Как по индуктивности изготовить катушку: Изготовление катушек индуктивности своими руками. Как наматывают катушки индуктивности? Опыты с катушкой

Способ изготовления катушек индуктивности

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к технологии изготовления катушек индуктивности, применяемых в радиотехнических устройствах различного назначения.

С наибольшим положительным эффектом изобретение может быть использовано при изготовлении катушек индуктивности для фильтров гармоник мощных высокочастотных радиопередатчиков, когда необходимо, чтобы катушки индуктивности обеспечивали прохождение через них большого тока с минимальными потерями, то есть имели бы высокую добротность, а также обеспечивали возможность подстройки величины индуктивности.

Известен [1] способ изготовления катушек индуктивности, включающий рядовую цилиндрическую намотку провода на сборный каркас и отличающийся повышенной сложностью изготовления каркаса и выполнения намотки. Кроме того, изготовленная таким способом катушка индуктивности не обеспечивает возможности подстройки индуктивности.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ изготовления катушек индуктивности, предложенный в [2] и включающий рядовую цилиндрическую намотку провода на оправку с последующим скреплением витков обмотки при помощи каркаса.

Существенный недостаток прототипа заключается в том, что известный технологический процесс не обеспечивает катушкам индуктивности высокие эксплуатационные возможности, так как ограничивает возможность прохождения через катушку индуктивности большого тока. Это обусловлено тем, что обмотка катушки индуктивности, изготовленной данным способом, размещена внутри кольцевого каркаса, что препятствует ее охлаждению. Еще одним существенным недостатком известного способа изготовления катушек индуктивности является то, что он не обеспечивает возможности подстройки индуктивности.

Задача изобретения – повышение эксплуатационных возможностей катушек индуктивности и обеспечение возможности подстройки индуктивности.

Указанная задача решается тем, что в способе изготовления катушек индуктивности, включающем рядовую цилиндрическую намотку провода на оправку с последующим скреплением витков обмотки при помощи каркаса, скрепление витков обмотки осуществляют при помощи каркаса, выполненного в виде диэлектрической пластины с двумя рядами пазов по краям для провода, путем ее вращательно-поступательного перемещения внутри обмотки по винтовой линии, образованной витками обмотки, с последующим дополнительным скреплением витков обмотки с пластиной при помощи клея, при этом оба взаимно противоположных ряда пазов на пластине выполняют с шагом, равным шагу намотки, причем один ряд пазов сдвигают относительно другого ряда пазов на половину шага. При этом пластину по длине выполняют выступающей за торцевые поверхности обмотки, а по ширине – равной внутреннему диаметру обмотки и снабжают отверстиями для крепления, причем расстояние между взаимно противоположными пазами в нижней их части также равно внутреннему диаметру обмотки.

Пазы по краям пластины выполняют полукруглой формы с радиусом, превышающим радиус сечения провода или прямоугольной формы с шириной, превышающей диаметр провода.

На фиг. 1 изображена в двух проекциях обмотка 1 катушки индуктивности после намотки провода диаметром d_п с шагом t на стержневую оправку. Внутренний диаметр обмотки 1 равен D.

На фиг. 2 представлена катушка индуктивности после скрепления с каркасом. Катушка индуктивности содержит обмотку 1 из провода и каркас, выполненный в виде диэлектрической пластины 2 с двумя рядами пазов по краям для провода.

На фиг. 3 показана диэлектрическая пластина 2 шириной D с двумя рядами пазов 3 полукруглой формы с радиусом r, расположенными по краям пластины с шагом t. При этом радиус r больше радиуса сечения провода r_п, так как провод проходит через паз под некоторым углом, причем один ряд пазов сдвинут относительно другого ряда пазов на половину шага. На фиг. 4 показана диэлектрическая пластина 2 шириной D с пазами 4 прямоугольной формы с шириной b, расположенными по краям пластины с шагом t, при этом ширина b пазов больше диаметра провода d_п на некоторую величину, учитывающую наклон провода при прохождении его через паз. В обоих вариантах диэлектрической пластины один ряд пазов сдвинут относительно другого ряда пазов на половину шага, при этом расстояние между взаимно противоположными пазами в нижней их части, так же, как и ширина пластины в торцевых частях, равно внутреннему диаметру D обмотки, но с минусовым допуском, достаточным для осуществления процесса вкручивания диэлектрической пластины 2 в обмотку 1. Диэлектрическая пластина 2 снабжена отверстиями 5 для крепления катушки индуктивности.

Предлагаемый способ изготовления катушек индуктивности осуществляется следующим образом.

На стержневую оправку, имеющую в сечении круг, наматывают рядовую обмотку 1 с требуемым зазором между витками, примерно соответствующим заданному шагу t намотки. Затем снимают обмотку с оправки и скрепляют ее с каркасом, выполненным в виде диэлектрической пластины 2 с двумя рядами пазов 3 или 4 по краям для провода, путем ее вращательно-поступательного перемещения внутри обмотки 1 по винтовой линии, образованной витками обмотки.

После установки обмотки 1 в средней части диэлектрической пластины 2 осуществляют дополнительное скрепление витков обмотки 1 с диэлектрической пластиной 2 при помощи клея.

Заявленный способ изготовления катушек индуктивности имеет более простую технологию по сравнению с известными, а по сравнению с прототипом обеспечивает более высокие эксплуатационные возможности катушкам индуктивности благодаря их очень хорошей “продуваемости” в случае принудительного воздушного охлаждения. При этом повышается допустимый уровень тока, проходящего через катушки индуктивности. Существенным преимуществом заявленного способа изготовления катушек индуктивности перед прототипом при его применении является высокая точность получения заданной величины индуктивности, так как имеется возможность изменить межвитковые зазоры в тех частях обмотки, которая не скреплена с каркасом, то есть осуществить подстройку индуктивности.

Источники информации

1. Патент RU №2308108 C2, кл. H01F 41/08, 2005 г.

2. Авторское свидетельство СССР №1064330 A, кл. H01F 41/08, 1982 г.

Типы катушек индуктивности

Катушкой индуктивности называется пассивный компонент, представляющий собой деталь имеющую обмотку в виде изолированной спирали, которая обладает свойством способным концентрировать переменное магнитное поле. Катушки индуктивности, в отличие от унифицированных резисторов и конденсаторов, являются нестандартными изделиями, а их конфигурация определяется из расчёта на определённое устройство.

Катушки индуктивности обладают характерными параметрами такими как: собственная емкость, добротность, индуктивность и температурная стабильность.

Величина индуктивности катушки прямо пропорциональна габаритным размерам и числу её витков. Индуктивность также зависит от материала сердечника устанавливаемого в катушку и применяемого экрана.

Катушка индуктивности без отводов

Катушка индуктивности с отводами

Вводя в катушку индуктивности стержень, который может быть изготовлен из, феррита, магнетита, железа и т.д. ее индуктивность заметно увеличивается. Подобное свойство позволяет уменьшить общее количество витков катушки и получить требуемую индуктивность. Индуктивность катушки можно регулировать поворотом резьбового сердечника.

В диапазоне коротких волн ( KB ) и ультра коротких волн ( УКВ ) используются катушки с относительно малой индуктивностью. В таких катушках монтируются латунные или алюминиевые сердечники, которые позволяют регулировать индуктивность в пределах плюс минус пяти процентов.

На величину активного сопротивления влияет сопротивление самой обмотки катушки и сопротивлением, из-за потерь электрической энергии в каркасе, сердечнике, экране. Чем меньше величина активного сопротивление, тем выше добротность катушки, а следовательно и ее качество.

Катушка индуктивности магнитодиэлектрическим сердечником

Катушка индуктивности с ферритовым и ферромагнитным сердечником

Индуктивность с диамагнитным сердечником (медь, алюминий, латунь)

Витки катушки, зачастую разделяются слоем изоляции, и тем самым образуют элементарный конденсатор, обладающий некоторой емкостью. Между отдельными слоями многослойных катушек индуктивности неизбежно образуется ёмкость. Из этого следует, что помимо индуктивности, катушки обладают некоторой емкостной величиной. Наличие собственной емкости катушки является нежелательным фактором, и ее, как правило, стараются уменьшить. Для этих целей используются различные конструкции форм каркасов катушек и специальные технологии намотки провода.

Катушки индуктивности, как правило, наматываются медным проводником, покрытым эмалевой или эмалево-шелковой изоляцией. В случае если требуется намотать катушки для ( ДВ ) длинноволнового и ( СВ ) средневолнового диапазонов используют одножильные проводники типов ПЭЛШО, ПЭЛШД, ПЭЛ, ПЭТ и др. а для ( KB ) коротковолнового и ( УКВ ) ультракоротковолнового диапазонов обычно наматывают проводники одножильного сечения типов ПЭЛ, ПЭЛУ, ПЭТ и др.

Технология намотки катушек индуктивности может быть различного исполнения. Имеется несколько наиболее распространённых способов укладки провода, это может быть сплошная намотка или с шагом, намотка навалом, а так же типа «универсаль».

Намотка в один слой применяется для изготовления катушек, которые работают в диапазоне коротких и ультракоротких волн. Как правило, индуктивность подобных катушек составляет от нескольких десятков до 500 мкГ. Каркас однослойных катушек имеет цилиндрическую форму и изготовляется из разнообразных материалов с диэлектрическими свойствами.

В случае если требуется получить достаточно большую индуктивность катушки( свыше 500 мкГ), оставляя её минимальные размерные параметры, применяют намотку несколькими слоями. Подобные катушки имеют большую внутреннюю емкость и для ее уменьшения провод укладывают в навал или типа «универсаль».

Катушка с изменяющейся индуктивностью

Катушка с подстройкой

Экранированная индуктивность

Дроссель

Дроссель, это та же катушка индуктивности, которая обладает большим сопротивлением переменному и малым сопротивлением постоянному току. Дроссели используются в качестве электронных компонентов в различных электротехнических и радиотехнических приборах и устройствах.

В радиоэлектронной аппаратуре применяются высокочастотные и низкочастотные дроссели. Дроссели изготовляют с однослойной навивкой, или укладкой проволоки типа «универсаль». Дроссели так же наматываются по секциям, чтобы уменьшить собственную емкость.

Обозначение дросселей на принципиальных схемах производится аналогично катушкам индуктивности и выглядит в виде четырех полуокружностей соединенных между собой.

катушка индуктивности, способ ее изготовления и приспособление для его осуществления – патент РФ 2120148

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в антенносогласующих устройствах и узлах настройки радиопередатчиков. Сущность изобретения состоит в том, что катушка индуктивности выполнена в виде n спиральных катушек с витками некруглой формы, которые намотаны единым куском неизолированного провода и размещены на сборном каркасе, состоящем из двух панелей, соединенных гребенками, в каждом из пазов которых зафиксированы витки одной из спиральных катушек, а также диэлектрическими стержнями, предназначенными для фиксации шага между витками спиральных катушек. При этом, согласно данному изобретению, намотка спиральных катушек с нечетными номерами осуществлена от внутреннего витка к внешнему, а намотка спиральных катушек с четными номерами – от внешнего витка к внутреннему. Приспособление для изготовления катушки индуктивности состоит из набора прокладок и пластин разного размера. Пластины выполнены со скругленными углами толщиной, равной диаметру провода катушки, и закреплены вместе с прокладками на стержне. Обмотку катушки индуктивности навивают на данное приспособление, затем удаляют стержень с прокладками и пластинами, сжимают спиральные катушки, укладывая каждую из них в соответствующие пазы гребенок, между витками спиральных катушек устанавливают диэлектрические стержни, располагая их, а также выступы гребенок в пазах панелей, и закрепляют диэлектрические стержни и гребенки в пазах панелей с помощью клея. Данное изобретение направлено на повышение стабильности параметров катушки индуктивности при снижении ее массогабаритных характеристик. 3 с. п. ф-лы, 3 ил. Рисунок 1, Рисунок 2

