Campo magnético de saturación en un inductor sin calentamiento

1.

Hice un probador de inducción cuando diseñaba bobinas grandes para una etapa PFC de soldadora por arco. Consistía en un condensador grande = C1 que se carga lentamente a través de una resistencia R1.

Se conectó un IGBT grande (mostrado como un interruptor, SW1) de tal manera que se encienda cuando se presiona un botón. Este IGBT conectaría el condensador al inductor desconocido.

Se utilizó un transformador de corriente (AM2) para medir la corriente a través del inductor y esta corriente se trazó en un osciloscopio.

Como sabemos, la ecuación para un inductor es V = L * dI / dt Donde L es el valor del inductor, V es el voltaje a través del inductor y dI / dt es la tasa de cambio de la corriente a través del inductor. (Ignorando la resistencia.)

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

En este probador, el voltaje es esencialmente constante: el condensador es lo suficientemente grande como para que no se descargue apreciablemente durante la prueba.

Esto significa que el producto de L * dI / dt debe ser una constante. Pero como saben, la inductancia disminuirá cuando aumente la corriente en un inductor.

Esto se observa en el osciloscopio como una rampa lineal L * (dI / dt) cuando comienza la prueba. A medida que la inductancia desciende, la pendiente de la corriente (dI / dt) aumenta.

El punto donde la pendiente de la línea no es lineal es el punto donde el inductor comienza a saturarse.

Puedes medir el valor del inductor seleccionando dos valores lineales e insertándolos en la ecuación, L = V * dt / di.

2.

Creo que estás definiendo saturación del núcleo . El núcleo definitivamente estará saturado. No es el voltaje lo que hace que el núcleo se sature. Es el nivel de corriente en el inductor, análogamente la intensidad del flujo magnético.

Este es un enfoque, basado en la antigua técnica de reactancia variable controlada por DC. El objetivo de esta técnica es permitirle utilizar su fuente de banco de CC para saturar el núcleo, mientras que solo necesita algún método de CA de baja potencia para medir la inductancia / reactancia.

Coloque dos devanados separados que no se superpongan (con el mismo número de vueltas) en su núcleo. por ejemplo, cada cubierta 1/4 o la circunferencia. Conéctelos anti-fase en serie, a su fuente de alimentación variable de CC. Debido a que estos dos devanados son antifase, la CA se cancelará. Debido a que los dos devanados son partes físicamente separadas del núcleo, el DC saturará la región del núcleo debajo del devanado (haciendo un vacío de aire virtual).

Solo necesita suficientes giros para que su corriente de CC pueda saturar el núcleo. Si usa 5 giros en cada devanado y 10A satura el núcleo, entonces una bobina de 280 giros se saturará a 5 * 10 / 280Amps

Ahora puede poner otro / s bobinado / s que usa para medir la inductancia / reactancia / acoplamiento del transformador de CA con. Puede medir la inductancia de este devanado con cualquier otro método, por ejemplo, un medidor de inductancia. Este devanado de CA no necesita ningún número de giros en particular, solo debe ser medible para usted.

Incrementará la corriente DC de su fuente de alimentación hasta que la inductancia caiga según lo que define la saturación como (por ejemplo, a 1/2). Por supuesto, estás midiendo la corriente de saturación de CC.

Si se tratara de una corriente de CA pura, alcanzará un máximo de 1,4 veces el valor RMS. Por lo tanto, podría decir que AC.sat.RMS = DC.sat / sqrt (2). es decir, si DCsat = 10A, AC = 7.1Arms. Sin embargo, la saturación no es un borde duro absoluto: depende de usted definir cuánta saturación es el límite. Cuando estás usando AC, la mayoría de la forma de onda está por debajo de la saturación, por lo que puedes decir que 9Arms está bien para ti.