Power Electronics
http://valvol.ru/

Комплексная магнитная проницаемость
http://valvol.ru/topic1965.html
Страница 21 из 28

Автор:  valvol [ 20-08, 10:45 ]
Заголовок сообщения:  Re: Комплексная магнитная проницаемость

qaki писал(а):
Предлагаю Вашему вниманию заZIPованые перевод и оригинал статьи Питера К. Вильсон и Эндрью Л. Браун "Моделирование частотно-зависимых потерь в ферритовых сердечниках", размещенные пока на Яндекс-Диске http://yadi.sk/d/TL3VYDAl867U4. Материал интересен тем, что в нем рассматривается довольно простой подход к описанию комплексной магнитной проницаемости с позиции малосигнальных представлений. Приводимые экспериментальные данные показывают довольно хорошее соответствие модельных представлений и результатов прямых измерений для предельных циклов. Однако авторы признают, что на частных циклах результаты желают лучшего. Возможно это связано с тем, для моделирования частных циклов была использована модель Джилса-Аттертона, весьма коряво их описывающая.
2 valvol
Если по Вашему мнению материал представляет интерес для посетителей сайта,был бы признателен за размещение его в архиве статей и переводов. Просто не знаю, как это сделать самостоятельно.

qaki, большое спасибо за интересный материал. В ближайшее время размещу его в разделе Статьи.
Методика безусловно интересная и имеет прямое отношение к данной теме.
Так же постараюсь преобразовать в более литературную форму и выложить в раздел Статьи перевод статьи Эдварда Герберта.

Автор:  Alex Thorn [ 21-08, 00:15 ]
Заголовок сообщения:  Re: Комплексная магнитная проницаемость

Так понял, что предложенная методика учёта "комплексности", основана на включении параллельно модельному нелинейному индуктору определённой подобранной ёмкости ( в статье фигурирует 10pF ) , затем последовательно в цепь подключается ещё дополнительная индуктивность ( смущает номинал в статье, 4mH ???? , вероятно логичнее было бы видеть 4uH ) . В переводе "на пальцах", вероятно, эта методика позволяет учесть зависимость в магнитопроводе скорости изменения индукции от приложенной напряжённости поля, как фактор похожим "поведенческим" образом изменяющий ток и напряжение на нелинейной индуктивности в модели симулятора.

Автор:  valvol [ 21-08, 10:45 ]
Заголовок сообщения:  Re: Комплексная магнитная проницаемость

Alex Thorn писал(а):
Так понял, что предложенная методика учёта "комплексности", основана на включении параллельно модельному нелинейному индуктору определённой подобранной ёмкости ( в статье фигурирует 10pF ) , затем последовательно в цепь подключается ещё дополнительная индуктивность ( смущает номинал в статье, 4mH ???? , вероятно логичнее было бы видеть 4uH ) . В переводе "на пальцах", вероятно, эта методика позволяет учесть зависимость в магнитопроводе скорости изменения индукции от приложенной напряжённости поля, как фактор похожим "поведенческим" образом изменяющий ток и напряжение на нелинейной индуктивности в модели симулятора.

Пока детально не вникал. Данная методика, скорей всего, будет интересной для моделирования феррита в высокочастотной области. Это делает её полезной для моделирования различных EMI фильтров (очень актуальная задача).
Примерно такую же "конденсаторную" модель имитации потерь я уже предлагал в этой теме.
valvol писал(а):
при увеличении частоты. Классические SPICE модели на такое не способны.
Изображение
При увеличении размаха индукции, получаем множество вложенных циклов.
Изображение
В модели:
I1 - Импульсный источник треугольного тока, имитирующий изменение напряженность магнитного поля.
R1 - Сопротивление, имитирующее магнитное сопротивление материала. Напряжение на R1 соответствует индукции.
C1 - Ёмкость, имитирующая эффект вязкости.
При очень низкой частоте изменения тока, траектория графика в координатах I(I1):V(R1) не имеет гистерезиса.
При увеличении частоты, изменение V(R1) сдерживается процессом перезарядки конденсатора C1 (появляется вязкость)
Использование нелинейного R1 позволяет получить нелинейную петлю гистерезиса с эффектом насыщения.
Модели
http://valvolodin.narod.ru/raznoe/Nonlinear_inductance.zip