Формула изобретения

1. Катушка индуктивности, содержащая n последовательно соединенных спиральных катушек, отличающаяся тем, что спиральные катушки некруглой формы намотаны единым куском неизолированного провода и размещены в сборном каркасе, состоящем из двух панелей, соединенных гребенками, в каждом из пазов которых зафиксированы витки одной из спиральных катушек, а также диэлектрическими стержнями, предназначенными для фиксации шага между витками спиральных катушек, при этом спиральные катушки с нечетными номерами намотаны от внутреннего витка к внешнему, а спиральные катушки с четными номерами – от внешнего витка к внутреннему. 2. Способ изготовления катушки индуктивности, согласно которому витки катушки некруглой формы навивают на каркас, отличающийся тем, что витки навивают с образованием n последовательно соединенных спиральных катушек на каркас, включающий набор пластин и прокладок разного размера, размещенных на стержне, затем стержень удаляют, спиральные катушки сжимают, укладывая каждую из них в соответствующие пазы гребенок, между витками спиральных катушек устанавливают диэлектрические стержни, располагая их, а также крепежные выступы гребенок в пазах панелей, закрепляют стержни и гребенки в пазах панелей с помощью клея. 3. Приспособление для изготовления катушки индуктивности, содержащее набор пластин, отличающееся тем, что оно снабжено набором прокладок и стержнем, наборы включают пластины и прокладки разного размера, пластины выполнены с отверстием в центре, со скругленными углами и толщиной, равной диаметру провода изготавливаемой катушки, и определяют геометрию и размеры отдельных витков спиральных катушек, при этом на одном из углов каждой пластины выполнен выступ высотой, равной шагу между витками спиральных катушек для осуществления перехода с одного витка на другой большего или меньшего размера, отверстия в центре пластин по форме и размерам совпадают с поперечным сечением стержня для размещения и закрепления на нем пластин сначала в порядке возрастания их размеров от наименьшего к наибольшему, а затем уменьшения от наибольшего к наименьшему и так далее, при этом между пластинами на стержне расположены прокладки, выступающие за края пластин, не имеющих выступа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в антенносогласующих устройствах и узлах настройки радиопередатчиков. Известна однослойная катушка индуктивности [1]. Недостатками такой катушки являются ее большие габариты и масса при заданной индуктивности. Известна также катушка индуктивности, состоящая из n последовательно соединенных спиральных катушек с витками круглой формы [1]. Однако соединение отдельных спиральных катушек в набор и сложность выполнения одинаковыми витков круглой формы с изменяющимся диаметром приводят к разбросу параметров данной катушки при ее изготовлении, а также не обеспечивают требуемой стабильности в процессе эксплуатации. Известен способ изготовления катушки индуктивности, заключающийся в намотке многогранных витков на ребристый каркас [2]. Указанный способ не может быть применен для решения поставленной задачи, так как не позволяет формировать спиральные катушки с заданной формой витков
Известно приспособление для навивки обмотки с витками некруглой формы, включающее набор пластин. Однако оно не может быть использовано для изготовления обмоток, содержащих витки разного размера. Единым техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемой группы изобретений, является повышение стабильности параметров катушки индуктивности при снижении ее массогабаритных характеристик. Указанный технический результат достигается за счет конструктивного исполнения катушки индуктивности в виде n спиральных катушек с витками некруглой формы, которые намотаны единым куском неизолированного провода и размещены на сборном каркасе, состоящем из двух панелей, соединенных гребенками, в каждом из пазов которых зафиксированы витки одной из спиральных катушек, а также диэлектрическими стержнями, предназначенными для фиксации шага между витками спиральных катушек. При этом намотка спиральных катушек с нечетными номерами осуществлена от внутреннего витка к внешнему, а намотка спиральных катушек с четными номерами – от внешнего витка к внутреннему. Отличительными признаками предлагаемой катушки индуктивности являются форма витков, намотка катушки единым куском провода, последовательность намотки, а также размещение витков на сборном каркасе, который позволяет жестко зафиксировать как шаг между витками спиральных катушек, так и расстояние между ними. Благодаря наличию этих признаков становится возможной реализация катушки индуктивности, характеризующейся высокой стабильностью параметров и относительно небольшими габаритами при заданной величине индуктивности. На фиг. 1 представлен вариант предлагаемой катушки индуктивности. Катушка индуктивности состоит из 6 спиральных катушек 1…6, намотанных единым куском неизолированного провода, содержащих по три витка квадратной формы. Намотка спиральных катушек 1, 3, 5 выполнена от внутреннего витка к внешнему, а намотка спиральных катушек 2, 4, 6 – от внешнего витка к внутреннему. Спиральные катушки 1…6 размещены на сборном каркасе, представляющем собой две панели 7, соединенные с трех сторон гребенками 8 (на фиг. 1 показаны две из них) и диэлектрическими стержнями 9. В пазах гребенок 8 зафиксированы витки спиральных катушек 1…6. Диэлектрические стержни 9 фиксируют шаг между отдельными витками спиральных катушек 1…6. Способ изготовления катушки индуктивности заключается в следующем. Обмотку навивают с образованием n спиральных катушек на ребристый каркас, включающий набор пластин и прокладок разного размера, размещенных на стержне, затем стержень удаляют, обмотку сжимают, укладывая каждую из спиральных катушек в соответствующие пазы гребенок, между витками спиральных катушек устанавливают диэлектрические стержни, располагая их, а также крепежные выступы гребенок в пазах панелей, закрепляют стержни и гребенки в пазах панелей с помощью клея. При изготовлении катушки индуктивности используется приспособление, состоящее из набора пластин со скругленными углами толщиной, равной диаметру провода катушки, определяющих геометрию и размеры отдельных витков спиральных катушек и имеющих на одном из углов выступ высотой, равной шагу между витками спиральных катушек для осуществления перехода с одного витка на другой большего или меньшего размера, а в центре – отверстие, по форме и размерам совпадающее с поперечным сечением стержня, приспособленного для размещения и закрепления на нем пластин сначала в порядке возрастания их размеров от наименьшего к наибольшему, затем уменьшения от наибольшего к наименьшему и так далее, при этом между пластинами, размещенными на стержне, расположены прокладки, выступающие относительно краев пластин, не имеющих выступа. На фиг. 2 показано приспособление для изготовления катушки индуктивности, состоящее из набора пластин 10 со скругленными углами толщиной, равной диаметру провода катушки. Пластины определяют геометрию и размеры отдельных витков спиральных катушек 1…6 и имеют на одном из углов выступ высотой равной шагу между витками спиральных катушек 1…6 для осуществления перехода с одного витка на другой большего или меньшего размера. В центре каждой пластины 10 имеется отверстие, по форме и размерам совпадающее с поперечным сечением стержня 11, приспособленного для размещения и закрепления на нем пластин 10 сначала в порядке возрастания их размеров от наименьшего к наибольшему, затем уменьшения от наибольшего к наименьшему и так далее. Между пластинами 10, размещенными на стержне 11, расположены прокладки 12, выступающие относительно краев пластин 10, не имеющих выступа. Прокладки 12 служат для предотвращения соскальзывания намотанных на пластины 10 витков. На фиг. 2а изображен набор пластин и прокладок для изготовления катушки индуктивности, изображенной на фиг. 1. На фиг. 2б показано приспособление в сборе. Источники информации
1. Харинский А. Л. Основы конструирования элементов радиоаппаратуры. – Энергия, Ленинградское отделение, 1971. 2. А.С. N815771, кл. H 01 F 17/02, H 01 F 41/04.

Сердечники катушек индуктивности – выбор материала и формы

Автор: Mark A. Swihart, Менеджер отдела прикладной техники Magnetics Inc, отделение Spang&Co. Питтсбург, Пенсильвания, США.

Резюме: Внимательное рассмотрение характеристик силовых катушек индуктивности часто является ключевым фактором успешного конструирования компактных и экономичных преобразователей с высоким к.п.д. Во многих вариантах применения катушек индуктивности порошковые сердечники обладают явными преимуществами в сравнении с сердечниками, изготовленными из других материалов – таких, как ферриты или стальные ламинаты. В распоряжении разработчика имеется множество вариантов выбора материала и формы порошкового сердечника, каждый из которых является выбором компромисса по таким характеристикам, как величина потерь, стоимость, габариты и простота намотки. Кроме того, при изменении критериев конструирования изменяется комбинация преимуществ и недостатков каждого из материалов для порошкового сердечника. Понимание этих преимуществ и недостатков необходимо для осуществления правильного выбора.

Катушка индуктивности является устройством, фильтрующим ток. Создавая препятствия прохождению тока, фильтрующая катушка индуктивности фактически накапливает электрическую энергию по мере того, как переменный ток нарастает в каждом цикле, и высвобождает данную энергию, когда ток спадает до минимума. В силовых катушках индуктивности требуется наличие воздушного зазора внутри конструкции сердечника. Назначение воздушного зазора состоит в накапливании энергии и в предотвращении насыщения сердечника при нахождении его под нагрузкой. В иной формулировке, назначение воздушного зазора состоит в том, чтобы уменьшать и регулировать эффективную магнитную проницаемость магнитной конструкции. Поскольку μ = B/H, то уменьшение μ означает увеличение H (то есть, рост электрического тока), который поддерживается при уровне B, меньшем максимально допустимого значения магнитной индукции (B_sat), являющегося внутренней (природной) характеристикой заданного магнитного материала.

Существует общее ограничение, связанное с узкими пределами изменений индукции насыщения Bsat. Физика мягких магнитных материалов такова, что значение B_sat материалов, доступных на современном рынке, составляет примерно от 0,3T до 1,8T. В наиболее экзотичном имеющемся материале, каковым является сплав кобальта – железа – ванадия (супермендюр), это значение достигает 2,2T. Более высокие значения не существуют.

Воздушный зазор в силовых катушках индуктивности может быть распределенным или дискретным. Распределенные зазоры создаются в порошковых сердечниках. На микроскопическом уровне, гранулы порошка магнитного сплава отделяются одна от другой посредством изоляции связующим веществом или посредством высокотемпературной изоляции покрытия каждой гранулы. (Это не относится к уровню магнитных доменов; домены имеют размеры намного меньше размеров гранул порошкового сердечника). Распределение зазора по всей конструкции порошкового сердечника служит двум основным целям: (1) устраняются недостатки конструкции с дискретным зазором, каковыми являются резкое насыщение, краевые потери и электромагнитные помехи (EMI), и (2) регулируются потери от вихревых токов до такой степени, при которой сплавы с повышенным значением B_sat могут быть использованы на относительно высоких частотах, несмотря на относительно низкое значение объемного удельного сопротивления в сплаве.

Дискретные зазоры используются главным образом в ферритовых сердечниках. Основным функциональным преимуществом феррита являются низкие потери по переменному току в сердечниках при работе на высокой частоте, что объясняется более высоким удельным сопротивлением в керамическом материале по сравнению с металлическими сплавами. Ферриты находятся на нижнем конце существующей области значений B_sat, и они существенно смещаются в сторону дальнейшего понижения B_sat при повышении температуры. Конструкция с дискретным зазором приводит к созданию катушки индуктивности, в которой достигается точка резкого насыщения и при этом требуется большая габаритная высота в конструкции. Дискретные зазоры приводят также к получению катушек индуктивности, которые уязвимы к потерям от вихревых токов в обмотке вследствие краевого эффекта и имеют тенденцию к генерации электромагнитных помех (EMI). Дискретные зазоры используются также в аморфных и нанокристаллических ленточных сердечниках с ориентацией потока вдоль волокна, имеющих улучшенные показатели потерь по переменному току в сравнении с порошковыми сердечниками, но зачастую более дорогостоящих.

Разработчик катушки индуктивности должен выполнять требования по накапливанию энергии (величине индуктивности) и одновременно учитывать требования к суммарным потерям, рабочему объему, стоимости, электромагнитным помехам, температурным характеристикам, надежности и устойчивости к отказам.

Во многих случаях порошковые сердечники обладают явными преимуществами. При этом разработчик имеет множество вариантов выбора среди имеющихся порошковых сердечников.

Сердечники MPP (из мо-пермаллоевого (Molypermalloy) порошка) представляют собой тороидальные сердечники с распределенным воздушным зазором, изготавливаемые из порошкового материала, являющегося сплавом никеля, железа и молибдена. MPP обеспечивает самые низкие потери в сердечнике по сравнению с другими материалами для порошкового сердечника, но сердечники из данного сплава являются при этом самыми дорогостоящими ввиду высоких затрат на технологическую обработку и по причине 80-процентного содержания никеля в сплаве. Тороидальные сердечники из MPP выпускаются с наружными диаметрами от 3,5 мм до 125 мм.

