การเพิ่มช่องว่างให้กับแกนหลักสำหรับตัวเหนี่ยวนำ

ฉันอยู่ในกระบวนการออกแบบตัวเหนี่ยวนำสำหรับตัวแปลงการเพิ่มและฉันมีเวลายากที่จะค้นหาสิ่งที่ฉันต้องการสำหรับโครงการนี้ ฉันพบขนาดแกน/ รูปร่างที่ดูเหมือนว่าจะทำงานยกเว้นฉันจะได้รับแกนในวัสดุที่ฉันต้องการ ( N49 ) ในแกนที่ไม่ได้แม๊ก (s = 0 ในภาพด้านล่าง) ใช้การคำนวณสำหรับคอร์นี้ดูเหมือนกับค่าระบุไว้ฉันจะอิ่มตัวคอร์ก่อนที่จะถึงเป้าหมายการออกแบบในปัจจุบัน อย่างไรก็ตามแกนมีขนาดใหญ่พอที่ถ้าฉันสามารถลดฉันจะมีการออกแบบที่ทำงานได้ ดังนั้นฉันคิดว่าฉันต้องการเพิ่มช่องว่างให้กับแกนที่มีอยู่ก่อน$A_L$$A_L$

ฉันจะเพิ่มช่องว่างในคอร์โดยไม่ทำให้ประสิทธิภาพลดลงได้อย่างไร ฉันได้วิธีการบางอย่างที่ระบุไว้ด้านล่าง แต่ฉันไม่แน่ใจว่า "ดีที่สุด" คืออะไร

• วางแผ่นฟิล์มบาง ๆ (เช่นเทป Kapton) เป็นวัสดุช่องว่างทั้งในขาด้านในและขาด้านนอก ง่าย แต่ขดลวดควรจะอยู่กึ่งกลางในช่องว่าง (ใช่ไหม) และมันจะไม่อยู่กึ่งกลางที่ขาด้านนอก
• ทรายหนึ่งในศูนย์โพสต์อย่างระมัดระวัง ฉันกังวลเกี่ยวกับความสามารถในการประเมินการนับเลี้ยวต้องเป็นขนาดช่องว่างกำหนดประสิทธิภาพA_Lนอกจากนี้ฉันไม่แน่ใจด้วยว่าสำคัญเพียงใดที่การโพสต์กลางทั้งสองนั้นเป็นแนวระนาบเมื่อมีช่องว่าง$A_L$
• ฉันกำลังทำบางสิ่งที่ "แปลก" และมีเหตุผลที่ดีว่าทำไมฉันไม่พบสิ่งที่ฉันกำลังมองหา

สำหรับพื้นหลังฉันพยายามสร้างตัวเหนี่ยวนำสำหรับเก็บพลังงานเพื่อเพิ่มตัวแปลงที่ทำงานที่ความถี่สูงกว่า (500 kHz), กระแสสูงกว่า (> 12A), และตัวเหนี่ยวนำที่สูงขึ้น (> 200µH)

ฉันใส่กระดาษหรือพลาสติกหรือวัสดุอื่น ๆ เสมอและฉันไม่เคยประสบปัญหา แต่สิ่งนี้มักจะเกิดขึ้นในสายการผลิตขนาดเล็ก การรับมิติของช่องว่างก็ค่อนข้างง่ายเช่นกัน สูตรพื้นฐานคือ: -

$\mu_e = \dfrac{\mu_i}{1+\dfrac{G\cdot\mu_i}{l_e}}$

ที่ G คือช่องว่างและคือความยาวที่มีประสิทธิภาพของแกน คือการซึมผ่านเริ่มต้น (ก่อน gapping) และคือการซึมผ่านที่มีประสิทธิภาพ (หลัง gapping)$l_e$$\mu_i$$\mu_e$

ฉันรู้ว่าคุณต้องการใช้วัสดุ N49 แต่คุณจะได้รับเบาะแสที่ดีอย่างสมบูรณ์เกี่ยวกับ gapping N49 ถ้าคุณดูตารางสำหรับวัสดุ N41: -