Правда моя модель отталкивалась не от комплексной магнитной проницаемости, а от электромагнитной вязкости.
В принципе это говорит о том, что, скорей всего, из данных по комплексной проницаемости можно напрямую получить данные по вязкости. А это в какой-то степени дает надежду на то, что для универсальной модели удасться использовать данные производителей, полученные для синусоидальных форм напряжения.

Автор:  Alex Thorn [ 22-08, 00:46 ]
Заголовок сообщения:  Re: Комплексная магнитная проницаемость

Между делом приподнял из небытия свой ненужный ранее усилитель около 200Вт, теперь появилась возможность воздействовать на магнитопроводы синусоидальным сигналом 10кГц с амплитудой до 80 вольт.
Предварительный этап подготовки с синусом почти завершён, буду подумывать над практическим исполнением моста для импульсного воздействия на магнитопроводы.

Автор:  qaki [ 24-08, 23:08 ]
Заголовок сообщения:  Re: Комплексная магнитная проницаемость

Обсуждая вопросы комплесной магнитной проницаемости, не будем забывать, что мнимая часть этого показателя, характеризующего свойства ферромагнетика в слабых полях при синусоидальном намагничивании, включает в себя скопом все возможные потери. Среди них можно выделить по крайней мере четыре составляющие:
1. Потери магнитного последействия, иначе называемые потерями магнитной вязкости,которые принято разделять две на потери Иордана, не зависящие от частоты и температуры, и потери на последействие Рихтера-Вейна,зависящее от температуры и частоты.
2. Потери на гистерезис, зависящие от напряженности поля.
3. Потери на микровихревые токи.
4. Потери на макровихревые токи, которые в ферритах с малым объемным сопротивлением на определенных частотах и размерах сердечника, могут вызвать объемный резонанс.
Конечно практического электротехника или электронщика эти тонкие нюансы мало волнуют. Ему нужен удобный инструмент, позволяющий оценить поведение индуктивного компонента с сердечником в тех или иных режимах работы. Но используемая модель должна с достаточной точностью описывать рабочий процесс в девайсе, опираяясь при этом на справочные данные производителя ферромагнитного материала. Поэтому все же есть смысл более подробно присмотреться к составляющим потерь и в частности к формированию гистерезисных циклов. Меня весьма удивили результаты измерения предельных петель гистерезиса электротехнической кремнистой стали на различных частотах, приводимые в статье Joao S. D. Garsia и др. "Study of a Toroid: Characterization and Simulation..." (текст статьи можно найти, набрав в поисковике часть заголовка, взятую в кавычки). Приведу одну картинку из этой статьи Изображение. Как видим, повышение частоты приводит к значительному раздутию гистерезисной петли, т.е. к росту потерь. Не берусь судить о природе это раздутия. Возможно это свойство самой гистерезиснй петли, а возможно это результат совместного действия указанных выше составляющих потерь. Однако можно предположить, что такое раздутие должно наблюдаться не только у элетротехнической стали, но и у ферритов, и оно должно учитываться при разработке альтернативной модели ферромагнитного сердечника. При этом не так уж важно в точности воспроизводить физику процесса намагничивания. Важно получить удобное приближение корректирующей функции, дающее результаты, не слишком отличающиеся от экспериметальных данных. Пробовал получать эффект раздутия с помощью корректирующей цепи первого порядка, используя безгистерезисную кривую типа Arctg. В ограниченном диапазоне частот сходство получаемых предельных и частных циклов со справочными данными достаточно хорошее. Но кривую начального намагничивания получить не удалось.