Сердечники High Flux представляют собой тороидальные сердечники с распределенным воздушным зазором, изготавливаемые из порошкового материала, являющегося сплавом никеля с железом. Сплав High Flux содержит 50% никеля, по затратам на технологическую обработку сравним с MPP и по цене обычно выигрывает по сравнению с MPP примерно 5% – 25%. High Flux характеризуется более высокими потерями в сердечнике, нежели MPP и Kool Mμ, но благодаря своему повышенному значению B_sat сплав High Flux имеет оптимальное соотношение между магнитной проницаемостью и силой подмагничивания. Иными словами, повышенное значение B_sat трансформируется в оптимальную стабильность (самый низкий уровень сдвига) катушки индуктивности в условиях сильного подмагничивания постоянным током или при высоких пиковых значениях переменного тока. Как и сердечники из MPP, сердечники из сплава High Flux не получили широкого распространения в каких-либо геометрических формах, кроме тороидов.

Сердечники Kool Mμ®, или “сендаст”, представляют собой сердечники с распределенным воздушным зазором, изготавливаемые из порошкового материала, являющегося сплавом железа, алюминия и кремния. По характеристикам подмагничивания постоянным током материал Kool Mμ сравним с MPP. Отсутствие никеля в формуле сплава делает Kool Mμ намного более экономичным, чем MPP. Основной недостаток Kool Mμ состоит в том, что данный сплав имеет более высокие потери по переменному току, нежели MPP. Этот сплав призван служить практичной альтернативой в случаях, когда порошковое железо имеет слишком высокие потери (в типовых случаях при умеренных или высоких значениях частоты) и при этом использование MPP является слишком дорогостоящим. Сердечники из Kool Mμ выпускаются не только в форме тороидов, но и в виде E-сердечников, что позволяет в максимально возможной степени снизить затраты на намотку.

В таблице 1 приведены сравнительные данные о свойствах различных материалов для сердечников.

	MPP	High Flux	Kool Mμ	Железный порошок
Проницаемость	14 – 550	14 – 160	26 – 125	10 – 100
Насыщение (Bsat)	0,7 T	1,5 T	1,0 T	1,2 – 1,4 T
Максимальная температура (°C)	200	200	200
Потери в сердечнике по переменному току	Самые низкие	Высокие	Низкие	Самые высокие (и переменные)
Форма сердечника	Тороид	Тороид	Тороид, E-сердечник	Тороид, E-сердечник, другие формы

Сердечники из железного порошка имеют более высокие внутренние потери (потери в сердечнике), чем сердечники из MPP, High Flux или Kool Mμ, но обычно являются менее дорогостоящими. Железный порошок часто является оптимальным выбором для силовых катушек индуктивности, в которых не требуется максимально высокий к.п.д. и миниатюрные размеры, но критичным показателем является цена; этот выбор может быть оптимальным также при работе на очень низкой частоте или с очень малой амплитудой пульсаций переменного тока (что означает очень слабый магнитный поток от переменного тока и соответственно низкие потери по переменному току). Большинство сердечников из железного порошка содержит связующее вещество для изоляции между гранулами, и это вещество уязвимо к пробоям при работе с высокими температурами в течение длительного времени, поэтому разработчику может понадобиться учет кривых теплового старения для выбираемого железного порошка. Значения плотности штамповки (то есть, прижимных усилий сжатия) для железных порошков являются умеренно высокими, поэтому данные материалы обеспечивают возможность широкого разнообразия геометрических форм, включая тороидальные сердечники, E-сердечники, броневые сердечники, U-сердечники и стержневые сердечники. Для сердечников с очень сильными токами, но без необходимости работы на высоких частотах, крупногабаритный E-сердечник, U-сердечник или броневой сердечник из порошкового железа может оказаться единственным практически приемлемым вариантом.

Ферритовые сердечники с зазором являются альтернативой порошковым сердечникам при выборе вариантов конструирования. Как видно из рисунка 1, порошковые материалы насыщаются постепенно и при этом сохраняют полезную предсказуемую индуктивность даже при существенном нарастании тока нагрузки. Ферритовый сердечник с зазором сохраняет значение индуктивности, приближенное к значению при отсутствии подмагничивания, пока не происходит насыщение, при котором наблюдается резкое спадание индуктивности. При создании конструкций с ферритами для работы на повышенных температурах необходимо учитывать ряд дополнительных факторов. Как видно из рис. 2, мощность потока индукции любого силового феррита существенно уменьшается при повышении температуры; в то же время, мощность потока индукции порошковых сердечников фактически не зависит от температуры.

Кривая плавного насыщения порошкового сердечника отражает существенные преимущества для конструирования: (1) рабочая точка в основной части кривой (80% – 50%), позволяющая повысить степень компактности конструкции; (2) минимальный сдвиг при изменении температуры; (3) малая чувствительность к изменениям кривой как в части температуры, так и в части допусков на материал; (4) природная устойчивость к отказам; (5) естественные колебания индуктивности – высокое значение L при низкой нагрузке, регулируемая индуктивность при высокой нагрузке. Другие преимущества порошковых сердечников в сравнении с ферритовыми сердечниками состоят в том, что порошковые сердечники не уязвимы к краевым потерям и к EMI-эффектам в зазоре и имеют более высокие значения внутренней B_sat.

Рисунок 1. Кривые подмагничивания постоянным током для феррита и Kool Mμ.

Рисунок 2. Кривая насыщения для силового феррита.

Возможными вариантами применения катушки индуктивности, в частности, являются:

1. Компактная катушка индуктивности цепи постоянного тока (DC) с малыми пульсациями переменного тока (конструкция с ограниченным размером окна)
2. Крупногабаритная катушка индуктивности цепи постоянного тока (конструкция с ограничением насыщения)
3. Катушка индуктивности с сильным переменным током (конструкция с ограничением потерь в сердечнике)

Каждый из трех вариантов характеризуется специфическими требованиями к конструкции. В компактной катушке индуктивности цепи постоянного тока ограничительный фактор определяется в большей степени доступным размером окна сердечника, нежели площадью поперечного сечения сердечника. Окно сердечника должно быть достаточно большим для того, чтобы расположить в нем количество витков провода, достаточное для получения требуемой индуктивности. В крупногабаритной катушке индуктивности цепи постоянного тока ограничительным фактором часто является точка насыщения сердечника. Сердечник должен иметь достаточно крупные габариты и достаточно малую магнитную проницаемость, чтобы избежать насыщения (или смещения величины индуктивности ниже минимального требуемого уровня). Эти факторы требуют увеличения числа витков и длины медных проводов, что вызывает проблему в виде потерь в проводах. Основным ограничительным фактором для катушки индуктивности с сильным переменным током являются потери в сердечнике. Поскольку потери в сердечнике зависят от колебаний потока, создаваемого переменным током, а не уровнем индукции, создаваемой постоянным током, потери в сердечнике становятся доминирующим фактором, определяющим выбор конструкции.

Ниже приведены в качестве примера требования, которым должна отвечать типовая конструкция.

Постоянный ток (IDC)	500 мА (не более)
Требуемая индуктивность (Lmin)	100 мкГ
Пульсации переменного тока (Iac)	50 мА (пиковый размах)
Частота (f)	100 кГц

Для конструирования катушки с данными характеристиками компания Magnetics использует программное обеспечение Inductor Design Using Powder Cores (Конструирование катушки индуктивности с использованием порошковых сердечников). В данной программе реализуется алгоритм конструирования, имеющий целью определение минимально возможных габаритов модуля для заданных входных параметров (значений тока, индуктивности, частоты и др.). Программа определяет размер требуемого сердечника, исходя из необходимой величины энергетического показателя в виде произведения, получаемого умножением индуктивности при полной нагрузке на квадрат пикового значения тока (постоянного тока с приращением на пульсацию переменного тока), проходящего через катушку индуктивности. Увеличение значений индуктивности и силы тока подразумевают увеличение габаритов сердечника. Программы выполнялись с вводом указанных выше исходных значений конструирования, а материал сердечника выбирался вручную для каждого из типов сердечников, указанных ниже в таблице 2. Число витков, коэффициент плотности намотки провода, габариты намотки, величина потерь и рост температуры были определены по выходным данным выполняемых программ.

	MPP	High Flux	Kool Mμ, торидальные сердечники	Kool Mμ, E-сердечники
Номер компонента	55025-A2	58278-A2	77280-A7	K1808E090
Проницаемость	300	160	125	90
Габариты сердечника (дюймы)	0,335 x 0,150	0,405 x 0,150	0,405 x 0,150	0,77 x 0,65 x 0,19
AL (нГ/виток²)	124	68	53	69
Число витков	32	41	48	39
Коэффициент плотности намотки провода	37%	31%	37%	14%
Габариты обмотки (дюймы)	0,375 x 0,209	0,448 x 0,209	0,455 x 0,209	0,77 x 0,65 x 0,644
Потери в сердечнике (мВт)	2,0	0,7	0,7	0,5
Потери в проводе (мВт)	24,2	33,3	40,0	83,0
Суммарные потери (мВт)	26,2	34,0	40,7	83,5
Рост температуры (°C)	6,1	6,0	6,9	4,3

В каждом случае программы определяли самое высокое значение магнитной проницаемости из числа значений, имеющихся для выбранного материала. С учетом относительно слабого тока, любое уменьшение магнитной проницаемости выбранного материала не приводит к оптимизации индуктивности при пиковой нагрузке; в этих условиях больше теряется ввиду уменьшения индуктивности при отсутствии нагрузки, нежели приобретается за счет оптимизации кривой спадания силы подмагничивания постоянным током. Потери в сердечнике и рост температуры не являются важными влияющими факторами в катушке индуктивности данного типа вследствие низкой магнитной индукции по переменному току в сердечнике. Например, в сердечнике High Flux сила намагничивания H определяется по закону Ампера следующим образом:

H (эрстеды) = .4 (π) (N) (I)/L_e, где:

N — число витков
I — ток в амперах
L_e — длина линии магнитной индукции сердечника в см.

Сердечник 58278-A2 имеет длину линии магнитной индукции, равную 2,18 см, поэтому сила намагничивания постоянным током равняется:

H = .4 (π) (41) (0,5)/(2,18) = 11,8 эрстед

Процент начальной магнитной проницаемости, или значение “спадания”, можно определить по данным, публикуемым в справочнике Magnetics по порошковым сердечникам (см. рис. 3).

Рисунок 3. Кривая спадания подмагничивания постоянным током для High Flux.

Кривая проницаемости 160 для High Flux показывает, что магнитная проницаемость при силе подмагничивании постоянным током, равной 11,8 эрстедам, равняется примерно 90% начального значения этой проницаемости. Эта рабочая точка является консервативной рабочей точкой для данного материала, но возможности конструирования ограничиваются в большей степени не уровнем насыщения сердечника, а площадью окна сердечника. Коэффициент заполнения окна для катушки данного типа равняется 37%, что приближается к типовому предельному значению для тороидальных сердечников. Усилия по уменьшению габаритов сердечника с целью получения преимуществ от имеющейся мощности магнитной индукции приводят к нереалистичным значениям коэффициента заполнения окна, равным 50% и более.

Как видно из приводимых данных, тороидальный сердечник MPP обеспечивает получение наиболее компактной и эффективной конструкции вследствие того, что данный материал доступен для использования с более высоким значением магнитной проницаемости (300μ), чем другие материалы. Это трансформируется в более высокое значение коэффициента одновитковой индуктивности (A_L) при заданном размере сердечника, что позволяет снижать габариты используемого сердечника. Компромиссным фактором является ускоренное спадание силы намагничивания постоянным током. Тороидальный сердечник Kool Mμ является привлекательным в основном благодаря существенным преимуществам в цене. Выбираемый E-сердечник из материала Kool Mμ является самым “миниатюрным” из числа сердечников, имеющихся в настоящее время, и имеет избыточные габариты для рассматриваемого здесь набора требований.

Типовыми требованиями к катушкам данного типа являются:

Постоянный ток (IDC)	20 А (не более)
Требуемая индуктивность (Lmin)	100 мкГ (минимум)
Пульсации переменного тока (Iac)	1 А (пиковый размах)
Частота (f)	100 кГц
Максимальный рост температуры (°C)	40°C

В таблице 3 приведены применимые данные конструирования, полученные на выходе программы для данного случая.

