Хистерезисен измерител
#11
Здравей MZK,
за измерване на хистерезисната крива може да използваш публикуваната по-долу схема. Аз измервам обикновено на 50 Hz поради по-лесното постигане на мощен синус. Потенциометъра RV1 се използва като мащаб по оста Х, за определяне на абсолютният размер на тази ос използвам мултицета. Измервам тока чрез пада на напрежение върху три паралелно свързани съпротивления по 6.8 ом / 10 W. В зоната до насищане на материала няма изкривяване на синуса на тока и грешката не е голяма. В зоната на дълбокото насищане представлява интерес формата на кривата и грешката не е от голямо значение. Потенциометъра RV2 се използва за нагласяване на нулевата точка на кривата, по следната схема: при изключено захранване на схемата нагласявам точката на лъча на осцилоскопа да попадне в средата на екрана. Включвам захранването и с този потенциометър отново нагласям точката да попадне в средата на екрана.
За самото измерване използвам регулируем трансформатор и втори понижаващ трансформатор след него. Стандартно при повечето материали се измерва насищането при напрегнатост 800 А/м. Затова при тази напрегнатост нагласям хистерезисната крива да изпълва екрана на осцилоскопа по вертикала и хоризонтала. За повечето материали магнитната индукция при тази напрегнатост се дава в каталозите, затова и аз я приемам за известна. Следва намаляване на напрежението от трансформатора и съответно намаляване на размера на кривата по вертикала (при необходимост по хоризонтала може да се мащабира чрез RV1). От екрана на осцилоскопа може да се отчете новата стойност на достигнатата магнитна индукция при положение, че е известна максималната начална стойност.
При неизвестни материали може да се прибегне до изчисляване на действителната стойност на магнитната индукция, но аз не съм използвал тази методика.
Един пример: на Фиг_2 е показана хистерезисната крива при Нмакс = 154 А/м, докато на Фиг_1 е същата проба при Нмакс = 30 А/м.


Прикачени файлове Миниатюри
           
Отговори
#12
Bat_Vanko, а добре дошъл!..
Кривата на 50Хц у ясно как се получава, но какво става в килохерцовия обхват не е много ясно. Затуй MZK се бори да извади мощен синус през НЧУ. Няма как обаче да стане тая работа без известна модификация на усилвателя. Иначе резултата го е писал колегата в предните постове - изгоряло крайно стъпало. Аз виждам нещата така:
- Регулируемо двуполярно мощно захранване за ток до 10а и напрежение поне +/-24в;
- Доработка на крайното стъпало за увеличаване на отдаваната мощност до поне 200Вт;
- Донастройка на токовата защита на 10а;
- Добавяне на термична защита и принудително охлаждане с вентилатор/и.
Дотук най-проблемно ще е захранването, макар че може да се сътвори от две 250Вт компютърни такива. Е, изисква известна инвестиция на време и усилия, но няма начин. Струва си, щото реглажа по напрежение ще даде възможност за изследване в широк честотен обхват, при което силно се мени индуктивното съпротивление на образеца.
Изглежда сложничко, но ако работят повечко хора ще стане.
Отговори
#13
getca, мисля че прекалено усложняваш нещата.
- Интегратора задължително има съпротивление за измерване на тока през веригата. То може да бъде така подбрано че да не се надхвърля някакъв критичен ток. Това решава проблема с токовото ограничаване.
- Би могло да се варира с броят намотки, така че да се получи насищане при по-ниски стойности на тока. Това увеличава индуктивността на бобината и съответно напрежението което се подава, но аз мисля че ще бъде по лесно решаването на проблема при по-високо напрежение, отколкото при по-силен ток.
- Не е задължително да се използва НЧУ за да се получи мощен синус. Аз си направих крайно стъпало по схема Н-bridge с IGBT транзистори. Подавам правоъгълен сигнал директно от генератора. Чрез подбор на кондензатора в изходният LC кръг би могло да се получи форма на сигнала близка до синус. Схемата е малко сложна за настройка, но може да се работи с напрежение от 0V до директно изправено мрежово напрежение.
Отговори
#14
Bat_Vanko, хитро си го направил. Това е реално квазирезонансно крайно стъпало, но...губиш:
- възможност за работа в широк честотен обхват;
- постоянна амплитуда на синуса, независимо от честотата;
- чистия синус, подаван от генератор;
- простото и надеждно с малки изкривявания крайно НЧУ стъпало, възможността да вземеш готово такова и с малка модификация да го пригодиш за целта;
- фиксираната ос Х на кривата, осигурена от двуполярното крайно стъпало...
Сигурно има и други неща, но засега толкова се сещам. Ограничение на максималния ток е хубаво да има и в крайното стъпало и в захранването. Вярно, че има усложняване откъм схемотехника, но пък става абсолютно универсално. Могат де се изследват всякакви сърцевини как се държат. Н-моста опростява схемно нещата, но ги усложнява откъм настройка, универсалност и възможности. Голямото предимство на моста е малките загуби, поради импулсната работа. Докато НЧУ работи в линеен режим и си грее, което за кратковременна работа не е кой знае какъв проблем.
Може и да греша някъде в мнението си, но няма да е много, ако наистина искаме универсален стенд за подбор на комутиращи сърцевини. Схемотехниката не е толкоз важна, по-важна е целта на занятието. Smile
Отговори
#15
getca, относно работата в широк диапазон и амплитудата на синуса си абсолютно прав. Иска си настройка за всяка една честота. Освен това и формата на чист синус се постига трудно.
Ако свържеш последователно бобина и съпротивление ще видиш, че формата на тока през бобината (напреженовият пад върху съпротивлението) изобщо няма формата на чист синус. Това се дължи на нелинейният характер на магнитната проницаемост. В началото индуктивното съпротивление определя тока през веригата, но при достигане на насищане целият ток зависи само от активното съпротивление. При промишлените регистратори на ВН кривата, освен синус формата на тока се използват и линейно изменящ ток. На снимка 039 се вижда много ясно формата на тока през веригата и индукцията във втората намотка. Горната графика е индукцията, докато долната е тока през веригата. Това е мерено на мрежово напрежение и входният синус трябва да  е чист. Самият интегратор заедно с осцилоскопа осигурява надеждната работа при различните стойности на тока и индукцията.
Според мен най-добрият вариант е да се направи измерване на няколко честоти, едната от които да бъде 50 Hz. Да се направи съпоставка как се изменя комутацията според честотата. И да се изведат съответните коригиращи фактори, така че след измерване на мрежова честота да може да се каже как ще работи съответното устройство на по-високи честоти.
Приложил съм и една снимка на измерване с интегратора на самият процес на комутация. Подава се ток на управляващата бобина и той се вижда по оста Х. По оста Y се вижда промяната на индукцията. Кривата над средата на екрана е когато полето създадено от управляващата бобина съвпада по посока с това от ПМ - тогава насищането настъпва много бързо. Докато при случая на насрещни потоци изместването на потока от ПМ става линейно до насищането, въпреки високата правоъгълност на материала за ключа. Стойностите на тока при които става това насищане зависят от силата на потока от ПМ.