Автор:  valvol [ 24-08, 23:22 ]
Заголовок сообщения:  Re: Комплексная магнитная проницаемость

qaki писал(а):
...При этом не так уж важно в точности воспроизводить физику процесса намагничивания...

Именно так :good:
Важно максимально точно воспроизвести поведение оригинального компонента. Но и полностью от физики открещиваться не стоит. Потому как некоторое понимание физики может помочь в выборе наиболее эффективного поведенческого механизма моделирования.

Плохо, что все теоретические наработки и экспериментальные данные, в основном, наработаны для синусоиды. :live-14: Всё это добро достаточно сложно приспособить к случаю перемагничивания прямоугольным напряжением. А это именно тот случай, который нас больше всего и интересует.

Автор:  Alex Thorn [ 25-08, 00:11 ]
Заголовок сообщения:  Re: Комплексная магнитная проницаемость

Физику процесса намагничивания, в особенности для определённого материала, воспроизвести в моделях невозможно. Это понятно по умолчанию.
Только взял в руки кусок текстолита под нарезку и задумался о возможном целесообразном способе исполнения генератора с управляемыми длительностями импульса и паузы, чтобы была возможность потом использовать макет для других полезных наблюдений.

Автор:  Alex Thorn [ 25-08, 00:22 ]
Заголовок сообщения:  Re: Комплексная магнитная проницаемость

Кстати, о "слабых полях".
Насколько понимаю, производитель указывает данные "амплитуды проницаемости" для подмагниченного до определённых значений индукции магнитопровода, при воздействии "наложенным" слабым сигналом от измерительного прибора ( B<0.25mTl ) . Так вероятно правильно надо понимать данные из даташитов ?

Автор:  qaki [ 25-08, 09:18 ]
Заголовок сообщения:  Re: Комплексная магнитная проницаемость

Alex Thorn писал(а):
Физику процесса намагничивания, в особенности для определённого материала, воспроизвести в моделях невозможно.

Ну, Вы уж слишком категоричны. Вся современная физика суть сплошные математические модели, равно как и ее земные приложения типа электротехники, электроники, оптики, механики и пр.
Alex Thorn писал(а):
Кстати, о "слабых полях".
Насколько понимаю, производитель указывает данные "амплитуды проницаемости" для подмагниченного до определённых значений индукции магнитопровода, при воздействии "наложенным" слабым сигналом от измерительного прибора ( B<0.25mTl ) . Так вероятно правильно надо понимать данные из даташитов ?

Не совсем так. Вот цитата и ее перевод из справочника известного производителя ферромагнитных матриалов фирмы "Феррокскуб" Изображение

Автор:  Alex Thorn [ 25-08, 11:03 ]
Заголовок сообщения:  Re: Комплексная магнитная проницаемость

qaki писал(а):
Не совсем так. Вот цитата и ее перевод из справочника известного производителя ферромагнитных матриалов фирмы "Феррокскуб"

В таком случае, как правильно понимать :

Amplitude permeability
versus AC field flux density
(measured on R34 toroids,B≤0.25mT).

Это относительная магнитная проницаемость, измеренная при малых воздействиях B≤0.25mT, при этом образец подмагничен до определённых значений индукции, указанных на оси абсцисс графика в даташите?

Автор:  valvol [ 25-08, 15:47 ]
Заголовок сообщения:  Re: Комплексная магнитная проницаемость

Alex Thorn писал(а):
qaki писал(а):
Не совсем так. Вот цитата и ее перевод из справочника известного производителя ферромагнитных матриалов фирмы "Феррокскуб"

В таком случае, как правильно понимать :

Amplitude permeability
versus AC field flux density
(measured on R34 toroids,B≤0.25mT).

Это относительная магнитная проницаемость, измеренная при малых воздействиях B≤0.25mT, при этом образец подмагничен до определённых значений индукции, указанных на оси абсцисс графика в даташите?

Похоже это банальная опечатка.
Alex Thorn писал(а):
Только взял в руки кусок текстолита под нарезку и задумался о возможном целесообразном способе исполнения генератора с управляемыми длительностями импульса и паузы, чтобы была возможность потом использовать макет для других полезных наблюдений.