	MPP	High Flux	Kool Mμ, торидальные сердечники	Kool Mμ, E-сердечники
Номер компонента	55868-A2	58867-A2	77868-A7	K5528E040
Проницаемость	26	60	26	40
Габариты сердечника (дюймы)	3,108 x 0,545	3,108 x 0,545	3,108 x 0,545	2,19 x 2,20 x 0,81
AL (нГ/виток²)	30	68	30	157
Число витков	62	45	70	30
Коэффициент плотности намотки провода	24%	18%	27%	72%
Габариты обмотки (дюймы)	3,657 x 0,884	3,514 x 0,884	3,720 x 1,053	2,19 x 2,20 x 1,98
Потери в сердечнике (мВт)	116	230	182	290
Потери в проводе (мВт)	14371	9780	16959	5489
Суммарные потери (мВт)	14487	10010	17141	5779
Рост температуры (°C)	35,3	27,4	37,7	22,4

Для катушки данного типа необходимо выбирать сердечники с пониженной магнитной проницаемостью и с большим поперечным сечением, чтобы избежать насыщения при высоком уровне подмагничивания постоянным током.

Сердечник 58867-A2 имеет длину линии магнитной индукции, равную 20 см, поэтому сила намагничивания H равняется:

H = 0,4 (π) (45) (20)/(20) = 56,5 эрстед

Кривая для материала High Flux с магнитной проницаемостью 60 на рисунке 3 показывает, что магнитная проницаемость составляет примерно 83% своего начального значения при силе подмагничивания постоянным током, равной 56,5 эрстедам, что соответствует безопасной рабочей точке. Критичным параметром является в данном случае не коэффициент плотности намотки провода, а рост температуры вследствие потерь в меди. Последующие итерации при конструировании должны быть направлены на увеличение диаметра провода или на использование многожильного провода для уменьшения плотности тока с целью снижения потерь в меди, что достигается ценой повышения плотности намотки. Из приводимых данных можно видеть, что High Flux обеспечивает конструирование тороидальных сердечников с меньшим ростом температур, нежели другие материалы. Высокая индкуция насыщения данного материала и улучшенные характеристики подмагничивания постоянным током позволяют выбирать сердечники с повышенной магнитной проницаемостью и увеличенным значением A_L, что позволяет уменьшить число витков и сократить потери в меди. И в этом случае потери в сердечнике малы следствие относительно слабого потока подмагничивания переменным током в сердечнике.

Конструкция E-сердечника из материала Kool Mμ превосходит аналоги в части потерь благодаря тому, что поперечное сечение E-сердечника (и значение A_L) намного превышают аналогичные показатели тороидальных сердечников. Это позволяет уменьшить и существенно сократить потери в меди. E-сердечник имеет относительно малую площадь окна, что подразумевает повышенный коэффициент плотности намотки (72%), но это достижимо в конструкциях с бобинной намоткой. Для E-сердечников допускается вариант с намоткой фольги. Недостаток состоит в том, что суммарная высота E-сердечника с готовой обмоткой примерно в 2 раза превышает аналогичную высоту в других конструкциях.

Типовыми требованиями к катушкам индуктивности переменного тока являются:

Постоянный ток (IDC)	4 А (номинал)
Требуемая индуктивность (Lmin)	100 мкГ (минимум)
Пульсации переменного тока (Iac)	8 А (пиковый размах)
Частота (f)	100 кГц
Максимальный рост температуры (°C)	35°C

В отличие от малых и крупногабаритных катушек индуктивности постоянного тока, рассмотренных в двух предыдущих примерах, генерация тепла, сопутствующая потерям в сердечнике, в катушке индуктивности переменного тока достаточно велика для того, чтобы являться первичным ограничительным фактором при выборе конструкции. Варианты выбора конструкции ограничиваются ростом температуры вследствие потерь в сердечнике, или целевым показателем к.п.д. В таблице 4 приведены значения характеристик для данного примера.

	MPP	High Flux	Kool Mμ, тороидальные сердечники	Kool Mμ, E-сердечники
Номер компонента	55440-A2	58441-A2	77191-A7	K4020E026
Проницаемость	26	14	26	26
Габариты сердечника (дюймы)	1,875 x 0,745	1,875 x 0,745	2,285 x 0,635	1,71 x 1,67 x 0,61
AL (нГ/виток²)	59	32	60	80
Число витков	42	57	43	37
Коэффициент плотности намотки провода	12%	16%	10%	23%
Габариты обмотки (дюймы)	1,982 x 0,843	2,019x 0,940	2,375 x 0,733	1,71 x 1,67 x 1,53
Потери в сердечнике (мВт)	2947	3316	4110	3255
Потери в проводе (мВт)	1722	2352	1836	2212
Суммарные потери (мВт)	4669	5668	5946	5467
Рост температуры (°C)	31,7	34,9	32,1	31,8

Для определения потерь в сердечнике необходимо вычислить колебания потока подмагничивания переменным током в сердечнике. Поток подмагничивания постоянным током не вызывает потерь в сердечнике. Первым шагом расчета является вычисление силы намагничивания H по закону Ампера с использованием размаха значений переменного тока (в данном случае пиковый размах составляет 8 А). Для сердечника 58441-A2 из материала High Flux длина линии магнитной индукции равняется 10,74 см.

H = 0.4 (π) (57) (8)/(10.74) = 53,4 эрстед

Изменение плотности потока можно определить путем приложения данного результата к нормальной кривой намагничивания из справочника (см. рис. 4).

Рисунок 4. Кривые намагничивания при высокой плотности потока намагничивания.

Диапазон изменения силы намагничивания составляет от 0 эрстед до 53,4 эрстед. В случае материала с магнитной проницаемостью 14 это трансформируется в диапазон изменения магнитной индукции от 0 гаусс до 600 гаусс – то есть, ΔB = 600 гаусс. Кривые потери для мягких магнитных материалов подразумевают биполярный режим работы (сердечник возбуждается в первом и третьем квадрантах петли гистерезиса B-H). Следовательно, независимо от того, является ли схема биполярной или однополярной, значение магнитной индукции, которое действует, всегда равняется ½ΔB. В данном случае плотность магнитной индукции переменного поля равняется 300 гаусс. Из рисунка 5 видно, что при 300 гауссах на частоте 100 кГц плотность потерь составляет примерно 150 мВт/см³. По справочнику можно определить, что объем сердечника 58441-A2 равняется 21,3 см³, поэтому суммарные потери в сердечнике равняются произведению от умножения (150) на (21,3) – то есть, 3195 мВт. Программное обеспечение, использующее уравнения в привязке к кривым, вычислило потери в сердечнике, равняющиеся 3316 мВт.

Рост температуры вычисляется, исходя из указанной ниже аппроксимации.

Рост температуры (°C) = [Суммарные потери мощности (мВт)/площадь поверхности (см²)]^0,833

Согласно выходным данным программного обеспечения, суммарные потери мощности для катушки индуктивности High Flux равняются 5668 мВт. Сердечник 58438-A2 имеет без обмотки площадь поверхности 69,3 см², а с полной обмоткой – 94,3 см² (значения взяты из справочника). Программное обеспечение интерполирует площадь поверхности для коэффициента плотности намотки провода, равного 17%, и получает значение площади поверхности, равное 79,3 см². Рост температуры, вычисляемый в этом случае по приведенному выше уравнению, равняется примерно 35°C. Заметим, что данная оценка является довольно грубым приближением, поскольку характеристики тепловыделения зависят не только от величины потерь, но и от механической конфигурации, вида сборочных материалов и от течения воздуха.

Рисунок 5. Кривые потерь в сердечнике при высоком уровне потока намагничивания.

В общем, характеристики потерь, по которым MPP обладает преимуществом над другими материалами, позволяют использовать катушки индуктивности с меньшими габаритами и более высокими значениями к.п.д. Суммарные потери в случае MPP составляют на 15% меньше потерь материала, являющегося следующим в сторону увеличения потерь. Поскольку материал High Flux обладает более высокими потерями, чем MPP, для сохранения одинаковой величины потерь необходимо выбирать сердечник с более низкой магнитной проницаемостью. Это, однако, приводит к увеличению числа витков, росту потерь в меди и к некоторому увеличению общих габаритов модуля. Причина того, что пониженная магнитная проницаемость приводит к уменьшению плотности потока переменного поля (то есть, к уменьшенным потерям в сердечнике) является очевидной и состоит в том, что наклон кривых для материалов с пониженной магнитной проницаемостью имеет на графике кривых намагничивания меньшую крутизну (см. рис. 4). Материал Kool Mμ требует еще большего увеличения общих габаритов, но суммарные потери сравнимы с потерями для High Flux. И в этом случае возможен вариант с E-сердечником Kool Mμ, который имеет несколько меньшие потери, уменьшенную площадь основания, но увеличенную габаритную высоту.

E-сердечник Kool Mμ является самым экономичным из четырех рассмотренных вариантов; вместе с тем, преимущества от габаритов и к.п.д. тороидального сердечника MPP становятся менее очевидными из-за самой высокой стоимости данного сердечника. Сердечники High Flux и MPP имеют одинаковые габариты и сравнимы по цене, поскольку порошки 14μ являются более дорогостоящими в производстве и в штамповке, нежели порошки 26μ.

Для требуемой катушки индуктивности решение о выборе материала определяется комбинацией следующих ограничительных факторов: пространство, к.п.д., удобство сборки, суммарная стоимость, индуктивность в зависимости от характеристик нагрузки, роста и рабочей температуры. Среди порошковых сердечников материал MPP превосходит другие материалы по такому свойству, как потери в сердечнике, и обладает самым высоким значением применимой магнитной проницаемости. High Flux обладает преимуществами над другими материалами в случаях, когда определяющими ограничительными факторами является минимизация габаритов и намагничивание постоянным полем. Kool Mμ является более экономичным материалом, нежели MPP или High Flux, и является стандартным материалом как для тороидальных сердечников, так и для E-сердечников. Сердечники на основе распыленного железа (Iron powder cores) являются менее дорогостоящими, чем Kool Mμ, но серьезно ухудшают характеристики изделия.

1. Magnetics “Inductor Design Using Powder Cores” software PCD-3.1
2. Magnetics “Powder Cores Design Manual and Catalog”

 

Производители катушки индуктивности из России

Продукция крупнейших заводов по изготовлению катушки индуктивности: сравнение цены, предпочтительных стран экспорта.

1. где производят катушка индуктивности
2. ⚓ Доставка в порт (CIF/FOB)
3. катушка индуктивности цена 21.10.2021
4. 🇬🇧 Supplier’s inductor Russia

Страны куда осуществлялись поставки из России 2018, 2019, 2020, 2021

• 🇰🇿 КАЗАХСТАН (71)
• 🇺🇦 УКРАИНА (65)
• 🇬🇧 СОЕДИНЕННОЕ КОРОЛЕВСТВО (46)
• 🇫🇮 ФИНЛЯНДИЯ (24)
• 🇺🇸 СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ (24)
• 🇺🇿 УЗБЕКИСТАН (22)
• 🇩🇪 ГЕРМАНИЯ (20)
• 🇬🇪 ГРУЗИЯ (16)
• 🇦🇿 АЗЕРБАЙДЖАН (15)
• 🇮🇳 ИНДИЯ (15)
• 🇨🇭 ШВЕЙЦАРИЯ (14)
• 🇰🇬 КИРГИЗИЯ (12)
• 🇱🇹 ЛИТВА (11)
• 🇱🇻 ЛАТВИЯ (11)
• 🇫🇷 ФРАНЦИЯ (10)

Выбрать катушку индуктивности: узнать наличие, цены и купить онлайн

Крупнейшие экспортеры из России, Казахстана, Узбекистана, Белоруссии, официальные контакты компаний. Через наш сайт, вы можете отправить запрос сразу всем представителям, если вы хотите купить катушку индуктивности.
🔥 Внимание: на сайте находятся все крупнейшие российские производители катушки индуктивности, в основном производства находятся в России. Из-за низкой себестоимости, цены ниже, чем на мировом рынке

Поставки катушки индуктивности оптом напрямую от завода изготовителя (Россия)

Крупнейшие заводы по производству катушки индуктивности

Заводы по изготовлению или производству катушки индуктивности находятся в центральной части России. Мы подготовили для вас список заводов из России, чтобы работать напрямую и легко можно было купить катушка индуктивности оптом

Катушки индуктивности и дроссели

Изготовитель Балластные элементы для разрядных ламп или трубок: катушки индуктивности и дроссели

Поставщики Сердечники ферритные для трансформаторов

Крупнейшие производители Катушки индуктивности и дроссели используемые с телекоммуникационной аппаратурой и для источников питания вычислительных машин и их блоков

Экспортеры Полупроводниковые носители

Компании производители Приборы

Производство –

Изготовитель Клапаны регулирующие для пневматических силовых трансмиссий

Поставщики Части

Крупнейшие производители Изделия из меди :

Изготовление катушек на заказ в СПб недорого

Описание

Характеристики

Информация для заказа

Изготовление электромагнитных катушек заказать недорого

Четкая и слаженная работа электроприборов и оборудования невозможна без использования электроэнергии. Поэтому её подача должна быть качественной и непрерывной. Одной из наиболее важных частей любого электродвигателя является катушка индуктивности. Она предназначена для преобразования электроэнергии в магнитное поле, а также для хранения энергии «про запас». Но иногда изоляция электромагнитной катушки «стареет» и приходит в негодность. В этом случае следует заказать такую услугу как намотка или изготовление катушек в специализированном сервисном центре.

