La respuesta corta es mantener cualquier espacio o devanado alejado de conductores extraños y metales ferrosos. Use inductores blindados y mantenga la brecha enterrada dentro del núcleo y los devanados. Por supuesto, incluso los núcleos altamente protegidos, como los núcleos de macetas, tendrán pequeños huecos involuntarios donde se une el núcleo. Y, en realidad, incluso la ferrita no mantiene todo el campo dentro. Pero mantener la brecha en la pata central del núcleo de una olla es lo mejor que se puede hacer.
Una vez que te alejas de los núcleos completamente protegidos, las cosas se complican más. Lo que tienes a tu favor es el propio campo. La energía magnética está cerca del campo. Las ondas EM se atenúan por \ $ \ frac {1} {R} \ $ lejos de su fuente. Los campos E se caen como \ $ \ frac {1} {R ^ 2} \ $. La energía de un campo magnético cae como \ $ \ frac {1} {R ^ 3} \ $.
Aquí hay un ejemplo (adaptado de un trabajo que hice hace siempre) de cómo se ve el margen magnético cerca de un hueco, y cómo cae con la distancia en la región de campo libre:
Lafiguramuestraunabrechasemi-infinita.Lalongituddelespacioesde1mmeny,elintervaloesinfinitoentodazylaxnegativa.Eláreadelafranjasale2.5longitudesdebrechadondeelcamposereduciríaenaproximadamenteun98%.Porlotanto,delostrestiposdecamposnotendráqueestartanlejosparalimitarlaexposiciónauncampomagnético.
Unaregladeorodelabrecha...yporquénopuedesusarlaaciegas
Unareglabásicaparalosespaciosesquelafranjaseextenderánormalmentelejosdelnúcleoenlacantidaddelalongituddelespacio.Digamosquetieneunabrechade1mm,luegoa1mmdedistanciadelabrechaydelnúcleo,laintensidaddecampodisminuiráentreun85yun90%deloquehayenlabrecha.
¿Esosignificaquecualquiercosacolocadaa1distanciadeseparacióntendríauncampobajoenella?NoEstoesloquenotienesparati.Elcampomagnéticosiempreencontrarálarutademenorreluctancia(omayorpermeabilidad)disponible.Sisecolocaunmaterialferromagnéticocercadelespacio,elcamposedistorsionarádelcasodelcampolibre.Aquíhayunejemplodecómoseveelmaterialferromagnéticoaunadistanciade2brechasdedistanciadelabrecha:
Figura de: A. Keyhani, "Diseño de pérdida mínima de un inductor de 100 kHz con cable Litz", IAS Proceedings 1997.
Puede ver cómo las líneas de campo están distorsionadas por el material ferro-magnético. Esto colocaría aproximadamente el 20% del campo de la región de margen en el material externo para generar pérdidas por corrientes de Foucault. Por lo tanto, es probable que desee tener al menos 5 longitudes de separación entre la separación y la carcasa de acero extraña.
Algunas pautas:
- Si usa el espaciado solo, tenga al menos 5 longitudes de espacio entre el espacio y cualquier estructura ferromagnética.
- El espaciado también se aplicará a los devanados debido a las pérdidas por efecto de proximidad. Además con los devanados, los efectos de corona serían una preocupación para cualquier conductor externo.
- Es mejor no usar el espaciado solo. Use núcleos blindados y entierre la brecha en el núcleo (poste central), y debajo del devanado (tendrá que tener en cuenta las pérdidas de la corriente de Foucault en el devanado si está demasiado cerca de la brecha).
- Para el blindaje, la mejor opción son los núcleos de las ollas con huecos en el centro (aunque a menudo no tienen las mejores secciones transversales de bobinado). Casi tan buenos son los núcleos de EE (y toda su familia como EP y LP) y los toroides. Lo único que tienen los toroides es que son materiales de baja permeabilidad (para inductores), con un espacio distribuido, por lo que perderán flujo (más que un material de alta permeabilidad). También para un toroide usted quiere asegurarse de que el bobinado esté distribuido uniformemente alrededor del núcleo.
- Si usa núcleos laminados (como los núcleos cortados), asegúrese de que los espacios estén debajo de los devanados para minimizar las fugas.
Más allá del espaciado y los núcleos blindados estándar:
- A veces es posible envolver todo el inductor, incluido el núcleo, en una funda de cobre coaxial para que actúe como un giro externo en cortocircuito. La idea es permitir que el campo que se escapa de la estructura del inductor cause una corriente en la vaina que crea un campo que cancela los campos fuera de la vaina.
- El núcleo del aire es realmente malo para el blindaje. La longitud de la brecha implica los campos no contenidos. Puede considerar un protector de flujo de alta permeabilidad fuera del devanado y un material de separación distribuido dentro del devanado para contener los campos.