Jump to content

    
Sign in to follow this  
jeka

Насыщение сердечника в момент старта

Recommended Posts

Есть трансформатор на торе (из какого-то китайского инвертора), сердечник намотан из ленты трансформаторной стали.

В некоторых случаях при старте (в холостую или под нагрузкой без разницы) я наблюдаю такую картину:

 

post-1-1488169388_thumb.png

 

Т.е. сердечник уходит в насыщение от 1/8 периода первого импульса синуса. Иногда уходит, иногда нет. Экспериментально определено что это зависит это от состояния, при котором сердечник был в последний раз выключен. Если я вЫключаю трансформатор синхронизируясь с фазой, дождавшись нулевого напряжения, старт всегда проходит хорошо. Если же выключаю без контроля фазы, то сердечник при последующем включении может войти в такое насыщение.

 

Разумное объяснение которое я нахожу, что магнитные домены сохраняют свою ориентацию и при последующем включении до насыщения совсем близко.

На других сердечниках не припомню таких эффектов. В гугле поискал про насыщение/сохранение ориентации доменов, что-то не нашел.

Вопрос - верно ли мое предположение и на каких сердечниках такой спецэффект можно ожидать?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Может действительно слишком "китайская" сталь с большой остаточной индукцией и небольшой насыщения. Как крайний пример - магнитные материалы для запоминающих устройств. Но тут, конечно, вряд ли тот случай (в смысле материала), но смысл в том, что от остаточной намагниченности до насыщения у них недалеко.

Share this post


Link to post
Share on other sites

А включение у Вас происходит в нуле фазы или в произвольный момент?

Мы тоже используем такие же мощные торы но не Китайского, а отечественного производства, большой бросок тока имеем почти всегда, приходится даже применять защитные меры.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Вопрос - верно ли мое предположение и на каких сердечниках такой спецэффект можно ожидать?
Верно. Остаточная магнитная индукция Br имеется у всех ферромагнитных материалов. В двухтактной схеме она может быть положительной или отрицательной в зависимости от того, в какой части периода "выключили" трансформатор. В одном случае максимальное изменение индукции в сердечнике (до индукции насыщения Bs) может быть Bs-Br, в другом случае Bs+Br. Дальше все зависит от того, сколько производитель сэкономил на железе и меди, т.е. какой размах индукции заложил в свой трансформатор.

ПМСМ, насыщение при 1/8 периода - сильно круто даже для китайцев. Обычно для "мягкого" запуска достаточно уменьшить вольт-секунды в два раза, например, начинать первый импульс не с нулевого, а с максимального напряжения.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Включение всегда с нуля фазы.

Другой подобный сердечник парни потестировали, результаты похожие.

Вывод - для человеческой работы нужен контроль насыщения и правильный старт.

Сегодня добавил в прошивку мягкий старт (за 16 периодов синуса плавно наращиваю амплитуду с 0 до 100%), завтра попробуем.

В голове крутится второй вариант реализации без мягкого старта - если вижу на первом импульсе что ток начинает улетать, то меняю фазу, т.е. делаю повтор с нулевого напряжения, но в другую сторону. Но здесь не очень нравится резкий разрыв синуса. Думаю, плавный старт будет лучше для потребителей.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Коллега считает, что поскольку ток в индуктивности отстаёт от напряжения на 90град, то надо её включать в цепь переменного тока в момент максимума напряжения. Тогда, соответственно, ток должен "отстать" и быть близким к нулю. По этой логике, если включить индуктивность в момент перехода напряжения через ноль, то ток будет максимальным.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Как это так?

это следствие закона Фарадея Максвелла при условии B=0 (или близкой к нему) начальной индукции в момент включения и непревышения |Bsat| в течение ближайшего полупериода.

конечно подразумевается экономия меди и отсутствие большого запаса по рабочей индукции в установившемся режиме.

Edited by тау

Share this post


Link to post
Share on other sites
сталь замкнутая по контуру без зазора любит такие устойчивые состояния.
Сталь с немагнитным зазором стартует точно так же с остаточной намагниченности, являющейся характеристикой материала сердечника. Разница в том, что в сердечнике с зазором через энное число циклов намагничивания остаточная намагниченность уменьшится. Но, если сердечник с зазором "выключить" и подождать некоторое время, он снова вернется в исходное состояние остаточной намагниченности.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Сталь с немагнитным зазором стартует точно так же с остаточной намагниченности, являющейся характеристикой материала сердечника.

Именно - одного из материалов системы (сталь, воздух или другой немагнитный материал), но воздух держать намагниченным без применения силы (напряжённости поля) невозможно (он линейный :rolleyes: ), поэтому в системе сталь - воздух установится значение индукции меньше чем Br (остаточная индукция).

Разница в том, что в сердечнике с зазором через энное число циклов намагничивания остаточная намагниченность уменьшится. Но, если сердечник с зазором "выключить" и подождать некоторое время, он снова вернется в исходное состояние остаточной намагниченности.

В каждом цикле будет всё повторяться, и чего тут ждать? :rolleyes:

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this