Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza przydatności metody histerezowej do wyznaczania strat mocy w rdzeniu ferromagnetycznym

Detka Kalina, Górecki Krzysztof

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 9

139--142

PL

W pracy przeanalizowano przydatność metody wyznaczania strat mocy w materiałach magnetycznych bazującej na pomiarze pola powierzchni pętli histerezy. Dodatkowo zastosowano model Steinmetza w celu weryfikacji zakresu częstotliwości i amplitudy indukcji, dla których model ten pozwala na poprawne wyznaczenie strat mocy w materiale magnetycznym. Wykorzystując straty mocy w rdzeniu wyznaczone przy zastosowaniu metody histerezowej zbadano wpływ amplitudy indukcji magnetycznej na rezystancję termiczną rdzeni ferromagnetycznych. Do badań wykorzystano 2 rdzenie toroidalne o podobnych rozmiarach wykonane z różnych materiałów ferromagnetycznych, tj. sproszkowanego żelaza (-26) oraz ferrytu SM-100. Z przeprowadzonych badań wynika, że zastosowanie metody histerezowej powoduje nawet siedmiokrotne zawyżenie wartości strat mocy w rdzeniu. Obliczenia przy zastosowaniu modelu Steinmetza pozostają w dobrej zgodności z danymi katalogowymi dla rdzenia wykonanego ze sproszkowanego żelaza.

EN

The paper analyzes the usefulness of the method of determining power losses in magnetic materials based on the measurement of the hysteresis loop surface area. Additionally, the Steinmetz model was used to verify the range of frequency and the induction amplitude, for which this model allows for the correct determination of power losses in the magnetic material. Using the power losses in the core determined with the hysteresis method, the influence of the magnetic flux density on the thermal resistance of ferromagnetic cores was investigated. Two similar-sized toroidal cores made of different ferromagnetic materials (powdered iron (-26) and SM-100 ferrite) were used for the investigation. The obtained results show that the application of the hysteresis method causes even a sevenfold increase in the value of the power dissipated in the core. Calculations using the Steinmetz model are in good agreement with the catalog data for a core made of powdered iron.

2

Nowa metoda pomiaru krzywej magnesowania rdzenia dławika

Detka Kalina, Górecki Krzysztof

Przegląd Elektrotechniczny

|

2020

|

R. 96, nr 11

166--168

PL

W pracy zaproponowano metodę pomiaru pętli histerezy rdzenia dławika bazującą na pomiarze i rejestracji czasowych przebiegów prądu i napięcia. Opisano sposób realizacji metody pomiarowej i układ pomiarowy. Przedstawiono i przedyskutowano wyniki badań wpływu wybranych parametrów sygnału pomiarowego na przebieg krzywych magnesowania dla wybranych dławików z rdzeniem ferrytowym.

EN

The paper presents a new method of measuring the hysteresis loop of the inductor. The proposed method based on the measurement and recording the current and the voltage time waveforms of inductor. The implementation of the method and the manner of measuring were described. The results of the investigation were presented and discussed especially the influence of selected measurement signal parameters on the waveform of magnetization curves for selected inductors with a ferrite core.

3

Wpływ rdzenia dławika na charakterystyki przetwornicy buck

Górecki K., Detka K., Zarębski J., Wierszyło A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2016

|

R. 92, nr 4

137--139

PL

W pracy przeanalizowano wpływ właściwości rdzenia dławika zawartego w przetwornicy buck na jej charakterystyki. Przedstawiono i przedyskutowano zależności napięcia wyjściowego i sprawności energetycznej rozważanej przetwornicy oraz temperatury rdzenia od rezystancji obciążenia i częstotliwości sygnału sterującego. W oparciu o uzyskane wyniki pomiarów wskazano zakresy wartości rezystancji obciążenia zapewniające maksymalną sprawność energetyczną rozważanej przetwornicy zawierającej dławiki z rdzeniami wykonanymi z różnych materiałów ferromagnetycznych.

EN

In the paper the influence of properties of an inductor core used in a buck converter on its characteristics is analyzed. The dependences of the converter output voltage, watt-hour efficiency and the core temperature on load resistance and frequency of the control signal are presented and discussed. On the basis of the obtained results of measurements the ranges of load resistance values, for which the highest values of watt-hour efficiency for the considered converter with inductors including cores made of different ferromagnetic materials are obtained, are shown.

4

Electrothermal Model of Ferromagnetic Cores

Górecki K., Godlewska M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 6

161-165

EN

This paper presents an electrothermal model of ferromagnetic cores dedicated for SPICE software. The form of this model, dedicated to be used in power electronics applications, is presented and the procedure of estimating magnetic, geometric and thermal parameters of the presented model is proposed. The correctness of the proposed model is verified by comparing the calculated and measured characteristics of the selected ferromagnetic cores operating at different values of flux density, frequency, ambient temperature and cooling conditions. The satisfied agreement between the results of calculations and measurements is obtained.

