Campo magnético saturado en un inductor sin calentamiento

1.

Hice un probador de inductores cuando estaba diseñando bobinas grandes para una etapa PFC de soldadora de arco. Consistía en un gran condensador = C1 que se carga lentamente a través de una resistencia R1.

Se conectó un IGBT grande (que se muestra como un interruptor, SW1) de tal manera que se enciende cuando se presiona un botón. Este IGBT conectaría el capacitor al inductor desconocido.

Se usó un transformador de corriente (AM2) para medir la corriente a través del inductor y esta corriente se trazó en un osciloscopio.

Como sabemos, la ecuación para un inductor es V = L*dI/dt Donde L es el valor del inductor, V es el voltaje a través del inductor y dI/dt es la tasa de cambio de la corriente a través del inductor. (Ignorando la resistencia.)

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

En este probador, el voltaje es esencialmente constante: el capacitor es lo suficientemente grande para que no se descargue apreciablemente durante la prueba.

Esto significa que el producto de L*dI/dt debe ser una constante. Pero como sabe, la inductancia disminuirá cuando aumente la corriente en un inductor.

Esto se observa en el osciloscopio como una rampa lineal L*(dI/dt) cuando comienza la prueba. A medida que la inductancia disminuye, la pendiente de la corriente (dI/dt) aumenta.

El punto donde la pendiente de la línea se vuelve no lineal es el punto donde el inductor comienza a saturarse.

Puede medir el valor del inductor seleccionando dos valores lineales e insertándolos en la ecuación, L = V*dt/di.

2.

Creo que estás definiendo la saturación del núcleo . El núcleo definitivamente estará saturado. No es el voltaje lo que hace que el núcleo se sature. Es el nivel de corriente en el inductor, análogamente a la intensidad del flujo magnético.

Aquí hay un enfoque, basado en la antigua técnica de reactancia variable controlada por CC. El objetivo de esta técnica es permitirle usar su fuente de banco de CC para saturar el núcleo, mientras que solo necesita algún método de CA de baja potencia para medir la inductancia/reactancia.

Coloque dos devanados separados que no se superpongan (con el mismo número de vueltas) en su núcleo. por ejemplo, cada uno cubre 1/4 de la circunferencia. Conéctelos en serie en antifase a su fuente de alimentación variable de CC. Debido a que estos dos devanados son antifase, la CA se cancelará. Debido a que los dos devanados son partes físicamente separadas del núcleo, la CC saturará la región del núcleo debajo del devanado (haciendo un espacio de aire virtual).

Solo necesita suficientes vueltas para que su corriente continua pueda saturar el núcleo. Si usa 5 vueltas en cada devanado y 10 A saturan el núcleo, entonces una bobina de 280 vueltas se saturará a 5*10/280 amperios.

Ahora puede colocar otro/s devanado/s que usa para medir el acoplamiento de inductancia/reactancia/transformador de CA. Puede medir la inductancia de este devanado con cualquier otro enfoque, por ejemplo, un medidor de inductancia. Este devanado de CA no necesita un número particular de vueltas, solo debe ser medible para usted.

Aumentará la corriente CC de su fuente de alimentación hasta que la inductancia caiga en lo que define como saturación (por ejemplo, a 1/2). Por supuesto, está midiendo la corriente de saturación de CC.

Si se tratara de una corriente CA pura, alcanzará un máximo de 1,4 veces el valor RMS. Entonces podría decir que AC.sat.RMS = DC.sat/sqrt(2). es decir, si DCsat=10A, AC=7.1Arms. Sin embargo, la saturación no es un límite estricto absoluto: depende de usted definir cuánta saturación es el límite. Cuando usa CA, la mayor parte de la forma de onda está por debajo de la saturación, por lo que podría decir que 9Arms está bien para usted.