ดังนั้นสำหรับความยาวที่มีประสิทธิภาพ 70 มม. การซึมผ่านของ N41 (1890) ที่มีช่องว่าง 1 มม. กลายเป็น 67.5 นั่นคือใกล้เคียงกับจำนวนที่ยกมาจาก 70 ในความเป็นจริงมันเป็นช่องว่างที่กำหนดความสามารถในการซึมผ่าน ตัวอย่างเช่นถ้าคุณมีวัสดุที่มีค่าการซึมผ่าน 1,000 ค่าและคำนวณทางคณิตศาสตร์ด้วยช่องว่าง 1 มม. ค่าการซึมผ่านใหม่จะออกมาที่ 65.4

อย่าลืมว่าช่องว่าง 1 มม. ที่ขากลางของแกนแปลเป็นช่องว่าง 0.5 มม. ทุกรอบ

ดังนั้นสำหรับวัสดุ N49 ค่าการซึมผ่านที่ค่อนข้างใหม่จะอยู่ที่ประมาณ 65 สำหรับช่องว่าง 1 มม. สิ่งนี้มีผลต่อความอิ่มตัวของสีอย่างไร ประการแรกคุณต้องมีจำนวนรอบมากขึ้นเนื่องจากการเหนี่ยวนำจะลดลงตามสัดส่วน 1000: 65 การเหนี่ยวนำเป็นสัดส่วนกับ (รอบ)ดังนั้นในการคืนค่าการเหนี่ยวนำคุณต้องมี 3.922 เท่าของการหมุนเหมือนที่คุณเคยมี$^2$

สิ่งนี้ทำให้กระแสในปฐมภูมิเหมือนก่อนหน้านี้ แต่เทิร์นแอมป์เพิ่มขึ้น 3.922 และดังนั้นฟิลด์ H คือ 3.922 คูณ BUT ที่ใหญ่กว่าและนี่คือสิ่งสำคัญ B =และเนื่องจากลดลงด้วย 15.38 ครั้ง (3.922 ), B ลดลงอย่างมีประสิทธิภาพโดย 3.922 และความเสี่ยงของการอิ่มตัวมีขนาดเล็กมาก$\mu H$$\mu$$^2$

เกี่ยวกับการขัดเฟอร์ไรต์ - มันเป็นเรื่องง่ายมากที่จะทำ แต่ยากที่จะวัดว่าคุณได้ทรายลงไปเท่าใด ฉันทำแบบนี้ครั้งเดียวและไม่มีปัญหาใด ๆ นอกจากมันเป็นบิตเที่ยวยุ่งยิ่ง แต่คุณสามารถถอดเฟอร์ไรต์ด้วยกระดาษทรายเกรดดีที่สมเหตุสมผลได้ค่อนข้างง่ายด้วยมือ

เพียงแค่ใส่วัสดุ shim ที่ไม่เป็นแม่เหล็กระหว่างแกน ผลที่ตามมาก็คือคุณจะได้รับการรั่วไหลของอีเอ็มไอออกไปอีกเล็กน้อย (การไหลของฟลักซ์) คุณจะเพิ่มช่องว่างสองช่องดังนั้นคุณควรใช้วัสดุที่บางกว่าโดยมีช่องว่างที่เสาหลัก สิ่งนี้ทำกันโดยทั่วไปเมื่อสร้างต้นแบบหม้อแปลง flyback ในความเป็นจริงคุณสามารถซื้อกาวพิเศษ 'spacer' เพื่อกาวแกนด้วยกัน ในกรณีของคุณฉันขอแนะนำให้คุณใช้แผ่นพลาสติกชิมความหนาต่าง ๆ ที่ใช้สำหรับงานวิศวกรรมเครื่องกลและใช้คลิปสปริงปกติเพื่อยึดแกน

ง่ายพอที่จะคำนวณช่องว่างอากาศที่ต้องการสำหรับอัลที่ต้องการ ดูตัวอย่างเช่นคู่มือการออกแบบหม้อแปลงไฟฟ้าและตัวเหนี่ยวนำ , พ.อ. McLyman 1-18 ~ 1-23