PL

W pracy zaproponowano elektrotermiczny model rdzeni ferromagnetycznych dla programu SPICE, dedykowany do analizy układów energoelektronicznych. Przedstawiono postać modelu oraz sposób wyznaczania jego parametrów magnetycznych, geometrycznych oraz cieplnych. Poprawność prezentowanego modelu została zweryfikowana przez porównanie obliczonych i zmierzonych charakterystyk wybranych rdzeni wykonanych z różnych materiałów i pracujących przy różnych wartościach indukcji pola magnetycznego, częstotliwości i temperatury otoczenia oraz przy różnych warunkach chłodzenia. We wszystkich przypadkach uzyskano dobrą zgodność między wynikami obliczeń i pomiarów.

5

Modelowanie cewki z rdzeniem ferrytowym w programie SPICE z uwzględnieniem samonagrzewania

Górecki K.

Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji

|

2003

|

Vol. 49, z. 3

389-404

PL

W pracy zaproponowano nowy elektrotermiczny model cewki z rdzeniem ferromagnetycznym, bazujący na izotermicznym modelu Jilesa - Athertona. Opracowany model uwzględnia takie właściwości rdzenia ferromagnetycznego jak pętla histerezy, nasycenie rdzenia, temperatura Curie oraz samonagrzewanie, spowodowane stratami energii zarówno w rdzeniu, jak i w uzwojeniu. Nowy model zaimplementowano w programie SPICE w postaci podukładu i porównano wyniki obliczeń z danymi katalogowymi. Niezbędne wartości parametrów elektrycznych i termicznych wyznaczono na podstawie odpowiednich pomiarów oraz danych katalogowych materiałów ferromagnetycznych.

EN

Coils are electronic devices which are often used in electronic small - power circuits, for example in filters, and also in high - power circuits, for example in switched dc-dc converters. The use of a ferromagnetic cores makes it possible to diminish the dimensions of a the coil, but is causes nonlinearity of their characteristics simultaneously. Due to the temperature effects, the strong temperature dependences of the coil characteristics are observed. In considerations presented in the paper the inner temperature of the coil, understood as the sum of the ambient temperature and the component resulting from selfheating, is taken into account. The aim of this paper is to formulate the model of the coil with the ferromagnetic core for SPICE. Unfortunately, the isothermal model (i.e. without selfheating taken into account) of the coil with the ferromagnetic core, used in the popular software SPICE for the analysis of electronic circuits, omits the influence of temoerature on the characteristics and the parameters of the core. In the paper the new electrothermal model of the coil with the ferromagnetic core (EMCR) designed for this software is proposed. The strategy of the formulation of EMCR model is the same as for the electrothermal models of semiconductor devices. According to this strategy, the coil isothermal model with the parameters dependent on temperature, based on the literature Jiles - Atherton model was elaborated at first. Next, the lumped thermal model which takes into account the power losses, both in the coil and in the core, resulting from selfheating in both coil components and additionally, the mutual thermal interactions between them was formulated. EMCR includes the most important properties of the ferromagnetic core, as the hysteresis of B(H) characteristic, the saturation of the core, Curie temperature and selfheating caused by energy losses, both in the core and in the coil, respectively. The new EMCR model was implemented into SPICE software using a proper constructed subcircuit. Because of the limitations of SPICE software, some dependencies, existing in EMCR describing for example the power losses in the core realised by the special subcircuits. The lumped thermal model is represented by its electrical analog, consisting of the current sources representing power dissipated in the core and in the coil, and RC networks representing own transient thermal impedances of the coil and of the core, and the mutual transient thermal impedances between them. At first, some isothermal calculations of the coil with the core characteristics using EMCR model and SPICE built-in model were performed with the ambient temperature as a parameter, without selfheating taken into account. The correctness of these calculations was compared with the catalogue data. The parameter values of the model were estimated on the basis of the catalogue data and the proper measurements. As it results from the investigations performed at the room temperature, the calculation results obtained with the use of both model fit well to the data, given in the catalogue. In the wide range of the ambient temperature only the results obtained with the use of EMCR fit well to the data, because SPICE built-in model of the ferromagnetic core does not include the influence of temperature on its characteristics and parameters. Additionally, the electrothermal analyses of the coil with the core characteristics using EMCR model were performed. The results of these analyses show the strong influence of selfheating on the characteristics of the coil with the ferromagnetic core. This influence is observed as the decrease of the value of the coil inductance or the loss of ferromagnetic properties of the core as the result of exceeding Curie temperature. Of course, the change of the characteristics and parameter values of the coil as the result of selfheating can influence the characteristics of switched dc-dc converters.