Agregar un hueco a un núcleo para un inductor

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Estoy en el proceso de diseñar un inductor para un convertidor elevador, y me cuesta mucho encontrar exactamente lo que necesito para este proyecto. He encontrado un núcleo size / shape que parece funcionar, excepto que solo puedo obtener el El núcleo del material que quiero ( N49 ) en un sin espacio core (s = 0 en la imagen de abajo). Al ejecutar los cálculos para este núcleo, parece que con el valor \ $ A_L \ $ listado, saturaré el núcleo antes de alcanzar la corriente de diseño objetivo. Sin embargo, el núcleo es lo suficientemente grande como para que si pudiera disminuir el \ $ A_L \ $ tendría un diseño viable. Así que creo que quiero agregar un espacio al núcleo preexistente.

¿Cómopuedoagregarunabrechaenelnúcleosincomprometerelrendimiento?Heideadoalgunosdelosmétodosqueseenumeranacontinuación,peronoestoysegurodecuálesel"mejor".

  • Coloque una película delgada (por ejemplo, cinta Kapton) como material de separación tanto en el poste interior como en las patas exteriores. Fácil, pero se supone que la bobina está centrada en el espacio (¿no?) Y no estará centrada en las patas exteriores.
  • Lija uno de los postes del centro con cuidado. Me preocupa poder estimar el recuento de turnos requerido ya que el tamaño de la brecha determina el efectivo \ $ A_L \ $. Además, no estoy seguro de lo importante que es que las dos publicaciones del centro sean planas cuando hay una brecha.
  • Estoy haciendo algo "raro" y hay una buena razón por la que no puedo encontrar lo que estoy buscando.

Para el fondo, estoy tratando de hacer un inductor de almacenamiento de energía para un convertidor elevador que funcione a frecuencias más altas (500 kHz), corriente más alta (> 12A) e inductancia más alta (> 200µH).

    
pregunta W5VO

4 respuestas

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Simplemente inserte material de calzo no magnético entre los núcleos. La consecuencia es que obtendrá un poco más de fugas de EMI por los lados (flecos de flujo). Usted agregará dos espacios, por lo que debe usar material de calza más delgado que con un espacio en el poste central. Esto se hace comúnmente cuando se realizan prototipos de transformadores de retorno, de hecho, se puede comprar pegamento especial "espaciador" para pegar los núcleos juntos. En su caso, sugiero adquirir un kit de varios grosores de láminas de calza de plástico utilizadas con fines de ingeniería mecánica y utilizar el clip de resorte habitual para sujetar los núcleos.

Es bastante fácil calcular el espacio de aire requerido para el Al deseado. Ver, por ejemplo, Manual de diseño de transformadores e inductores , Col. McLyman 1-18 ~ 1-23.

La molienda de ferrita no es fácil de conseguir, incluso en una fresadora, al menos esa es mi experiencia.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Siempre he puesto papel o plástico u otros materiales y nunca he tenido problemas, pero esto siempre ha sido en pequeñas series de producción. Conseguir la dimensión de la brecha es bastante simple también. La fórmula básica es: -

\ $ \ mu_e = \ dfrac {\ mu_i} {1+ \ dfrac {G \ cdot \ mu_i} {l_e}} \ $

Donde G es la brecha y \ $ l_e \ $ es la longitud efectiva del núcleo. \ $ \ mu_i \ $ es la permeabilidad inicial (antes del espaciamiento) y \ $ \ mu_e \ $ es la permeabilidad efectiva (después del espaciamiento).

Sé que quieres usar material N49, pero puedes obtener pistas perfectamente acertadas sobre la separación del N49 si miras la tabla para el material N41: -

Entonces, para una longitud efectiva de 70 mm, la permeabilidad de N41 (1890) con un espacio de 1 mm se convierte en 67.5, es decir, muy cerca del número citado de 70. De hecho, es prácticamente el espacio que define la permeabilidad ahora. Por ejemplo, si tenía un material con una permeabilidad de (digamos) 1000 e hizo los cálculos con la brecha de 1 mm, la nueva permeabilidad sale a las 65.4.