Посмотреть

Как осуществляется изготовление катушек

В зависимости от назначения и сферы использования катушек, их намотка или изготовления могут проводиться по совершенно разным технологиям. Чаще всего изготовление катушек осуществляется на специальном технологическом оборудовании, что позволяет провести обмотку с учётом габаритных размеров и формы изделия. Правда, в некоторых случаях обмотка может проводиться вручную и тогда важно, чтобы эту работу выполнял исключительно квалифицированный мастер.

По типу намотки все катушки индуктивности делятся на однослойные и слоевые. Изготовление катушек и той, и другой разновидности выполняется с использованием качественных изоляционных материалов. Это поможет защитить намотку от негативного воздействия внешних факторов: пыли, грязи, перепадов температур и т. д. Поскольку большинство катушек индуктивности обладают небольшими габаритными размерами, обмотку и последующую впайку необходимо выполнять с соблюдением осторожности.

Где можно заказать изготовление катушек в СПб

Если вам нужны новые рабочие катушки индуктивности, обращайтесь в компанию “Электротехника”. Изготовление катушек на заказ осуществляется на высоком профессиональном уровне.
 

Связаться

Тип услуги	Ремонт, Обслуживание, Изготовление
Срок выполнения	3 дн

• Цена: Цену уточняйте

Как построить индуктор своими руками за 4 простых шага

Если вам нравится возиться с электроникой, возможно, вы знаете, что такое индуктор. Если нет, то вы попали в нужное место. Индуктор – это пассивный электронный компонент, который накапливает энергию и сопротивляется изменениям электрического тока, проходящего через него. Основная идея индукторов очень проста. Вам не нужно беспокоиться о том, чтобы попытаться обменять технологию, если вы не можете позволить себе готовый индуктор. Если вам интересно узнать, как сделать индуктор для домашних проектов, продолжайте читать ниже инструкции.

Шаг 1. Соберите материалы

Первым шагом к созданию самодельного индуктора является приобретение правильных материалов. Поскольку индуктор предназначен для хранения электроэнергии без изменений, вам понадобится провод, который может проводить электричество. Предлагаем медный эмалированный провод. Это может быть любой размер по вашему выбору. Кроме того, вам понадобятся плоскогубцы, кусачки и наждачная бумага или набор для пайки. Наконец, вам также понадобится цилиндрический объект, ширина которого приблизительно равна внутреннему диаметру катушки, которую вы собираетесь создать.Это может быть что угодно, от карандаша до сверла. Предлагаем найти сверло. Они просты в использовании и бывают разных размеров. После того, как вы соберете все эти материалы, вы готовы приступить к изготовлению индуктора, пока вы наслаждаетесь прослушиванием Soundwire в фоновом режиме.

Шаг 2: Измерить

Следующий шаг может быть пугающим для некоторых людей. Если вы заинтересованы в достижении определенного мкГн (микрогенри) на вашей катушке индуктивности, вам нужно будет рассчитать, какой длины должна быть катушка, чтобы достичь этой конкретной индуктивности.Это можно сделать, применив немного математики и много терпения. В Интернете доступно несколько уравнений, поэтому узнайте, какое из них подходит для ваших целей. Как только вы это сделаете, вам нужно будет обрезать провод до необходимой длины, оставив немного дополнительного места на потом. После того, как провод был разрезан, пора наматывать индуктор.

Шаг 3: Катушка

Чтобы начать наматывать индуктор, вы должны взять сверло (или другой цилиндрический предмет) и зажать его между большим и указательным пальцами.Другой рукой пересеките проволоку и сверло так, чтобы они образовали крест, при этом большая часть проволоки находится на одной стороне. Просто не забудьте положить часы LG в другое место, чтобы они были в безопасности, пока вы это делаете. Затем осторожно прижмите две стороны проволоки, чтобы они загнулись по сторонам сверла. Затем вы можете взять плоскогубцы с острыми кончиками или своими пальцами и начать скручивать излишки проволоки вокруг сверла. Не забудьте оставить по 3 см на каждом конце змеевика. Катушки должны быть плотно прижаты друг к другу.Продолжайте этот процесс, пока не получите желаемую длину рулона. Когда вы закончите, вы можете использовать плоскогубцы с острыми носами, чтобы согнуть «ножки» (излишки проволоки на каждом конце катушки) так, чтобы они были параллельны друг другу. Наконец, снимите сверло и осторожно удерживайте катушку, чтобы перейти к последнему этапу изготовления индуктора для микрокомпьютера или любой другой электроники, которую вы создаете.

Обмотка катушки

К сожалению, не существует стандартизированных формул для достижения постоянной индуктивности самонавитой катушки, даже если вы используете комплект часов в штучной упаковке.Однако есть способ справиться с возвратной пружиной при автоподзаводе катушек. При намотке может помочь пистолет для горячего клея. Затем, когда вы закончите, все, что вам нужно сделать, это удалить засохший клей. Вы также можете использовать кабельные стяжки, чтобы закрепить вещи в ожидании высыхания клея. Это простой способ избежать разочарований при изготовлении индуктора самостоятельно.

Шаг 4: Uninsulate

После того, как вы намотали проволоку, вы готовы к выполнению своей задачи. Чтобы катушка индуктивности работала должным образом, вам необходимо изолировать две ножки катушки.Проволока покрыта медной эмалью. Однако для того, чтобы энергия могла достигать и проходить через катушку, вам необходимо, чтобы обе ножки были подготовлены к индуктивности. Сделать это можно одним из двух способов: наждачной бумагой или пайкой. Наждачной бумагой нужно аккуратно сбрить медную эмаль на каждой ножке, пока не откроется незащищенный провод под ней. Это может занять много времени, как и некоторые приложения для набора номера Android. Однако это хороший вариант для тех, у кого нет паяльника или он не хочет его использовать. Другой вариант – расплавить медную эмаль с помощью набора для пайки.Это хороший вариант для более опытных. Независимо от того, что вы выберете, на каждой ножке не должно быть эмалевого покрытия на конце. Как только вы увидите серебряную проволоку внизу, вы готовы использовать самодельную катушку индуктивности.

Материалы проекта

Если вам нужны предложения по материалам, не ищите дальше. Начать можно с мультиметра Digitec: подойдет DT-6830. В качестве сердечника попробуйте 20 × 55 мм феррита коллектора 196. Когда дело доходит до катушки, попробуйте медный провод 0,3 мм для достижения наилучших результатов.Вы можете использовать любой обычный клей, но не забудьте подключить мультиметр, пока вы соединяете основные части. Вы, конечно, можете использовать любые материалы, какие захотите, но если вы ищете отправную точку, попробуйте эти решения. Они обязательно помогут подготовить ваш проект к легкому доступу к интеллектуальной сети.

Регулировка частоты передачи

Если вы успешно создали индукционную катушку, есть простой способ увеличить частоту передачи передатчика.Все, что вам нужно сделать, это увеличить расстояние между каждым витком катушки. Сделать это можно с помощью небольшой отвертки. Просто покачивайте им между промежутками, чтобы увеличить или уменьшить расстояние между ними. Это простой способ изменить частоту передачи с помощью индуктора, сделанного своими руками.

Изготовление самодельного индуктора может быть забавным и полезным, независимо от того, есть у вас степень магистра или нет вообще. Если вы ремонтируете старые часы или настраиваете тюнер, знание того, как сделать индуктор, обязательно пригодится.Примените свои знания в реальном мире, создав собственный индуктор, и расскажите нам, как это работает! Просто не забывайте всегда принимать надлежащие меры предосторожности при работе с электроникой.

Фото с сайта http://coil32.net/images/img/hlp/multilayer_inductor.jpg

Индуктивность катушки

Что такое индуктивность катушки?

Индуктивность – это свойство компонента, которое противодействует изменению тока, протекающего через него, и даже прямой кусок провода будет иметь некоторую индуктивность.

Самым узнаваемым типом индуктора является катушка. Этот калькулятор предназначен для измерения индуктивности проволоки , катушки с учетом количества витков, диаметра петли, диаметра проволоки и проницаемости среды. Обратите внимание, что единицы измерения могут быть выбраны для диаметра петли и диаметра проволоки. Предполагается, что количество поворотов всегда целое (например, сложно сделать 3,4 оборота), но вы все равно можете вводить дробные повороты.

Уравнения индуктивности катушки

Базовая индуктивность контура основана на формуле индуктивности катушки . Способность накапливать энергию в магнитном поле – это индуктивность, а катушки – это распространенный способ создания индуктивности. Многие цепи связи по магнитному полю используют преимущества магнитных свойств катушки, например дроссели и трансформаторы.

Lcoil = индуктивность катушки в Генри (Гн)

N2 = количество витков

μ0 = проницаемость свободного пространства = 4π × 10-7

μr = относительная проницаемость

D = диаметр петли

d = диаметр проволоки

Применение индуктивности катушки

В схеме лампы-вспышки камеры индуктивность (или катушка) играет важную роль.Это важный компонент камеры, который привел к возникновению высокого всплеска напряжения на катушке триггера, которое затем усилилось действием вторичного автотрансформатора, чтобы получить 4000 В, необходимое для зажигания лампы-вспышки. Конденсатор заряжался до 300 В параллельно триггерной катушке с использованием низкоомного пути, задаваемого тиристором.

Однако путь короткого замыкания на землю, обеспечиваемый тиристором, был устранен, когда конденсатор был полностью заряжен, и конденсатор сразу начал разряжаться через катушку запуска.Поскольку относительно низкое сопротивление самой катушки было единственным сопротивлением в постоянной времени для индуктивной сети, ток через катушку развивался очень быстро. Затем на катушке создавалось значительное напряжение. Взамен это напряжение было увеличено на вторичной обмотке автотрансформатора с помощью трансформатора, и лампа-вспышка была зажжена.

Высокое напряжение, генерируемое в триггерной катушке, также появляется непосредственно на конденсаторе триггерной сети.Подразумевается, что когда создаваемое напряжение на катушке упадет на до нуля вольт, она снова начнет заряжаться. Однако, когда он падает, конденсатор снова разряжается через катушку, устанавливает другой зарядный ток через катушку и снова создает напряжение через катушку. Из-за «обратного потока» энергии от одного накопительного элемента к другому высокочастотный обмен энергией между катушкой и конденсатором называется обратным ходом.

FAQ

1.Что влияет на индуктивность катушки?

Индуктивность зависит от того, сколько провода находится в катушке и насколько близко друг к другу расположены витки. Если вы добавите больше проволоки, увеличив диаметр катушки или добавив больше витков проволоки, индуктивность возрастет. Размещение витков ближе друг к другу также увеличивает индуктивность. Добавление сердечника из мягкого железа1 еще больше сконцентрирует магнитное поле и увеличит индуктивность.

На индуктивность влияют следующие свойства:

• Индуктивность увеличивается с увеличением количества витков провода

• Индуктивность увеличивается с увеличением диаметра катушки

• Индуктивность увеличивается за счет добавления железного сердечника

• Индуктивность уменьшается с увеличением расстояния между витками

2.Как увеличить индуктивность катушки?

Намотка провода в катушку увеличивает количество раз, когда линии магнитного потока связывают цепь, увеличивая поле и, следовательно, индуктивность. Чем больше витков, тем выше индуктивность. Индуктивность также зависит от формы катушки, расстояния между витками и многих других факторов.

3. Как определить индуктивность катушки?

Рассчитайте индуктивность по следующей формуле: Индуктивность = µ (N в квадрате) A / длина, где N – количество витков в катушке, A – площадь поперечного сечения катушки, а длина – длина катушки. .

4. Как в катушке образуется индуктивность?