Раньше уже приводил возможную схему генератора
Изображение
Модель генератора
http://rusfolder.com/files/37320993

Похожую схему генератора использовал для сравнительной оценки различных обмоточных материалов и способов намотки трансформаторов. Так что схема достаточно универсальная :D
Тема о высокочастотных потерях в проводниках из-за скин эффекта и эффекта близости

Автор:  qaki [ 25-08, 16:04 ]
Заголовок сообщения:  Re: Комплексная магнитная проницаемость

Alex Thorn писал(а):
В таком случае, как правильно понимать :

Amplitude permeability
versus AC field flux density
(measured on R34 toroids,B≤0.25mT).

Это относительная магнитная проницаемость, измеренная при малых воздействиях B≤0.25mT, при этом образец подмагничен до определённых значений индукции, указанных на оси абсцисс графика в даташите?

К сожалению Вы не указали первоисточник, чтобы понять все нюансы фразы, но в отсутствие контекста перевод звучит так:

Амплитудная проницаемость
в зависимости от индукции поля переменного тока
(измерено на тороидальном сердечнике R34, B≤0.25mT).

Скорее всего речь идет о величине этого показателя в относительно линейной части ВН-кривой, т.е. при B≤0.25mT. Никакого подманичивания здесь не прослеживается.

Автор:  valvol [ 25-08, 17:38 ]
Заголовок сообщения:  Re: Комплексная магнитная проницаемость

Alex Thorn, qaki
Смотрите каталог Ferrites and Accessories, стр 126

Автор:  Alex Thorn [ 25-08, 18:35 ]
Заголовок сообщения:  Re: Комплексная магнитная проницаемость

Прочёл стр.126
Так понял, в данном случае амплитудное значение магнитной проницаемости определяется по амплитудным значениям индукции и напряжённости. Странным образом эта "опечатка" проявляется в данных по одним материалам, и исчезает в данных о других материалах, сменяясь по части "менее 0,25мТл" на комментарий " E магнитопровод без зазора" и т.п. :live-14:
Это так, просто обсудил непонятное.
Т.е. мои комментарии по поводу измерений при B<0.25мТл и подмагничивании, вероятно, будут справедливы для даташитных графиков u-rev ? Согласно комментария к графикам, типа

DC magnetic bias
(measured on ETD cores, typical values)
(0.25 mT, f = 10 kHz, T = 25 °C).

Т.е. производитель даёт данные:
1.Комплексная магнитная проницаемость при мизерных воздействиях измерительным прибором на кольцевой магнитопровод.
2.Амплитудная магнитная проницаемость , вычисленная по "пиковым" значениям индукции и напряжённости.
3.Обратная магнитная проницаемость, измеренная на подмагниченных образцах при "измерительном" воздействии менее 0.25 mT, с различными зазорами в магнитопроводе.
P/S. вопрос по способу, которым производитель измеряет амплитудную магнитную проницаемость, так "для себя" и не прояснил, т.к. есть мнение, что u-rev в некотором смысле "дублирует" амплитудную, но уже с учётом "линеаризующих" свойств магнитопровода при наличии зазора... :live-14:

Автор:  qaki [ 25-08, 19:38 ]
Заголовок сообщения:  Re: Комплексная магнитная проницаемость

valvol писал(а):
Alex Thorn, qaki
Смотрите каталог Ferrites and Accessories, стр 126

Большое спасибо.

to Alex Thorn
Вы, видимо, сбили самого себя с толку, перепутав амплитудную проницаемость, которая измеряется без подмагничивания, с обратимой, которая как раз измеряется на малом сигнале при наличии подмагничивания постоянным током. Добраться же до самого стандарта IEC 62044-2, в котором излагаются методы измерения параметров ферритов, оказывается неподъемно дорого.

Страница 21 из 28 Часовой пояс: UTC + 4 часа
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group
http://www.phpbb.com/