No olvide que un espacio de 1 mm en la extremidad central del núcleo se traduce en un espacio de 0,5 mm en todo.

Por lo tanto, para el material N49, el nuevo valor de permeabilidad será aproximadamente de 65 para un espacio de 1 mm. ¿Cómo afecta esto a la saturación? Primero necesita más turnos porque la inductancia se habrá reducido en la proporción 1000: 65. La inductancia es proporcional a (giros) \ $ ^ 2 \ $, por lo que ahora, para restaurar la inductancia, necesita 3.922 veces más turnos que los que tenía anteriormente.

Esto hace que la corriente en el primario sea idéntica a la anterior, pero los giros en amperios aumentaron en 3.922 y, por lo tanto, el campo H es 3.922 veces más grande PERO, y esto es lo importante, B = \ $ \ mu H \ $ y , debido a que \ $ \ mu \ $ ha bajado 15.38 veces (3.922 \ $ ^ 2 \ $), B ha bajado efectivamente 3.922 y el riesgo de saturación es mucho menor.

Con respecto al lijado de ferrita, es muy fácil de hacer, pero es un poco difícil medir cuánto ha lijado. Hice esto una vez y no tuve ningún otro problema además de ser un poco incómodo, pero puedes quitarte la ferrita con un papel de lija de grado razonablemente fino con la mano.

    
respondido por el Andy aka
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Además de la buena respuesta de @ Spehro, las almohadillas de diamante tipo 3M o 3M con grano alto (1000 para mayor velocidad, mayor acabado rugoso, 2000 para suavizado intermedio, 4000 para suavizado preliminar, 16000 para acabado ultra suave) en un rígido superficie es lo que solía quitar tan poco como 10um +/- 2um de metales y piedras en prototipos de máquinas y ajustes de esquinas de núcleos metálicos comprimidos. Me las arreglé para montar unos cuantos redondos en ejes para usar con el taladro de banco de 1 a 10 krmp.

Solo para agregar algo a la mezcla de ideas.

Usted puede obtener Kapton, PTFE, PP, PE, Mica y Formica en láminas en diferentes grosores y en estos días en lugares bazillion, por lo que la cuña no debería ser un problema. Aunque aconsejaría no usar Mica o Formica, ya que son más difíciles de conseguir en estos días y un dolor para llegar al tamaño sin hacer fragmentos afilados por todas partes.

EDITAR:

Sin embargo, preste atención a la suavidad del material. Algunos plásticos más blandos pueden comprimir fácilmente lo suficiente como para modificar sus brechas matemáticas bajo la fuerza de resorte del núcleo.

La última idea que tengo es, lo sé, estoy fanatizando otra vez, y le pregunto a Wurth si hacen huecos personalizados en muestras en los Estados Unidos. Y luego, por supuesto, vea si tienen un núcleo que pueda muestrear que se ajuste a la factura.

    
respondido por el Asmyldof
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En mi país, los números no son lo suficientemente altos como para justificar el pulido de la superficie. También la mayoría de las personas con ese tipo de habilidades se han ido. El pulido de la superficie es algo difícil de cambiar si te equivocas. Existe la posibilidad de más punto de acceso al núcleo cerca de la superficie recién molida. Ahora, cuando se calza, tiene dos huecos y mientras más huecos, menos pérdidas adicionales se obtendrán de los campos marginales. prototipo con una cuña y vaya a producción con un esmerilado: las pérdidas más altas podrían causarle problemas. Cuanto mayor sea la brecha total y cuanto mayor sea la frecuencia, mayor será la probabilidad de problemas con pérdidas adicionales. Las brechas pequeñas parecen cubrirse adecuadamente por parte de los fabricantes principales. Las cosas sensibles son cables de alambre que no son bienvenidos desde el punto de vista de la producción y mantienen el cable alejado de los elementos de flecos. Recuerde de la radioaficionados que desea una bobina Q alta.ZL4TIY.

    
respondido por el Autistic

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