Время "выключения" магнитного поля

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Онлайн simskif

  • Группа Vad_2
  • Ветеран
  • ****
  • Сообщений: 763
Доброго времени суток. Чтобы не спрашивать у каждого из собравшихся тут лично, решил спросить в отдельной теме.

Столкнулся я тут с вроде бы обычной практической задачей, которую "в лоб" из-за недостатка информации решить мне не удалось, потому решил спросить у знающих людей.
Ситуация такая- таймер на микросхеме через ключевой транзистор управляет включением и выключением мощного реле, которое коммутирует некую нагрузку. И вот понадобилось точно вычислить время как срабатывания этого реле, так и его отключения, т.е. реально оценить быстродействие системы. И наткнулся на очевидный факт, когда типовое решение- шунтирование обмотки реле обратным диодом для срезания выброса ОЭДС- довольно значительно увеличивает время отпускания контактов реле. Логично- ток в индуктивности не может мгновенно исчезнуть, потому и течет по этой же обмотке дальше при снятии питания через диод. Но когда этот диод отключаем, то импульс ОЭДС на выводах реле достигает значительной величины (все в соответствии с формулой Е=-L*dI/dt), во много раз превышающей исходные 12 вольт питания, но ярмо реле при этом отпускается намного, в разы, быстрее. Да, можно поставить более высоковольтный ключ, и скорость увеличится, но опять-таки хотелось бы знать, до каких пределов.

Но мне все же хотелось бы как-то рассчитать именно время "схлопывания" магнитного поля в сердечнике реле с короткозамкнутыми выводами после снятия импульса (через диод) или же со свободными выводами (сопротивление изоляции, скажем, 10 МОм). Есть такая методика расчета или какие-то конкретные формулы? Предварительный поиск по книгам и онлайн-ресурсам мало что дал- система обрастает громоздкими дифуравнениями, слабо связанными с реальностью переходных процессов. Ну или все сводится к рекомендательным таблицам типа той, что даю в приложении.

В моем понимании, должна существовать более простая методика расчета таких вещей. Кто из форумчан может подсказать?

Тема, оказывается, намного более глубокая, охватывающая еще и всем известную петлю гистерезиса, на графике которой, увы, отсутствует третья координата- время! Работа катушки зажигания автомобиля тому пример - фактически ВВ-обмотка работает на разомкнутые контакты, и время, за которое магнитное поле в сердечнике уменьшается до своего нуля (ну практически до значения остаточной намагниченности, ограниченной свойствами ферромагнитного наборного сердечника), но оно ведь тоже наверняка конечно, и не может быть меньше (быстрее) какой-то определенной величины! Вопрос лишь- до какой именно?
Ограничения на максимальную частоту вращения роторов двигателей постоянного тока тоже ведь отсюда- чтобы петля гистерезиса успевала за увеличивающейся скоростью коммутации ламелей на коллекторе.

В общем, если знаете, как это рассчитывается- буду благодарен за материалы и ссылки!

Оффлайн admin

  • Администратор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 7438
Aleksandr Andrejkow:
Надо учитывать паразитные ёмкости... При отключении возникают колебания, которые и поддерживают в катушке магнитное поле.
Попробуйте опытным путём на катушке короткозамкнутый виток. Может это поможет ускорению рассеяния энергии магнитного поля.

Онлайн simskif

  • Группа Vad_2
  • Ветеран
  • ****
  • Сообщений: 763
Нет, к сожалению. Как раз КЗ-виток (или сама обмотка реле, закороченная диодом или просто перемычкой) и является самым сильным и долгим тормозом спада магнитного поля. А вот свободные колебания позволяют в какой-то степени ускорить размагничивание сердечника, пример тому- работа петель размагничивания для разных приборов.
Есть даже предположение, что генератор Хаббарда работал на том, что при закорачивании одной из обмоток на каждом керне магнитное поле как бы "консервировалось", чтобы на следующем такте слить свою энергию в соседний сердечник.

Но мне хотелось бы узнать именно зависимость времени спада магнитного поля от индуктивности и сопротивления катушки.