Индуктивность возникает из-за магнитного поля, создаваемого электрическими токами, протекающими в электрической цепи. Обычно катушки с проволокой используются, поскольку катушка увеличивает связь магнитного поля и усиливает эффект. Этот эффект используется в одиночных катушках или дросселях.

5. Что такое индуктивность и ее единица измерения?

Индуктивность определяется как отношение индуцированного напряжения к скорости изменения вызывающего его тока.В системе СИ единицей индуктивности является генри (H), то есть величина индуктивности, которая вызывает напряжение в один вольт, когда ток изменяется со скоростью один ампер в секунду.

6. Что такое гиперфизика индуктивности?

Катушки индуктивности. Индуктивность характеризуется поведением катушки с проволокой при сопротивлении любому изменению электрического тока, протекающего через катушку. Исходя из закона Фарадея, индуктивность L может быть определена в терминах ЭДС, генерируемой, чтобы противодействовать данному изменению тока: Индуктивность катушки провода.Увеличение тока в катушке.

7. Зависит ли индуктивность катушки от тока в катушке?

Индуктивность катушки пропорциональна потоку через катушку на единицу тока, Φ / I, а поток пропорционален току I. Таким образом, индуктивность не зависит от тока.

8. Как увеличить индуктивность катушки?

Намотка провода в катушку увеличивает количество раз, когда линии магнитного потока связывают цепь, увеличивая поле и, следовательно, индуктивность.Чем больше витков, тем выше индуктивность. Индуктивность также зависит от формы катушки, расстояния между витками и многих других факторов.

9. Как уменьшить индуктивность катушки?

Число витков или витков в катушке. При прочих равных условиях большее количество витков провода в катушке приводит к большей индуктивности; чем меньше витков провода в катушке, тем меньше индуктивность.

10.В чем единица самоиндукции катушки?

Единицей измерения самоиндукции катушки является Генри. 1 Генри равен 1 Веберу на ампер.

Важность индуктивности катушки

В этом блоге мы исследуем индуктивность; одно из основных свойств электрической схемы или электронного устройства. Индуктивность определяется как свойство электрической цепи или устройства, которое препятствует изменению тока.Важно отметить, что индуктивность не противодействует току, а скорее противодействует изменению тока, протекающего в цепи.

Единица индуктивности – Генри (Гн), и она зависит от физических свойств цепи, а не от электрических характеристик, поскольку в ней нет тока или напряжения. Кроме того, индуктивность прямо пропорциональна «количеству витков», «площади, окруженной катушкой» и обратно пропорциональна «длине катушки».

Индуктивность обозначается прописной буквой L.Индуктивность (или, точнее, самоиндуктивность) катушки можно найти с помощью следующего уравнения:

Применяемая формула в электрических цепях:

Обзор процесса индуктивности

Чтобы понять процесс индуктивности и принцип его работы, давайте рассмотрим иллюстрированный источник постоянного тока с переключателем и катушкой (рисунок 1). Когда переключатель замкнут, по цепи течет ток. Здесь мы используем поток электронов, показанный красными стрелками, как направление электронов.Когда мы замыкаем переключатель, ток, текущий от батареи, увеличивается в каждой катушке. Принимая во внимание правило большого пальца левой руки, ток течет, а магнитный поток течет против часовой стрелки и расширяется наружу. Принимая во внимание Катушку 1 и Катушку 2, как на рисунке; Поток от катушки 1 проходит через катушку 2, создавая индуцированное напряжение. Закон Ленца и закон Фарадея – два закона, применяемые для понимания этого процесса. Индуцированное напряжение всегда будет создавать поток, противоположный исходному потоку, который его вызвал.Таким образом, наше приложенное напряжение пытается направить ток в катушку, а индуцированное напряжение работает против этого. Он не останавливает ток, он просто замедляет его. Если по закону Ома сила тока будет 10 ампер, он не изменится мгновенно с 0 до 10, вместо этого потребуется некоторое время в зависимости от индуктивности, обеспечиваемой катушкой индуктивности.

Рисунок 1

В следующем случае мы попытаемся уменьшить ток, в той же цепи с установленным значением 10 А, магнитный поток связывает все витки в катушке.Когда мы размыкаем переключатель, поток возвращается к исходному проводнику. Движение потока прекращается, когда ток перестает изменяться. Уменьшение магнитного потока на каждом витке катушки проводника вызывает относительное движение между магнитными полями, что приводит к сильному индуцированному напряжению. Действие по уменьшению тока / напряжения до нуля путем удаления приложенного напряжения приводит к непрерывному изменению магнитного потока, который индуцирует напряжение, пытаясь противодействовать причине. Таким образом, схема пытается поддерживать ток, что приводит к задержке в скорости уменьшения тока, а не снижает ее мгновенно.Это называется индуктивным ударом. Происходящий процесс – это просто возвращение энергии обратно в цепь из магнитных полей. Величина индуцируемого напряжения зависит от таких факторов, как величина магнитного потока, количество витков и время.

Разрыв цепи может вызвать очень высокое индуцированное напряжение в катушке, так как время очень короткое, а магнитный поток очень быстро спадает. Если нет пути для прохождения этой энергии, мы можем получить дугу через переключатели или дугу рядом с другими подключенными устройствами, что может вызвать повреждения.Таким образом, настоятельно рекомендуется соблюдать некоторые меры предосторожности при обнаружении характеристик индуктивности в электронных схемах.

Профилактические меры по предотвращению дугового разряда

Индуктивный ток, создаваемый в цепи постоянного тока, имеет высокую силу, когда поток, связанный с катушкой, мгновенно падает. Поэтому важно принять превентивные меры для устранения повреждений, предоставив альтернативный путь для энергии.Например, трансформатор тока является высокоиндуктивным устройством, так как у него много витков катушки, и количество витков катушки имеет большое влияние на генерируемый ток (L = µ N2A / l, где N = кол-во поворотов) .

Рисунок 2: Принцип противодействия ЭДС

Если амперметр, присоединенный к катушке, как показано на рисунке 2, снимается, пока цепь горячая, цепь с высокой индуктивностью прерывается. Разрыв цепи приводит к схлопыванию потока по виткам катушки, создавая чрезвычайно высокое индуцированное напряжение, которое может вызвать электрическую дугу длиной 4-5 дюймов.Эта электрическая дуга может причинить травму человеку, пытающемуся отключить амперметр от цепи.

Это похоже на шунтирующую обмотку двигателя постоянного тока, которая представляет собой еще одну высокоиндуктивную цепь. Шунтирующий двигатель постоянного тока также удовлетворяет всем характеристикам, которые генерируют высокоиндуктивный ток. Шунтирующий двигатель обычно находится под напряжением, и в другую часть двигателя вносятся изменения, чтобы обеспечить альтернативный путь для протекания индуктивного тока. Это сделано для того, чтобы переключение поля шунта могло вызвать серьезные повреждения и сократить срок службы контактов.Даже в небольших катушках, используемых в схемах ПЛК, возникает обратная подача и некоторые повреждения.

Шунтирующий двигатель

Самый простой способ устранить повреждение, вызванное током обратной связи, – это подключить резистор к катушке индуктивности. Это обеспечивает путь для индуктора, чтобы управлять энергией, но, когда он находится под напряжением в течение более длительного периода, это может быть неэффективным, поскольку все это время будет иметь место потеря мощности на резисторе. Эту проблему можно решить, включив диод последовательно с резистором, чтобы диод блокировал ток во время нормальной работы.Это снижает рассеиваемую мощность на резисторе. Питание подается через резистор только тогда, когда цепь разомкнута, вызывая индуктивный удар.

Помимо использования одного резистора и последовательной комбинации резистор-диод, конденсатор также может устранить повреждения, вызванные индуктивным током. Энергия, генерируемая во время обратной подачи индуктивного тока, рассеивается в конденсаторе, а оставшийся ток течет обратно от конденсатора к катушке индуктивности, тем самым защищая контакты переключателя, а также любые другие соприкасающиеся устройства.Подводя итог, можно сказать, что индуктивность – это свойство цепи, которая препятствует изменению тока в этой цепи.

До сих пор мы рассматривали индуктивность, вызванную цепью постоянного тока, но когда мы посмотрим на индуктивность, вызванную переменным током, который непрерывно изменяется во времени, формируется реактивная индуктивность, зависящая не только от индуктивности катушки, но и также от частоты сигнала переменного тока, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3

Мы надеемся, что это было полезно для вас как для технического специалиста или студента, выходящего на поле.Если у вас есть какие-либо вопросы о программах по электронике или электромеханику, вы можете связаться с одним из наших консультантов по программе по бесплатному телефону 1-888-553-5333 или по электронной почте [email protected].

Как проверить катушки | Хиоки

Как проверяются катушки? Обзор методов тестирования

Обзор

Катушки играют важную роль в электронных схемах. Испытание катушки необходимо в различных ситуациях, включая проверку правильности работы электронного устройства, выполнение проверок технического обслуживания и выявление неисправностей или отказов.

Эта страница представляет собой легкое для понимания введение в основные методы, используемые для тестирования катушек.

Измерение индуктивности

Индуктивность – это свойство, при котором изменения тока, протекающего через катушку или другую цепь, проявляются как наведенная электродвижущая сила. Вы можете представить это как сопротивление прохождению переменного тока. Катушки, предназначенные для создания индуктивности, называются индукторами.

Некоторые катушки без сердечника, что означает, что они используют воздух или немагнитный материал для сердечника, в то время как другие имеют сердечник, сделанный из магнитного материала, такого как феррит.Индукторы с сердечниками обладают токовой зависимостью. LC-резонанс индуктивности катушки и паразитной емкости сердечника известен как собственный резонанс, а частота, на которой возникает собственный резонанс, известна как собственная резонансная частота.

• Частотные характеристики индуктивности

При оценке катушки с помощью измерителя LCR в рамках проверки индуктивности измерения L и Q должны выполняться на частоте, которая значительно ниже, чем частота собственного резонанса.

При проведении испытания индуктивности, если вы измеряете элемент с низким импедансом около 100 Ом или меньше, используйте режим последовательной эквивалентной схемы прибора. Если вы измеряете элемент с высоким импедансом около 10 кОм или больше, используйте режим параллельной эквивалентной схемы прибора.

• Измеритель LCR IM3536

Измерение сопротивления изоляции

Измерение сопротивления изоляции – это тип тестирования, предназначенный для оценки изоляции катушки.Этот метод часто используется при транспортировке таких продуктов, как катушки двигателя, тестирование при техническом обслуживании и тестирование, чтобы определить, является ли катушка причиной неисправности или отказа. Ухудшение изоляции катушки может привести к поражению электрическим током и короткому замыканию.

Необходимо исследовать состояние изоляции змеевика, чтобы гарантировать безопасность продукта. Во время измерения сопротивление катушки, приближающееся к бесконечности, означает, что вы можете сделать вывод, что катушка должным образом изолирована. Однако показание сопротивления катушки, такое как 0 Ом, означает, что изоляция катушки нарушена, что может привести к проблемам.

Рекомендуется использовать прибор с функцией проверки контактов, которая позволяет вам проверять плохой контакт датчика и обрыв проводки, чтобы вы могли избежать ошибочной классификации дефектной детали как исправной.

Испытание выдерживаемым напряжением

Как и испытание сопротивления изоляции, испытание выдерживаемым напряжением обеспечивает метод проверки того, имеет ли катушка достаточную изоляцию, чтобы выдерживать ее рабочее напряжение.
На первый взгляд, испытание на выдерживаемое напряжение может показаться тем же, что и испытание сопротивления изоляции.Конечная цель обоих методов – защитить изделия от поражения электрическим током и возгорания, но они немного отличаются по своему назначению.

Испытание сопротивления изоляции направлено на обнаружение дефектов изоляции путем измерения значений сопротивления. Испытание выдерживаемым напряжением также предназначено для проверки наличия пробоя изоляции. Обычно при испытании на выдерживаемое напряжение используется испытательное напряжение, которое определяется стандартами безопасности конкретного продукта.

Импульсные испытания

Импульсные испытания – это метод обнаружения нарушений изоляции в обмотках.Обмотки проводов в катушках должны быть изолированы, но иногда сопротивление изоляции снижается, что приводит к короткому замыканию. Эти шорты известны как многослойные шорты.