การบดเฟอร์ไรต์นั้นไม่ง่ายเลยแม้แต่กับเครื่องกัดอย่างน้อยก็เป็นประสบการณ์ของฉัน

นอกเหนือจากคำตอบที่ดีของ @ Spehro แผ่นเพชรที่มีลักษณะคล้าย 3M หรือ 3M ที่มีเกรนสูง (1,000 สำหรับความเร็วที่สูงขึ้นพื้นผิวที่ขรุขระสูงขึ้น 2000 สำหรับการปรับผิวเรียบระดับกลาง 4000 สำหรับการขัดผิวเบื้องต้นเบื้องต้น 16000 สำหรับผิวเรียบเนียนพิเศษ) ฉันเคยถอดออกเพียง 10um +/- 2um จากโลหะและหินในเครื่องต้นแบบและการปรับแต่งมุมของแกนโลหะที่ถูกบีบอัด ฉันจัดการเมานกลมสองสามอันบนแกนหมุนเพื่อใช้กับสว่านขนาด 1 ถึง 10krmp

เพียงเพื่อเพิ่มบางอย่างในการผสมผสานความคิด

คุณสามารถนำ Kapton, PTFE, PP, PE, Mica และ Formica ไปยังแผ่นงานที่มีความหนาหลายแบบและในทุกวันนี้ในหลายพันล้านแห่งดังนั้นการปรับแสงจึงไม่เป็นปัญหา แม้ว่าฉันจะไม่แนะนำให้ใช้ไมกาหรือฟอร์ไมก้าเพราะพวกเขายากที่จะได้รับในวันนี้และความเจ็บปวดที่จะเพิ่มขนาดโดยไม่ต้องใช้เศษคมทั่วสถานที่

แก้ไข:

ให้ความสนใจกับความอ่อนนุ่มของวัสดุ พลาสติกที่นิ่มกว่าบางตัวสามารถบีบอัดได้ง่ายพอที่จะแก้ไขช่องว่างของคุณภายใต้แรงสปริงของแกนกลาง

ความคิดสุดท้ายที่ฉันมีคือฉันรู้ว่าฉันเป็นแฟน - บอยอีกครั้งถาม Wurth ว่าพวกเขาทำ gapping ตัวอย่างในสหรัฐอเมริกา และแน่นอนดูว่าพวกเขามีแกนกลางที่คุณสามารถลองตัวอย่างที่เหมาะกับใบเรียกเก็บเงินหรือไม่

ในประเทศของฉันตัวเลขไม่สูงพอที่จะพิสูจน์การบดผิวหน้าได้นอกจากนี้คนส่วนใหญ่ที่มีทักษะการใช้งานเหลืออยู่การบดผิวหน้าเป็นสิ่งที่ยากที่จะเปลี่ยนหากคุณเข้าใจผิดมีความเป็นไปได้ที่จะมีฮอตสปอตพิเศษ พื้นผิวที่สดใหม่ตอนนี้เมื่อคุณชิมคุณมีช่องว่างสองช่องและช่องว่างที่มากขึ้นทำให้เกิดการสูญเสียที่น้อยลงจากช่องว่างเมื่อคุณบดคุณมีช่องว่างเพียงช่องเดียว ชิมและไปผลิตด้วยการบดการสูญเสียที่สูงขึ้นอาจทำให้คุณมีปัญหาช่องว่างรวมที่ใหญ่ขึ้นและความถี่ที่สูงขึ้นมีโอกาสที่จะเกิดความยุ่งยากมากขึ้นด้วยการสูญเสียที่เพิ่มขึ้นช่องว่างขนาดเล็กดูเหมือนจะครอบคลุมอย่างเพียงพอ ผู้ผลิตสิ่งที่สมเหตุสมผลคือลวด litz ซึ่งไม่ได้รับการยอมรับจากมุมมองการผลิตและทำให้สายอยู่ห่างจาก feilds ที่อยู่ติดกันจำจากวิทยุแฮมที่คุณต้องการขดลวด Q สูง ZL4TIY

ใกล้มากกับสิ่งที่ฉันกำลังมองหา ในอดีตที่ผ่านมาฉันทำงานให้กับ Pulse Engineering สร้างตัวอย่างของเครื่องแปลงสัญญาณชีพจรและเส้นหน่วงเวลา เป็นเรื่องปกติมากที่จะใช้แกน gapped (หม้อ) ที่ฉันปิดผนึกด้วย Silicone RTV ก่อนที่จะทำการเติม ถ้าอีพ็อกซี่เข้ามาในแกนมันก็เกือบจะแตกเฟอไรต์