Kann Lack die Leistung des Luftspalts in einem SMPS-Transformator beeinträchtigen?

In der Vergangenheit habe ich mehrere Schaltnetzteile mit handelsüblichen Transformatoren gebaut, indem ich einfach die Datenblatteigenschaften verwendet habe, ohne mich zu sehr um ihre Konstruktion kümmern zu müssen, aber ich arbeite im Moment an einem Flyback-Design, für das kein leicht verfügbares Produkt verfügbar ist tun, also beschloss ich, meine eigene zu wickeln.

Ich habe einige ungespaltene Ferritkerne, die ich abschleifen muss, um die Lücke zu schaffen, die ich benötige. Ich kann ziemlich bequem berechnen, wie groß diese sein muss, aber ein kleines Detail ist mir aufgefallen – ich frage mich, ob die Einführung von Lack dies beeinflussen wird Verhalten des Luftspalts (vorausgesetzt, dass Lack in den Spalt gelangen kann, wenn ich das Ganze darin tauche). Ich habe nirgendwo eine Erwähnung darüber gesehen, ich frage mich, ob es daran liegt, dass es keine Rolle spielt oder weil ich an den falschen Stellen suche. Ich bin kein Experte für Magnetik, also möchte ich mich nicht auf meine vage Intuition verlassen, aber ich habe die folgende Gleichung für den Fluss ϕ in einem gespaltenen Transformatorkern:

ϕ = A N ich l C / μ C + l G / μ G

Hier N ist die Anzahl der Windungen, ich ist der Strom durch jede Windung, l C Und l G sind die effektiven Weglängen im Kernmaterial bzw. Spalt, μ C Und μ G sind die Permeabilitäten des Kernmaterials bzw. des Spalts (letzteres ist praktisch μ 0 wenn es Luft ist) und die effektive Querschnittsfläche A wird sowohl für das Kernmaterial als auch für den Spalt als konstant angenommen (unter Vernachlässigung von Fransen). All dies setzt natürlich voraus, dass der Kern nicht gesättigt ist.

Ich dachte, ich kann die Gleichung neu anordnen, um die Auswirkung der Lücke direkter zu sehen:

ϕ = A N ich μ C / l C 1 + l G / l C μ C / μ G

Das Verhältnis der Spaltlänge zur effektiven Länge im Kern l G / l C liegt irgendwo in der Größenordnung von 10 2 , und (unter der Annahme, dass die Lückendurchlässigkeit in der Größenordnung von liegt μ 0 ) das Verhältnis μ C / μ G wird irgendwo in der Größenordnung von sein 10 3 . Daher der kombinierte Begriff l G / l C μ C / μ G >> 1 , so dass - nur zur groben Vereinfachung - die Gleichung wie folgt angenähert werden kann:

ϕ A N ich μ G l G

Dies zeigt, dass sich der Magnetkreis für den gegebenen ungefähren Bereich von Spaltgrößen und magnetischen Eigenschaften (fast) so verhält, als ob er nur aus dem Luftspalt bestünde, aber relevanter für das aktuelle Thema, zu dem der Fluss nahezu proportional ist μ G . Ich nehme an, dass dies sinnvoll ist, da der Kern in diesem Szenario im Wesentlichen als magnetischer Kurzschluss fungiert - die sich daraus ergebende Frage ist jedoch, ob der Spalt unter der Annahme berechnet wird, dass er Luft mit einer sehr nahen Permeabilität enthält μ 0 , was passiert, wenn ich den Trafo in Isolierlack tauche? Wenn der Lack in den Spalt gelangt, verändert er die effektive Durchlässigkeit im Spalt? Die magnetische Permeabilität scheint keine häufig aufgeführte Eigenschaft in Datenblättern für Isolierlacke zu sein, und ich weiß nicht genug über Magnetik, um bequem davon auszugehen, dass die Permeabilität von Lack nahe daran liegen würde μ 0 . Ist das eine gültige Annahme, oder fehlt hier etwas? Wenn es gültig ist, passiert vielleicht irgendetwas Komisches bei höheren Frequenzen, das diese effektiven Materialeigenschaften beeinflussen würde?