Обычно при импульсных испытаниях форма сигнала отклика, полученная при приложении импульсного напряжения к заведомо исправному двигателю, используется в качестве эталона для определения того, является ли проверяемый двигатель неисправным или исправным, путем сравнения область его ответного сигнала относительно эталонного сигнала.
Изменения формы сигнала отклика определяются значением индуктивности (L), значением сопротивления обмотки (R) и значением емкости (C), из которых состоит двигатель.
Поскольку короткое замыкание обмоток, вызванное повреждениями изоляции, в первую очередь проявляется в изменении составляющей индуктивности, можно идентифицировать дефектные части по изменению их формы волны.

Оценка, основанная на сравнении площадей, который является типичным методом, позволяет количественно оценить разницу между ответными сигналами от исправных и дефектных деталей.Некоторые инструменты могут определять саму форму сигнала отклика.
Такие значения рассчитываются на основе значения индуктивности, значения сопротивления обмотки и значения емкости, которые составляют форму сигнала отклика. (Этот метод использует патент, принадлежащий Toenec Corporation.)

Существуют различные методы тестирования катушек

Необходимо тестировать катушки, которые играют важную роль в электронных схемах, при проверке качества продукции и во время технического обслуживания. и ремонт.Существуют различные методы тестирования катушек. В этой статье представлены широко используемые методы измерения индуктивности, сопротивления изоляции, испытания выдерживаемым напряжением и импульсных испытаний.
Воспользуйтесь тем, что вы узнали, при проведении испытаний катушек.

Сопутствующие товары

список лучших проводов катушки индуктивности и бесплатная доставка

STAFF PICK

Код

0_ Если две катушки проводов расположены в непосредственной близости друг от друга, так что магнитное поле от одного соединения с другим, напряжение будет генерируется во второй катушке в результате.Это .

1_ Катушка – это просто какой-то провод, но все дело в перемещении феррита. Есть много способов измерить индуктивность, особенно сегодня. На видео показан измеритель LCR и анализатор цепей.

2_ Индуктивность в генри квадратной катушки индуктивности с печатной схемой определяется двумя формулами, где p = q и p ≠ q. Таблица проводов обеспечивает «количество оборотов на дюйм» для эмалированного магнитного провода, используемого с индуктивностью.

3_ Этот отчет представляет собой сборник ряда обширных достоверных исследований мирового рынка индукторов, которые помогают.

4_ Проволочные обмотки резисторов Поскольку намотанный провод в основном представляет собой катушку, они обладают достаточной индуктивностью и емкостью, чтобы иметь плохие свойства на высоких частотах. Чтобы уменьшить или устранить это.

5_ размер провода: # 14 AWG. Через катушку вставлялся ферритовый цилиндр диаметром ~ 16 мм (два цилиндрических ферритовых стержня крепились с помощью нейлоновых винтов и стоек). Измеренная индуктивность составляет ~ 110 мГн (.

6_ NRS6010 и NRS5012 являются последним дополнением к линейке проводов Taiyo Yuden «NR».при индуктивности 2,2 мкГн) может управлять большими токами, достигая наилучших характеристик смещения постоянного тока в линейке.

7_ Ваша корзина заполнена. Удалите некоторые товары, если вы хотите добавить другие товары в корзину.

8_ У меня хорошая высококачественная система с эффективными динамиками с высокой детализацией. эта система обнаруживает какие-либо недостатки в компонентах. в то время как другие дорогие тележки звучат восхитительно, они, как правило, довольно сглажены.

9_ Эффективная политика развития, принятая различными компаниями, создает новые стандарты конкуренции на мировом рынке индуктивности (дросселей).Отчет под названием Global Inductance (Chokes.

,
, провод катушки индуктивности,

, индукционная катушка и ее применение в практике инженера-электронщика

).

Несмотря на широкое использование цифровых схем, таких как процессоры, программируемые логические устройства и схемы SoC, которые представляют собой комбинацию этих двух, иногда разработчику электроники приходится прибегать к «аналоговым» элементам, таким как: резисторы, конденсаторы или индукционные катушки. . Что интересно, хотя относительно легко включить резистор или конденсатор (с емкостью, измеряемой в пикофарадах) в структуру интегральной схемы, это очень сложно сделать с индукционной катушкой.Вот почему в примечаниях к применению многих элементов до сих пор упоминается индукционная катушка как внешний компонент, добавляемый к набору. В этой статье предлагается основная информация об индукционных катушках и описание элементов их конструкции, влияющих на их параметры.

Состав индукционной катушки

Индукционная катушка не сложна. Он состоит из сердечника и намотанных на него изолированных проводов. Сердечник может быть воздушным или сделанным из магнитных материалов.Важно, чтобы провода, намотанные вокруг сердечника, были изолированными, поэтому для изготовления катушек используется изолированный провод или они наматываются неизолированным проводом (например, так называемая серебристая сталь), но с воздушным зазором, обеспечивающим необходимое расстояние между отдельными витками провода. Если неизолированный провод наматывать по очереди, произойдет короткое замыкание, и хотя некоторая индуктивность будет присутствовать, она определенно будет отличаться от желаемой.

На практике часто случается повреждение индукционной катушки , т.е.е. короткое замыкание между витками провода в результате пробоя изоляции, из-за превышения максимально допустимой температуры или напряжения. Поврежденную таким образом катушку необходимо перемотать или заменить на новую. Таким образом также повреждаются сетевые трансформаторы. Дальнейшее использование такого поврежденного трансформатора может привести к его перегреву, короткому замыканию в сети или даже возгоранию трансформатора или устройства, питаемого от него.

Что такое индукционная катушка?

Индукционная катушка – это элемент, который накапливает энергию в виде магнитного поля в сердечнике, поэтому он преобразует энергию электрического тока в энергию магнитного поля или наоборот.Изменение тока, протекающего через обмотки, приводит к возникновению электродвижущей силы в направлении, которое противодействует этому изменению. Точно так же изменяющееся магнитное поле, пронизывающее сердечник, вызывает индукцию напряжения. Это можно показать с помощью следующей формулы:

В этой формуле:

• e – обозначает электродвижущую силу (напряжение в вольтах), создаваемую катушкой,
• dϕ / dt – изменение магнитного потока во времени,
• di / dt – обозначает текущее изменение во времени,
• L – обозначает параметр катушки индуктивности; его юнит – Генри.

Легко заметить особенность, о которой говорилось ранее – электродвижущая сила e имеет направление, противоположное направлению напряжения, вызывающего протекание тока. Он противодействует быстрым изменениям тока, протекающего через катушку, и позволяет катушке выполнять одну из своих основных функций – использоваться в качестве так называемого импедера .

Индукционная катушка – основные параметры

Основными параметрами катушки являются ее индуктивность и резонансная частота. Другими словами, индуктивность – это способность катушки накапливать энергию в виде магнитного поля, вызванного протеканием тока.Индуктивность измеряется в генри и определяется как отношение временного напряжения к изменению тока во времени.

Диаграммы, показывающие ток и падение напряжения на выводе индукционной катушки. Падение наибольшее в момент включения источника питания и уменьшается со временем. Падение противодействует увеличению тока, следовательно, сила тока является самой низкой в ​​момент включения источника питания и увеличивается со временем. Часто говорят, что напряжение опережает ток на катушке

.

На рисунке выше показано, что происходит с напряжением на катушке и с током, протекающим через нее после подачи питания на ее выводы.Сплошная красная линия показывает течение тока. Как мы можем наблюдать, ток увеличивается при подаче питания, пока не будет достигнуто его пиковое значение, определенное законом Ома, то есть отношение напряжения на выводах к сопротивлению катушки . Пунктирная синяя линия показывает падение напряжения на катушке. Как мы можем наблюдать, это падение является наибольшим в момент подачи питания и минимальным после того, как ток достигает своего пикового значения. Это связано с упомянутым ранее фактом, что индукционное напряжение имеет противоположное направление, чем напряжение, приложенное к клеммам.

Резонансная частота катушки обсуждается при описании параметров несовершенной катушки, поскольку она связана с паразитной емкостью.

Материал сердечника и относительная магнитная проницаемость

Очень важным элементом индукционной катушки является ее сердечник. Сердечник характеризуется типом используемого материала и связанной с ним относительной магнитной проницаемостью. Он называется «относительным», потому что определяется проницаемостью вакуума.Это безразмерное число, определяемое как отношение магнитной проницаемости (абсолютная мкм ) данной среды к проницаемости вакуума мкм ₀ .

Согласно определению, магнитная проницаемость – это способность данного материала или среды изменять магнитную индукцию вместе с изменением напряженности магнитного поля. Другими словами, проницаемость – это характеристика материала или среды, описывающая его способность концентрировать линии магнитного поля.

Магнитная проницаемость – это, в соответствии с данными, опубликованными в 2002 году Комитетом по данным для науки и технологий (CODATA), скаляр, который обозначается символом μ ₀ и значение которого в Международной системе единиц (SI ) составляет мкм ₀ = 4 · Π · 10 ^-7 = прибл. 12,566370614 · 10 ^-7 [Г / м = В · с / А · м] .

Индуктивность катушки выражается по следующей формуле:

Символы, используемые в формуле, означают:

• L – индуктивность в генри,
• μ ₀ – магнитная проницаемость вакуума,
• μ – относительная проницаемость материала сердечника,
• Z – количество витков провода в катушке,
• S – площадь поперечного сечения змеевика,
• л – длина змеевика.

Относительная проницаемость незагрязненного воздуха не сильно отличается от проницаемости вакуума, поэтому для упрощения в инженерной практике предполагается, что μ = 1 , а формула индуктивности воздушной катушки составляет:

Синими линиями показаны силовые линии магнитного поля, направленные в соответствии с правилом Ленца (так называемое правило правой руки).

С точки зрения магнитных свойств материалы делятся на парамагнитные материалы (материалы, которые превращаются в магниты после помещения в магнитное поле), ферромагнитные материалы (которые намагничиваются в присутствии магнитного поля) и диамагнитные материалы (ослабляющие магнитное поле). магнитное поле).Тип материала сердечника сильно влияет на параметры катушки. В идеальном вакууме нет частиц, которые могли бы повлиять на корреляцию между индуктивностью и силой магнитного поля. При этом в каждой материальной среде формула индуктивности будет изменяться в зависимости от проницаемости этой конкретной среды. В случае вакуума значение проницаемости равно 1. Для парамагнитных материалов относительная проницаемость немного выше 1, для диамагнитных материалов немного меньше 1 – различия в обоих случаях настолько малы, что в технических приложениях ими пренебрегают. и значение предполагается равным 1.

Подведем итог этому абзацу, перечислив параметры катушки, которые имеют наибольшее влияние на ее индуктивность:

• Индуктивность катушки увеличивается на:

  • количество витков провода,
  • относительная проницаемость материала керна,
  • площадь поверхности змеевика,
  • уменьшение длины бухты.

• Индуктивность катушки уменьшается, когда:

  • количество витков провода уменьшается,
  • относительная проницаемость материала сердечника уменьшается,
  • площадь поверхности уменьшается,
  • длина катушки увеличивается.

Почему используются ядра? Во-первых, благодаря этому можно сохранять больше энергии с меньшим количеством витков, чем в случае эквивалента с воздушным сердечником. Во-вторых, это связано с механической структурой катушки – сердечник служит опорой для витков проводов и позволяет правильно установить в целевом устройстве. Третья важная причина – это концентрация и проводимость магнитного поля. В некоторых приложениях также будет важна возможность регулировать индуктивность катушки, изменяя положение сердечника относительно витков провода, например, вставляя или выталкивая его.

Неидеальная катушка

До этого момента мы обсуждали параметры идеальной катушки. Между тем, в реальных условиях обмоточный провод будет иметь некоторое сопротивление и емкость, которые будут влиять на фактические параметры катушки, которые мы еще не рассматривали.

На рисунке показана эквивалентная схема постоянного тока реальной катушки. Резистор, представляющий сопротивление провода обмотки, был подключен последовательно к виткам катушки. При протекании тока через катушку это вызовет не только падение напряжения, но и потерю мощности в виде тепла, что может вызвать перегрев катушки и изменить параметры сердечника.Как следствие, электрический КПД всего устройства также снижается.

Схема альтернативного постоянного тока реальной катушки

В случае анализа переменного тока следует также учитывать паразитную емкость, создаваемую неизолированными слоями проводника, поэтому эквивалентная диаграмма, помимо резистора, включает также конденсатор, подключенный параллельно катушке. терминалы. Таким образом создается RLC-цепь, и сама катушка является индуктивной до достижения резонансной частоты и становится емкостной после ее достижения.Вот почему импеданс катушки увеличивается с увеличением резонансной частоты, достигая максимального значения в резонансе, и уменьшается после превышения частоты.

