Spanstyrkur er mikilvægur hluti af jafnstraums-/jafnstraumsframleiðslu. Það eru margir þættir sem þarf að hafa í huga þegar spólu er valin, svo sem spanstyrksgildi, jafnstraumsröðun (DCR), stærð og mettunarstraumur. Mettunareiginleikar spóla eru oft misskilnir og valda vandræðum. Í þessari grein verður fjallað um hvernig spólustyrkurinn nær mettun, hvernig mettun hefur áhrif á rafrásina og aðferðina til að greina mettun spólustyrks.
Mettun induktans veldur
Fyrst skaltu skilja innsæið hvað mettun spans er, eins og sýnt er á mynd 1:
Mynd 1
Við vitum að þegar straumur fer í gegnum spóluna á mynd 1, þá myndar spólan segulsvið;
Segulkjarninn verður segulmagnaður undir áhrifum segulsviðsins og innri segulsviðin snúast hægt.
Þegar segulkjarninn er alveg segulmagnaður er stefna segulsviðsins sú sama og segulsviðið, jafnvel þótt ytra segulsviðið sé aukið hefur segulkjarninn ekkert segulsvið sem getur snúist og inductance fer í mettað ástand.
Frá öðru sjónarhorni, í segulkúrfunni sem sýnd er á mynd 2, samsvarar sambandið milli segulflæðisþéttleika B og segulsviðsstyrks H formúlunni hægra megin á mynd 2:
Þegar segulflæðisþéttleikinn nær Bm, eykst segulflæðisþéttleikinn ekki lengur marktækt með aukinni segulsviðsstyrkleika og spannstuðullinn nær mettun.
Af sambandinu milli spans og gegndræpis µ má sjá:
Þegar spannstuðullinn er mettaður mun µm minnka verulega og að lokum mun spannstuðullinn minnka verulega og hæfni hans til að bæla strauminn tapast.
Mynd 2
Ráð til að ákvarða mettun spans
Eru einhver ráð til að meta mettun spanstuðuls í hagnýtum forritum?
Þetta má flokka í tvo meginflokka: fræðilegar útreikningar og tilraunir.
☆Fræðileg útreikningur getur byrjað á hámarks segulflæðisþéttleika og hámarks spanstraumi.
☆Tilraunaprófunin beinist aðallega að bylgjuformi spanstraumsins og nokkrum öðrum aðferðum til að meta fordæmi.
Þessum aðferðum er lýst hér að neðan.
Reiknaðu segulflæðisþéttleika
Þessi aðferð hentar vel til að hanna spanstuðul með segulkjarna. Kjarnabreytur eru meðal annars lengd segulrásarinnar le, virkt flatarmál Ae og svo framvegis. Tegund segulkjarna ákvarðar einnig samsvarandi segulmagnaða efnisgæði og segulefnið hefur samsvarandi ákvæði um tap segulkjarna og mettunarþéttleika segulflæðis.
Með þessum efnum getum við reiknað út hámarks segulflæðisþéttleika samkvæmt raunverulegum hönnunaraðstæðum, á eftirfarandi hátt:
Í reynd er hægt að einfalda útreikninginn með því að nota ui í stað ur; Að lokum, samanborið við mettunarflæðisþéttleika segulefnisins, getum við metið hvort hönnuð spanstuðull hefur hættu á mettun.
Reiknaðu hámarks spanstrauminn
Þessi aðferð hentar til að hanna rafrásir beint með því að nota fullunna spóla.
Mismunandi rafrásartoppfræði hafa mismunandi formúlur til að reikna út spanstraum.
Tökum Buck flís MP2145 sem dæmi, það er hægt að reikna það út samkvæmt eftirfarandi formúlu og bera saman útreiknaða niðurstöðuna við spágildið fyrir inductance til að ákvarða hvort inductancen verði mettuð.
Að dæma eftir bylgjuformi induktivs straums
Þessi aðferð er einnig algengasta og hagnýtasta aðferðin í verkfræði.
Ef við tökum MP2145 sem dæmi, þá er MPSmart hermunartólið notað til hermunar. Af hermunarbylgjunni má sjá að þegar spólan er ekki mettuð, þá er spólstraumurinn þríhyrningslaga bylgja með ákveðnu hallafalli. Þegar spólan er mettuð mun bylgjuform spólstraumsins hafa greinilega röskun, sem stafar af minnkun á spanstuðlinum eftir mettun.
Í verkfræði getum við fylgst með hvort röskun sé á bylgjuformi spanstraumsins út frá þessu til að meta hvort spanið sé mettað.
Hér að neðan er mæld bylgjuform á MP2145 sýnikortinu. Þar má sjá greinilega röskun eftir mettun, sem er í samræmi við niðurstöður hermunarinnar.
Mælið hvort spannið hitni óeðlilega og hlustaið eftir óeðlilegu flaut.
Í verkfræðistörfum eru margar aðstæður þar sem við vitum ekki nákvæmlega kjarnagerðina, það er erfitt að vita stærð mettunarstraumsins og stundum er ekki þægilegt að prófa hann; á þessum tímapunkti getum við einnig ákvarðað fyrirfram hvort mettun hafi átt sér stað með því að mæla hvort hitastigið í spaninu sé óeðlilegt eða hlusta á hvort óeðlilegt öskur sé til staðar.
Hér eru kynnt nokkur ráð til að ákvarða mettun spans. Ég vona að þau hafi verið gagnleg.
Birtingartími: 7. júlí 2023
