Выдержка из параллельной темы Моделирование в MicroCap для начинающих
qaki писал(а):
модель Чана проигрывает модели Джилса в точности отображения предельного цикла
...
Вашей статьи пока в свободном доступе нет. Но вот, что у меня получилось при сравнении модельных предельных циклов феррита N87 с данными, которые публикует Эпкос.
Из картинок примерно одинакового масштаба хорошо видно, что кривая модели Джилса (левый рисунок) лучше соответствует фирменным данным (правый рисунок), если они, конечно, не построены с помощью все той же модели. Лучшее, чем у модели Чана, совпадение получается на арктангенсной модели Ю.Ф. Пономарева.
...
Вашей статьи пока в свободном доступе нет. Но вот, что у меня получилось при сравнении модельных предельных циклов феррита N87 с данными, которые публикует Эпкос.
Из картинок примерно одинакового масштаба хорошо видно, что кривая модели Джилса (левый рисунок) лучше соответствует фирменным данным (правый рисунок), если они, конечно, не построены с помощью все той же модели. Лучшее, чем у модели Чана, совпадение получается на арктангенсной модели Ю.Ф. Пономарева.
Из приведённых картинок видно, что горизонтальный участок цикла, полученного для модели Чана, ниже. Это значит, что в данном случае модель просто не верно настроена. Дело в том, что не смотря на наличие в модели параметров Bs, Br, Hc, подстановка числовых величин, взятых из данных производителя, не всегда гарантирует нужный результат. Например, это может происходить из-за того, что производители указывают Bs для различных напряженности (обычно оговаривается дополнительно). В результате, модель "не имеет представления" о какой точке идёт речь и в результате имеем то, что имеем - горизонтальный участок получается ниже ожидаемого. Об этой особенности говорилось ещё на старом форуме.
Кроме этого, общий вид предельного цикла является зачастую всего лишь картинкой, которая призвана показать основные параметры петли гистерезиса Bs, Br, Hc и их зависимость от температуры.
Отсюда следует, что процедура настройки модели должна учитывать точки на начальной кривой намагничивания, имеющие конкретные координаты. Начальная кривая намагничивания определяется как сумма восходящего и нисходящего участка предельного цикла перемагничивания, поделённая на два.
Так же важно, чтобы модель не только сравнительно корректно имитировала нелинейность материала, но и правильно отображала потери, связанные с его перемагничиванием.
Для демонстрации общих принципов создания модели нелинейного сердечника, настроим модель Чана для сердечника из феррита N87 Epcos.
Об этих принципах уже много говорилось здесь, поэтому сразу приступим к делу.
Выбираем две точки на начальной кривой намагничивания, построенной для частоты 10кГц и температуры 100гр.С. Одна в области насыщения, а другая в области перегиба:
B1 = 0.363 Тл
H1 = 152 А/м
B2 = 0.385 Тл
H2 = 1200 А/м
Примечание: В подтверждение сказанного выше, предельный цикл, построенный по справочным данным Bs = 0.39 Тл, Hc = 13 А/м, Br = 0.09 Тл (взято из графика), в точке 1200 А/м проходит несколько ниже, через 0.378 Тл.
Кроме всего прочего, форма кривой намагничивания зависит от конфигурации и размеров сердечника. Поэтому используем тот же срдечник R34, который использовался для снятия характеристик.
Размеры сердечника R34:
Le = 0.08206 m
Ae = 0.00006608 m2
Ve = Le*Ae = 0.08206*0.00006608 = 0.0000054225248
К сожалению, не смотря на то, что петля гистерезиса приводится для частоты 10кГц, графики потерь для частоты 10кГЦ не приводятся. Придётся экстраполировать. Получается, что для размаха индукции 0.2Тл, частоты 10кГц и температуры 100гр.С, потери составляют примерно 20кВт на М3.
Потери в сердечнике составят 0.10845 Вт
Делаем расчёт в программе GIST_MOD
Результаты расчёта:
Bs = 0.387327 Тл
Br = 0.117243 Тл
Hc = 4.8 А/м
Вид петли перемагничивания, полученный в программе LTspice
Сразу бросается в глаза, что полученная петля несколько уже петли, приводимой в справочнике производителя. Однако, не смотря на это, модель точно обеспечивает выбранный при экстраполяции графика уровень потерь на частоте 10кГц. Следовательно, потери необходимо скорректировать в большую сторону. Желаемые параметр Hc достигается, если считать, что потери, при указанных режимах измерения, составляют 58000Вт на М3. Модель здесь http://flyfolder.ru/files/34438369
Bs = 0.387327 Тл
Br = 0.210561 Тл
Hc = 13.08 А/м
Но при этом получается великоватое значение Br, хотя потери полностью соответствуют выбранным. Возможно имеет место какая-то нестыковка в данных производителя или банально отличается наклон вертикального участка петли модели. Восстановить отсутствующие данные без эксперимента невозможно, а вот поправить наклон вертикального участка можно. Для этого выбираем первую точку ниже перегиба кривой намагничивания.
B1 = 0.3 Тл
H1 = 69 А/м
B2 = 0.385 Тл
H2 = 1200 А/м
Потери 55000Вт на М3.
Расчёт выдаёт параметры настройки
Bs = 0.389244 Тл
Br = 0.159 Тл
Hc = 13 А/м
Видно, что кривые совпадают в выбранных точках. Кроме этого достаточно похожими выглядят площади циклов, что говорит о равенстве потерь. Хотя, конечно, чтобы предвидеть потери 55000Вт на М3 на 10кГц, согласно приведённых графиков, надо иметь богатое воображение. Но это на совести производителя.
Расчёт модели можно проводить и на основе экспериментальных данных. Для этого можно воспользоваться методикой предложенной здесь.
