca fara intrefier, poate aduce un aspect favorabil, eliminarea posibilitatii de saturare a miezului la push pull datorita unei componente de curent continuu.

 

 Procesul de saturare presupune atingera unei inductii maxime B max asa ca miezurile cu permeabilitate mai mare se satureaza la intensitati mai mici. prezenta unui intrefier face ca acest B max sa fie atins la intensitati mai mari.

 

Permeabilitatea este simplu de calculat cu oscilatorul cu bobina fara miez si cu miez.

 

 Un aspect mai important este calculul pierderilor in fuctie de frecventa si de intensitatea campului asta se poate face calorimetric sau electric.

 

 Curba de magnetizare nu este liniara ca la vid dar, nici nu se frange brusc in momentul saturarii, ci permeabilitatea relativa scade treptat inspre saturare, folosirea miezurilor insemna un compromis, pe masura de intensitatea creste si se intra in zona neliniara a curbei de magnetizare, pierderile cresc, nu este cazul de saturare totala, comportamentul neliniar baga armonice pe curent, asta nu le place la tranzistori de aceea trebuie sa nu ne intidem prea mult in zona neliniara.

 

 Metoda propusa mai sus permite ridicarea curbei de magnetizare pentru miezul testat.

[ola_nicolas]

... miezul este pe aproape de un tip din catalog si acesta este E32/16/9 ...

Din perspectiva atasamentului din postarea dumneavoastra #9,  nu am deloc impresia ca miezul (care acum imi dau seama ca este atipic, avand coloanele laterale cu toate fetele plane) se apropie de un E32/16/9. Geometria unui miez E32/16/9, rezulta din imaginea din atasamentul 1 si lungimea celor doua E-uri (dimensiunea A₀ din desenul schitat al miezului complet) este foarte apropiata de inaltimea 2B₀. Eu vad la dumneavoastra o inaltime a ansamblului celor doua miezuri mai mare de 40 mm.

 

Apoi, din atasmentul imagine 2, in care am efectuat calculul intrefierului pentru miezul E32/16/9, rezulta un intrefier de aproape 7 zecimi de milimetru si o permeabilitate efectiva foarte aproape de unitate. De altfel, facand un calcul simplu si inmultind cele 17 spire cu marimea A_L=630 nH, specifica acestui miez cu intrefier (care rezulta din catalog) se obtine o inductanta L=10,71 ?H, adica cu mult mai mica decat cea masurata de dumneavoastra dupa prelucrarea intrefierului. V-as propune deci, sa masurati dimensiunile jumatatii de miez si sa le asociati notatiilor utilizate de mine in atasamentul 1, apoi sa calculam intrefierul, dupa ce vom determina lungimea medie efectiva a liniilor de camp si inatimea minima a ferestrei, pentru miezul real.

 

Editat Decembrie 6, 2016 de ola_nicolas

[gsabac]

@ola_nicolas, ati facut o expunere si calcule interesante.

Va intreb urmatoarele, privitoare la postarea Dvs. #17 si la calcule, nu cumva s-au strecurat citeva erori:

- de ce sectiunea este de 8,3cm patrati, adica 8300 de mm patrati si nu de 83 de mm patrati;

- de ce ati ales miezul A250 si nu A630 cu care s-au facut verificarile;

- nu inteleg relatia matematica cu care ati calculat valoarea inductantei deoarece v-a iesit L=10,71 ?H

  si dupa calculele mele rezulta o inductanta de 182uH la un intrefier de 0,15mm(A630).

La miezul pe care l-am testat am masurat cu aparate de precizie, 75uH, de aceea am tras concluzia de la postarea #12,

  cu privire la intrefier, pe care o mentin. Miezul cel mai apropiat de miezul de test este E32/16/9. Acesta este dat cu

  o toleranta absoluta de 50%, de aceea consider ca am facut aprecieri corecte referitor la valorile inductantelor, Al si intrefier.

 

E pour si mouve !

Succes la calcule !

 

@gsabac