Vielen Dank!

+1 Gute Frage. Was Spehro sagt (er hat meistens Recht :-) ). Gefallen hat mir das oft nicht realisierte " ... für den gegebenen ungefähren Bereich von Spaltgrößen und magnetischen Eigenschaften verhält sich der Magnetkreis (fast) so, als bestünde er nur aus dem Luftspalt ...". dh ja, für Energiespeicherzwecke ist der Rest des Kerns "fast nicht da" und der Luftspalt ist das, worum es geht.
Die Frage ist also im Grunde - was ist die Durchlässigkeit von Lack?
@RussellMcMahon - danke, gut zu wissen, dass meine Arbeitsweise mit der Realität übereinstimmt!
@Andyaka- Ich nehme an, das war ein großer Teil davon, aber im Allgemeinen sollte ich mir darüber im Klaren sein, ob das Einbringen von Lack etwas mit dem Luftspalt zu tun hat (da der Luftspalt das Verhalten des Magnetkreises dominiert, wollte ich das sicherstellen was auch immer da drin ist, wirkt wirklich wie Luft!)

Antworten (1)

Seien Sie versichert, dass Sie sicher davon ausgehen können, dass die magnetische Permeabilität von Lack nahe genug an der von Luft oder Vakuum liegt ( μ R 1 ), und ja, die Lückengröße wird typischerweise viele der Eigenschaften dominieren.

Siehe zum Beispiel diese Seite, insbesondere die nichtmagnetischen Materialien am Ende der Tabelle. Wenn Ihr Lack nicht mit Metall- oder Ferritpulver beladen ist, sollte es Ihnen gut gehen.

Danke dafür, das ist gut zu wissen. Ich habe die Tabelle in diesem Wikipedia-Artikel tatsächlich gesehen, bevor ich meine Frage gestellt habe, aber als ich dies tat, hat mich dies von nichts anderem überzeugt als der Tatsache, dass die Durchlässigkeit vieler Materialien nahe bei liegt μ 0 , da es sich nur um eine Liste sehr gebräuchlicher Materialien handelte, sah ich keine Möglichkeit, dies auf eine ganz bestimmte Verbindung anzuwenden (in meinem Fall ist der Lack, den ich habe, Methylethylketoxim). Darf ich fragen, nur zu meiner eigenen Beruhigung, was es sicher macht anzunehmen, dass der Lack in diese Kategorie fällt?
Alles, was eine hohe Permeabilität hat, wird von einem Permanentmagneten angezogen. Alles andere ist ungefähr 1 relative Permeabilität, außer Supraleiter, die von einem Magneten abgestoßen werden.
Genial, danke. Tut mir leid, dass Sie es für mich buchstabieren müssen, dies ist eine Ecke der Physik, für die ich leider noch nicht die Zeit hatte, sie richtig zu studieren. Alles macht aber Sinn!
Die Permeabilität allein garantiert nicht, dass das Material für ein sich änderndes Magnetfeld wie in einem Transformator "unsichtbar" ist - das Material sollte auch nicht leitend sein, um erhebliche Wirbelströme zu vermeiden, wie sie bei Metallen auftreten können. Glücklicherweise erfüllt der Lack beide Kriterien.
Ah, das ist die Art von Dingen, nach denen ich am Ende meiner Frage zu fragen versucht habe, indem ich häufige Verhaltensänderungen erwähnt habe (obwohl ich zugegebenermaßen angedeutet habe, dass ich nach Änderungen in Eigenschaften suche, was natürlich nicht immer dasselbe ist). Ich stellte mir vor, dass so etwas passieren könnte, war mir aber nicht sicher, was und wollte nicht raten ... mein Hintergrund in der Wellentheorie liegt in der Akustik, also versuche ich, der Tendenz zu widerstehen, extrapolierte Vermutungen aus diesem Bereich auf EM anzuwenden, wo ich bin immer noch ein Amateur und ersetze es stattdessen nach und nach durch tatsächliches Wissen. Danke für die Klarstellung!