Изменение реальной катушки с индуктивной на емкостную после достижения резонансной частоты. Символы на эквивалентной принципиальной схеме: L – индуктивность, EPC – паразитная емкость, EPR – параллельное сопротивление, обозначающее потерю мощности, ESR – последовательное сопротивление, обозначающее сопротивление сердечника обмотки)

Три типа потерь мощности в индукционных катушках

При применении катушек рассматриваются три основных типа потерь мощности.О первом уже упоминалось ранее, а именно о потерях в последовательном сопротивлении, то есть в обмоточном проводе. Эту потерю мощности следует особенно учитывать, когда ток, протекающий через катушку, имеет высокую силу тока. Это наиболее частая потеря мощности в блоках питания и цепях питания. Это вызывает перегрев катушки и, как следствие, всего устройства. Это также наиболее частая причина повреждений, так как высокая температура может вызвать повреждение изоляции и короткое замыкание катушек.

Второй тип потери мощности – это потеря мощности в сердечнике. Это результат неправильного изготовления, возникновения вихревых токов и изменения положения магнитных доменов. Такие потери являются преобладающими, когда ток, протекающий через катушку, имеет малую силу тока. Они встречаются в схемах с высокой частотой, цифровых разделителях сигналов и др. Это может привести не столько к повреждению катушки, сколько к потере уровня сигнала в чувствительных цепях.

Третий тип потерь мощности – это потеря мощности, возникающая в результате потери магнитного потока, которая может быть рассеяна механическими монтажными элементами, воздушными зазорами в сердечнике или небрежным качеством изготовления самой катушки.

Откройте для себя наше предложение

Заключительные замечания

Индукционная катушка – это простой компонент, поэтому им немного пренебрегают. Между тем, при установке электронной схемы, оснащенной дросселями или преобразователями, следует обращать особое внимание на выбранные индуктивные компоненты, включая их резонансные частоты или параметры материала сердечника. Используются разные сердечники с частотой тока в десятки и сотни герц и разные с частотой в сотни мегагерц и более.Иногда для высокочастотных сигналов достаточно ферритовой бусины.

Индукционные катушки могут изготавливаться разными способами. Обычно на сердечник наматывают от нескольких до нескольких сотен витков провода. В некоторых приложениях витки наматываются как пути на печатной плате, а иногда замыкаются в ферритовом сердечнике. В настоящее время большинство катушек, в частности дросселей, используемых в силовых цепях, изготавливаются с целью монтажа SMT. Тем не менее, технологическая гонка жесткая, и постоянно разрабатываются новые магнитные материалы, которые могут сохранять свои характеристики и ограничивать потери, несмотря на повышение температуры и т. Д.

Катушка, предназначенная для работы на низкой частоте, обычно имеет железный сердечник и большое количество витков, что делает ее относительно тяжелой. Вот почему во многих приложениях, особенно в тех, которые подвержены ударам и скачкам, способ монтажа играет важную роль. Обычно недостаточно припаять катушку – ее сердечник необходимо правильно закрепить с помощью зажима, держателя или винта. При выборе катушки или преобразователя для прибора стоит учитывать этот аспект.

Применение индукционных катушек в электронике

Катушки используются для:

,
• блокирует прохождение переменного тока в цепи,
• короткое замыкание постоянного тока (напряжения),
• измерение времени по спаду тока,
• построить колебательный контур,
• строить фильтры для определенных частот,
• пара усилительных каскадов,
• уменьшите или увеличьте напряжение.

Некоторые применения катушек аналогичны применению конденсаторов. Как мы уже знаем, катушка ведет себя как конденсатор после превышения резонансной частоты. Однако это не означает, что эти элементы могут использоваться в схеме взаимозаменяемо.

Обязательно посмотрите видео на тему индукционных катушек и их применения в электронике:

индуктивность

индуктивность

Взаимная и самоиндукция

Проблема:

Для работы электропоезда нужно 12 В, а напряжение на розетке – 120 В. Каково отношение количества витков первичной обмотки к количеству витков включает вторичную обмотку используемого вами трансформатора?

Решение:

• Концепции:
  Взаимная индуктивность, собственная индуктивность трансформатора
• Рассуждение:
  Прототип трансформатора имеет первичную и вторичную обмотки. намотанные по обе стороны от железного кольца. Если ток в первичной катушка изменяется, поток через вторичную катушку изменяется, и ЭДС индуцируется во вторичной катушке.ЭДС, наведенная во вторичной обмотке, равна пропорционально числу витков N ₂ вторичной обмотки, поскольку количество витков определяет полный магнитный поток, проходящий через эта катушка. Индуцированная ЭДС также пропорциональна напряжению V ₁ через первичную обмотку, так как это определяет величину первичной обмотки. ток и связанное с ним магнитное поле. Индуцированное напряжение обратно пропорционально количеству витков N ₁ первичная обмотка.Отношения имеют вид

  V ₂ / N ₂ = V ₁ / N ₁ .

  Отношение количества витков на двух катушках определяет соотношение напряжения. Самоиндуктивность является причиной того, что ЭДС, индуцированная в вторичная обмотка обратно пропорциональна количеству витков первичная обмотка. Если у первичной катушки больше витков, ее труднее производить быстрое изменение тока, протекающего через него, из-за обратной ЭДС, возникающая в результате самоиндукции.Этот эффект ограничивает ток и следовательно, величина магнитного поля, создаваемого первичной катушкой, что, в свою очередь, ограничивает магнитный поток, проходящий через вторичную катушку.
  
  Предположим, что одно и то же поле B пронизывает обе катушки и поток на виток Φ _B одинаков для обеих катушек. Полный поток на виток обусловлен токи в обеих катушках. В хорошо спроектированном трансформаторе сопротивление катушек мала, и здесь мы им пренебрегаем.Тогда наведенная ЭДС в первичная обмотка должна точно уравновешивать приложенное напряжение V _p .
  V _p = N ₁ dΦ _B / dt.
  Поскольку Φ _B одинакова для вторичной обмотки, наведенная ЭДС в вторичная обмотка ε _с = N ₂ dΦ _B / dt. Пока нет нагрузки подключенном, измеряем выходное напряжение V _s = N ₂ dΦ _B / dt.
  V _p / N _p = V _s / N _s .

• Детали расчета:
  N ₁ / N ₂ = V ₁ / V ₂ . Тебе необходимо трансформатор с в десять раз большим количеством витков на первичной обмотке, чем на вторичная обмотка.

Проблема:

Большая катушка радиуса а лежит в плоскости x-y с центром в Происхождение. Коаксиальная катушка радиуса b << a с ее ось, параллельная оси z, лежит на расстоянии z выше большого катушка.Маленькая катушка проходит постоянный ток I.
(а) Найдите магнитный поток, связанный с большой катушкой.
(b) Если маленькая катушка движется вдоль оси z с постоянной скоростью v = v ₀ k , что ЭДС ε индуцированный в большой катушке как функция времени? Пусть z = 0 при t = 0.

Решение:

• Концепции:
  Поток F = ∫ _A B ∙ n dA, F = MI, M = взаимная индуктивность, ε = -∂F / ∂t = индуцированная ЭДС
• Рассуждение:
  После определения взаимной индуктивности катушек как функции катушки разделение, мы можем найти поток через большую катушку и наведенную ЭДС.
• Детали расчета:
  (а) Поток через большую катушку за счет тока I в малой катушка F = MI. Чтобы найти M, мы вычисляем поток через маленькую катушку из-за тока I в большой катушке.
  [При расчете взаимной индуктивности вы можете рассчитать поток через цепи 1 из-за тока в цепи 2 или потока через цепь 2 из-за ток в цепи 1. В данной задаче один из этих расчетов часто намного проще, чем другие.]
  В поле на оси токовой петли радиуса а равно В = k μ ₀ Ia ² / [2 (a ² + z ² ) ^3/2 ] (единицы СИ), если ток протекает в φ направление.
  Поток через петлю радиуса b равен F = ∫ _A B ∙ n dA.
  F = πb ² μ ₀ Ia ² / [2 (a ² + z ² ) ^3/2 ]. (Так как b << a, B почти постоянен по площади, если небольшой петля.)
  F = MI, M = πb ² a ² μ ₀ / [2 (a ² + z ² ) ^3/2 ].
  (б) ε = -∂F / ∂t = – (πb ² a ² μ ₀ I / 2) (∂ / ∂t) (1 / (a ​​ ² + z ² ) ^3/2 )
  = (3πb ² a ² μ ₀ I / 4) (1 / (a ​​ ² + z ² ) ^5/2 ) 2zv ₀ .
  ε = (3πb ² a ² μ ₀ I / 2) (zv ₀ / (a ​​ ² + z ² ) ^5/2 ).

Проблема:

Тороидальная катушка из N витков имеет квадратное поперечное сечение, каждая сторона которого квадрат имеет длину а и внутренний радиус b.
(а) Найдите самоиндукцию катушки.
б) Найдите взаимную индуктивность системы, состоящей из катушки и длинный прямой провод вдоль оси симметрии катушки.(Предположим, что проводники, замыкающие цепь, частью которой является длинный прямой провод расположены далеко от катушки, поэтому их влиянием можно пренебречь.)
(c) Найдите отношение самоиндукции катушки к взаимной индуктивность системы.

Решение:

• Концепции:
  Закон Ампера, магнитный поток, взаимная индуктивность, самоиндукция
• Рассуждения
  Закон Ампера можно использовать для определения магнитных полей, возникающих из-за катушки и из-за к проводу.Найдя поток этих полей через катушку, мы можем найти самоиндукцию и взаимную индуктивность.
• Детали расчета:
  (а) Закон Ампера дает магнитное поле внутри тора из-за тока Я в обмотках. Симметрия диктует, что магнитное поле направлено внутрь в ( φ / φ) -направление.
  B = ( φ / φ) μ ₀ NI / (2πr). Здесь N – количество витков обмоток.
  
  Поток этого поля через обмотки
  F = ∫ _{B ∙ d A = [μ 0 N ² I / (2π)] a∫ b ^{b + a} (1 / r) dr = [μ 0 N ² I / (2π)] a ln ((b + a) / b).
  F = LI, L = [μ 0 N ² a / (2π)] ln ((b + a) / b).
  (б) Закон Ампера дает магнитное поле внутри тора из-за ток я в проводе.
  B = ( φ / φ) μ 0 I / (2πr).
  Поток этого поля через обмотки
  F = ∫ B ∙ d A = [μ 0 NI / (2π)] a∫ b ^{b + a} (1 / r) dr = [μ 0 NI / (2π)] а ln ((b + a) / b).
  F = MI, M = [μ 0 Na / (2π)] ln ((b + a) / b).
  (c) L / M = N.}

Проблема:

По длинному кабелю в одном направлении проходит ток, равномерно распределенный по его круглое сечение.Ток возвращается по поверхности (есть очень тонкая изолирующая оболочка, разделяющая токи). Найдите себя индуктивность на единицу длины.

Решение:

• Концепции:
  Самостоятельная индуктивность, Ампера закон, U = ½LI ² = (1 / (2μ ₀ )) ∫ _{B ² dV.}
• Рассуждение:
  Находим магнитное поле произвести по току из закона Ампера и решить
  ½LI ² = (1 / (2μ ₀ )) ∫ _{B ² dV для собственной индуктивности L.}
• Детали расчета:
  Предположим, что провод имеет радиус a и концентричен с осью z. Предположим, что по нему протекает ток I.
  Для круговой петли Γ радиуса r концентричный оси z и лежащий в плоскости x-y, имеем
  2πrB = μ ₀ I _{через Г} .
  B = B ( φ / φ).
  Я _{через Γ} = Ir ² / a ² .
  r 0 Ir / (2πa ² )
  r> a: B = 0.
  Для участка единичной длины имеем
  (½μ ₀ ) ∫ _{B ² dV = (π / μ 0 ) (μ 0 I / (2πa ² )) ² ∫ 0 ^a r ³ dr = (π / μ 0 ) (μ 0 I / (2πa ² )) ² (a ⁴ /4)
  = (μ 0 I ² / (16π)) знак равно ½LI ² .
  L = (μ 0 / (8π)).}

.