Прикачени файлове Миниатюри
       
Отговори
#16
Здравейте.

Прикачвам една схема, която показва идеята за реализация с мосфети. Всичко е условно, не съм променял стойностите на резисторите и т.н. Ще се вкара токова или мощностна защита споед общия акъл. Дроселът L1 ще представлява изследваната сърцевина.

За сега търся одобрение на концепцията.

ПС: мислех да сложа инвертиращ и неинвертиращ ОУ, но реших, че дефазирането от трафовете ще е по-подходящо.

ПС: ето първата забележка - трябва да се добавят шунтиращи резистори във веригите на гейтовете + може и един предпазващ ценер.


Прикачени файлове
.pdf   hys_1.pdf (Размер: 28.14 KB / Сваляния: 8)
Отговори
#17
Здравей mzk, ограничителното съпротивление е прекалено малко, аз в началото ползвах 10 ома, а сега 1.68 ома. Другото е че тази схема TL082 няма да издържи товара, не защото той е голям, а поради токовете на насищане на развързващият трансформатор при ниски честоти.
За целта аз си направих едно универсално крайно стъпало с Н мост от IGBT транзистори, поставих го в кутия от компютърно захранване с вентилатор. Развързващият трансформатор направих от феритен пръстен навит с 5 паралелни проводника. Гейтовете на транзисторите са вързани през RD верига, зареждат се през съпротивлението а се разреждат през диода. Така се гарантира закъснение на включването спрямо изключването - за предпазване от окъсяване през транзисторите. Първичната намотка на развързващият трансформатор беше вързана на два (инвертиращ и неинвертиращ) MOSFET драйвера. Тези драйвери също формират Н мост с изход развързващият трансформатор. Бих могъл да нарисувам пълната схема при интерес. Но се оказа че при намаляване на честотата под 10 kHz консумацията за управление се покачва над 1.5 А, вероятно поради насищане на феритният пръстен. При продължителна работа драйверите прегряват и се наложи да добавя две двойки комплементарни транзистори като усилвател преди първичната намотка на развързващият трансформатор.
За да направя стъпалото универсално за работа на ниски честоти сглобих платка с IR2110, но още не е изпитана.


Прикачени файлове Миниатюри
       
Отговори
#18
Ех, Bat_Vanko, бях сигурен, че проблемът с ОУ в просичката схема от моя преден пост сме го и обсъдили, а и аз нещо друго съм имал предвид и... ето, че нито съм писал, нито се сещам какво съм имал предвид, мдам...

Забележките ти са много уместни и започвам малко да се колебая доколко да се инатя да правя мощна схема (голям ток и ниско напрежение).

За сметка на това се чудя дали просто да не намеря подходящ трансформатор и някакво (полу)готово решение на някакво стандартно напрежение и ток.
Отговори
#19
Здравей mzk, аз в началото правех своите опити само на 50 Hz. Така могат да се навиват повече намотки и да се постигнат по силни полета. За да се изследват зоните на дълбоко насищане на материала се налагаше да подавам до 2000 А/m. Направих този усилвател за да видя има ли разлика при високи честити. Но в килохерцовият диапазон  едва достигах насищане, а нямаше забележими разлики в хистерезисната крива спрямо честота 50 Hz, и затова се върнах отново на мрежовата. При феритите, подобно на материалите които аз ползвах, също не очаквам значима разлика между високи и мрежови честоти.
Предлагам ти следното решение: вземаш един латер (регулируем автотрансформатор), на изхода му връзваш вторичната намотка от трансформатор на малък UPS. Така може да се регулира напрежението подавано на образеца от 0 до 12 V, като се изменя напрежението от латера от 0 до 250 V. Освен това първичната намотка на трафа е с доста дебел проводник и може да осигури силен ток.
Успех!
Отговори


Отваряне на:


Потребители разглеждащи темата: 2 гост(и)