Power Electronics http://valvol.ru/ |
|
Комплексная магнитная проницаемость http://valvol.ru/topic1965.html |
Страница 28 из 28 |
Автор: | valvol [ 24-09, 21:04 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Комплексная магнитная проницаемость |
Возникла необходимость моделирования поведения феррита выше критической частоты (где tanδ > 0.1). В связи с этим изучил материал статьи Modeling Frequency-Dependent Losses in Ferrite Cores, которую ранее выкладывал на форуме qaki. К сожалению, почти все его ссылки в настоящее время не работают. В статье, для моделирования потерь в сердечнике, используются данные о комплексной проницаемости, которые производители обычно приводят в том или ином виде. Очень основательно это сделано у Epcos. Они выложили программу, позволяющую просматривать данные магнитных материалов, а также копировать их в различных форматах (в формате Excel, например). Не надо заморачиваться с оцифровкой графиков из даташитов, а просто выбираешь нужные данные и отправляешь их в файл. Очень удобно! Первая проблема на пути к цели состоит в том, что наш любимый LTspice не может строить графики на комплексной плоскости. Поэтому исходные данные надо преобразовать в удобный для него вид, т.е. в величину вектора относительной проницаемости μr и в фазовый сдвиг δ этого вектора. Для этого используем следующие формулы: μr = sqrt(μ'^2 + μ"^2) δ = atn(μ" / μ') Привожу готовую таблицу пересчитанных данных для феррита N30. В таблице использовались данные комплексной магнитной проницаемости для последовательной эквивалентной схемы (как и в упоминаемой ранее статье). Результаты моделирования изображены на скриншоте. Здесь, U1 - блок интерфейса между электрическими и магнитными цепями. Интерфейс позволяет моделировать магнитное сопротивление (релюктанс) при помощи обычного сопротивления. Модель сердечника представлена цепью R1,C1,L1, где R1 определяет магнитную проницаемость при нулевой частоте и температуре 25гр.С. Величину этого резистора можно рассчитать по формуле: R = le / (μ0 * μr * A) = 0.02407 / (0.00000125663706 * 4300 * 0.00000783) = 568900 Ом, где, для сердечника R10x6x4: le = 0.02407 - длина магнитной линии, м; A = 0.00000783 - площадь сечения сердечника, м^2. Проницаемость определяется через магнитную проводимость цепочки R1,C1,L1. Магнитная проводимость определяется как отношение магнитного потока Ф к магнитному напряжению I*N. В модели роль магнитного потока выполняет ток через цепочку I(L1),а роль магнитного напряжения выполняет падение напряжения на цепочке V(n002) -> G = I(L1)/V(n002). Зная величину магнитной проводимости G, можно найти магнитную проницаемость по следующей формуле: μr = G * le / (μ0 * A) = G * 0.02407 / (0.00000125663706 * 0.00000783) = G * 2446270424 где μ0 = 0.00000125663706 - магнитная проницаемость вакуума. Архив с моделью и библиотечными компонентами. Библиотечные компоненты необходимо поместить в папку ../lib/sym/ValVol симулятора LTspice. |
Автор: | valvol [ 27-09, 13:01 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Комплексная магнитная проницаемость |
Аналогичное моделирование проделано в программе Qucs, которая может строить графики для комплексных значений. Но, к сожалению, как не крутил значения элементов, но достаточно хорошего совпадения получить не смог. Картинка внешне как-бы напоминает требуемую, но соотношение μ" / μ' (а следовательно и потери) далеко от того, что надо. Как ни странно, но если выкинуть конденсатор, то картинка немного улучшается. Стоит попробовать лестничную схему. С другой стороны, если не пытаться получить точное значение проницаемости, то с неплохой точностью можно настроить соотношение μ" / μ' в некотором диапазоне частот. Например, для индуктивности L=79мГн и частоты резонанса 3.5МГц получил неплохое совпадение μ" / μ' в диапазоне 1...2МГц. |
Автор: | valvol [ 04-10, 22:07 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Комплексная магнитная проницаемость |
Похоже добился некоторых успехов. Построил модель потерь феррита 3C94 от FerroxCube. Здесь: Kres - коэффициент, показывающий во сколько раз волновое сопротивление контура sqrt(L1/C1) превышает величину сопротивления R1; Krl - коэффициент, показывающий соотношения R2/R1; Fres - частота резонанса контура L1C1; Mur - относительная магнитная проницаемость на нулевой частоте; Mu0 - магнитная проницаемость вакуума; Levalue - длина средней магнитной линии сердечника; Avalue - сечение сердечника; Kmu - коэффициент, показывающий отношение магнитной проницаемости к проводимости цепи. |
Страница 28 из 28 | Часовой пояс: UTC + 4 часа |
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group http://www.phpbb.com/ |