16.11.2011 19:06 Опубликовано в Общая категория

Опыт - Ферритовые сердечники. Насыщаемость сердечника.

Так или иначе, в ходе конструирования одного электроприбора столкнулся с токовыми трансформаторами, которых в продаже практически не оказалось. Кто не знает что такое токовый трансформатор поведую - это трансформатор задачей которого стоит не снятие напряжения, а замер тока в цепи. То есть с него снимается к примеру 5 мА, что нам говорит о том что ток в цепи 34А. Но это уж совсем в двух словах.

Ну так как я ничего не нашел в сети, ни и тем более требования у нас были уникальные. То пришлось делать его самим. Сразу скажу что на момент реализации знания были просто нулевые.

Что необходимо вообще для любого трансформатора:

- сердечник
- первичная обмотка
- вторичная обмотка

Сердечник .

Зайдя и увидев все разнообразие сердечником в интернете, стал законный вопрос какой формы и из какого материала он должен быть и что такое вообще насыщение сердечника . А так как нужен был именно феррит, так как мы играли на его паразитном свойстве насыщаемости, то стал законный вопрос какую магнитную проницаемость выбрать и вообще что это такое.

Честно сказать в интернете ничего вразумительного не нашел. И пришлось ставить опыты.

Начальная магнитная проницаемость.

Купив два одинаковых ферритовых кольца 20х12х6 на с разной магнитной проницаемостью 6000 и 2000, я намотал на них по 100 витков вторичной обмотки от витой пары. Поверх накрутил 2 витка первичной обмотке по которой и будет течь ток нагрузки. То есть трансформатор получился вразрез ли фазы или нуля не важно. На концы вторички повесил нагрузку 10кОм, и начал надавать различную на грузку.

токовый трансформатор на ферритовом сердечнике
1 2 3 4 5
№ п.п; Ток в первичной обмотке (А) Напряжение на вторичной обмотке (В) трансформатора (2к100) на 6000 сердечнике Напряжение на вторичной обмотке (В) трансформатора (2к100) на 2000 сердечнике ; Напряжение на вторичной обмотке (В) трансформатора на 2000(6к100) сердечнике
1 0.09 0.065 0.035 0.064
2 0.32 0.1 0.045 0.105
3 0.555 0.145 0.05 0.14
4 0.8 0.155 0.075; 0.150
5 1.05 0.165 0.095 0.168
6 1.45 0.175 0.11 0.18
7 1.695 0.185 0.12 0.183
8 1.925 0.195 0.125 0.19
9 7.5 0.21 0.21 0.21

А так как мы знаем что чем больше ток тем сильнее магнитное поле и сравнивая столбца 3 и 4, получаем вывод что сердечник с меньшим показателем начальной магнитно проницаемостью не чувствителен к слабым магнитным полям, то есть он как бы их отрезает и реагирует только на более сильные. Поэтому и показатели у трансформатора с 6000 выше. Поесть начальная магнитная проницаемость это чувствительность к магнитным полям. Из этого расчета я сделаю вывод что если взять сердечник с начальной магнитной проницаемостью 100 и теме же геометрическими параметрами, то при тех токах нагрузки я бы вообще ничего бы не снял.

Теперь и стало понятно предложение, прочтенное где-то в инете , что для токовых трансформаторов для счетчиков используются трансформаторы с начальной магнитной проницаемостью 40 000-60 000, это наверное для того что бы фиксировать малые токи и более точно снимать показания.

Ну и для чисто ты эксперимента провел еще замеры на намотав на 2000 сердечник 6 витка первичной обмотке (см. столбец 5). И что же я увидел, результаты практически похожи на третий столбец. Вот что и получается 6000/2000=3 и количество обмоток 6/2=3. То есть для того что бы снять аналогичные показания с 2000 трансформатора надо сделать в 3 раза больше первичной обмотке. Если я не прав поправьте.

Теперь поговорим про насыщаемость сердечника.

Тут честно говоря я что то нашел в интернете, но верить на слово не захотел. Одним словом пишут что это такое состояние сердечника при котором уже не соблюдается линейный закон трансформации. Если объяснять на пальцах - то увеличивая ток в первичной обмотке в разы, изменения на вторичке практически не происходит. Снова вас отправляю в таблицу- посмотрите нижнюю строку, не зависимо от начальной магнитной проницаемости материала сердечника - при токе в первичке 7.5 А, снимаемые показатели одинаковы, т.е. трансформатор уже ушел в глубокое насыщение. Делаем вывод , и подтверждаемся чьим то научным трудом, что все ферриты насыщаются одинаково. Тут об этом хорошо написано http://members.kern.com.au/users/akouz/chokes.html.

Вроде немного разобрался, будут вопросы пишите Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript .

комментарии  

 
#1 Юрий 24.03.2015 08:53
Благодарю.. ибо тоже искал ответы, Ваши опыты наглядны, очень просты и доходчивы!
Успехов!
 

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить