Изготовление тороидальных катушек

Разное

Радиолюбители довольно широко применяют в своих конструкциях катушки индуктивности с тороидальны- ми (кольцевыми) магнитопроводами. По сравнению с катушками с магнито­проводами других типов такие катушки имеют ряд преимуществ — высокую добротность, отсутствие внешних по­лей рассеяния, невосприимчивость к внешним магнитным полям и т. д.

Намотка катушки индуктивности на торои­дальные магнитопроводы

Однако намотка катушек на торои­дальных магнитопроводах сопряжена с известными трудностями, особенно при большом числе витков. Радиолюби­тели при намотке таких катушек обычно используют самодельные плоские шпу­ли или челноки. Для облегчения изго­товления катушек, содержащих боль­шое число витков, иногда кольцевой магнитопровод (обычно он феррито­вый) аккуратно разламывают на две части, наматывают на каждой из них половинное число витков, после чего половинки магнитолровода склеивают, а полуобмотки соединяют согласно-по­следовательно (т. е. конец одной с на­чалом другой).

Такому способу свойст­венны существенные недостатки: из-за механических воздействий значитель­но снижается начальная магнитная про­ницаемость материала магнитопрово­да, наличие немагнитных зазоров в местах склеивания уменьшает магнит­ную проницаемость — в результате эф­фективная магнитная проницаемость магнитопровода снижается на порядок, а то и более. Для получения требуемой индуктивности катушки приходится пропорционально увеличивать число ее витков, в результате чего возрастает активное сопротивление обмотки и снижается ее добротность. Из-за не­равномерности распределения витков катушки по магнитопроводу магнитное поле уже не локализуется внутри катуш­ки, дополнительное выпячивание маг­нитного поля из магнитопровода про­исходит в местах склеивания — уве­личиваются внешние поля рассеяния, катушка требует экранирования

Предлагаемый способ позволяет из­готавливать катушки индуктивности на тороидальных (кольцевых) магнитопро­водах с наружным диаметром 10 мм и менее, индуктивностью до нескольких генри с малыми трудовыми затратами. Этим способом можно изготавливать катушки с максимально достижимыми значениями индуктивности и доброт­ности. полностью заполняя обмоткой окно магнитопровода. Такого результата можно достичь, если катушку намотать высокочастот­ным обмоточным проводом (устарев­шее название — литцендрат), представ­ляющим собой жгут (пучок) изолирован­ных одна от другой и скрученных вместе проволок диаметром 0.03—0,1 мм с наружной волокнистой шелковой одно­слойной (марка ЛЭШО) или лавсановой (марка ЛЭ/10) изоляцией (если наруж­ная изоляция состоит из двух слоев — соответственно ЛЭШД или ЛЭЛД). Про­волок в пучке может быть от трех до не­скольких сотен, но для поставленной цели наиболее пригодны провода с числом проволок 7—10 диаметром 0.05 или 0,07 мм. например. ЛЭШО или ЛЭЛО 10×0.05; 7×0.07; 10×0,07.

Суть способа заключается в том. что катушку наматывают сравнительно толстым проводом-жгутом, а затем составляющие его тонкие изолирован­ные провода соединяют между собой согласно-последовательно, в резуль­тате чего требуемое число витков уменьшается в равное числу проводов раз. Технологический процесс состоит из трёх выполняемых последовательно операций; подготовки магнитопрово­да. собственно намотки и соединения проводов. Подготовка магнитопровода заклю­чается в тщательном скруглении острых кромок мелкозернистой наждачной бумагой во избежание повреждения изоляции тонкого обмоточного прово­да. После этого магнитопровод с не­большим натягом обматывают фторо­пластовой лентой.

Такая лента под на­званием ФУМ (фторопластовый уплот­нительный материал) продается в хозяйственных магазинах. Её необхо­димо распустить на полоски шириной 4…5 мм и обмотать такой полоской магнитопровод в один слой. Этим до­стигаются две цели: исключаются межвитковые замыкания обмотки катушки через магнитопровод и снижается тре­ние провода о него при намотке. При работе с ферритовыми магнитопрово­дами следует избегать непосредствен­ных ударов по ним и их падений на жесткие предметы, так как при этом может произойти значительное необ­ратимое изменение начальной магнит­ной проницаемости материала.

Далее определяют необходимую длину многожильного провода для об­мотки. Если известно число витков ка­тушки, то рассчитывают число витков провода, разделив первое из этих чисел на число проволок в проводе. Умножив число витков на среднюю длину витка, получаем необходимую длину провода Среднюю длину витка / я рассчитываю по эмпирической формуле / = D +3h, где D — наружный диаметр магнитопрово­да; h — его высота. Для ферритового кольца типоразмера К 10x6x5 (от дрос­селя ЭПРА КЛЛ) / = 25 мм. Для катушки, состоящей из 150 витков (коэффициент заполнения окна менее 0.5), потребу­ется примерно 25х 150 = 3750 мм = 3,8 м провода ЛЭШО 7×0,07. Это позволит получить катушку, содержащую 900… 1000 витков провода диаметром 0.07 мм. индуктивностью свыше 1 Гн.

ferritovye-kolcaДалее, продев провод через магнито­провод и поместив последний примерно посередине провода, привязываю его одинарным узлом так, чтобы место пе­рекрещивания провода 1 располагалось на наружной цилиндрической поверхно­сти кольца 2 (рис. 1). Концы провода на длине примерно 50 мм и узел промазы­ваю нитроклеем. Минут через пять, пос­ле высыхания клея, начинаю наматывать катушку, плотно укладывая витки по внутреннему диаметру кольца.

Во избе­жание расползания витков через каждые два-три витка узел “повторяю”, пропус­кая конец провода внутрь витка. Пройдя первый слой и закрепив конец провода узлом, деревянной зубочисткой устра­няю бочкообразность обмотки внутри кольца, поджимая провод к магнитопро­воду. Следующий слой наматываю вто­рым концом провода с небольшим натя­гом так. чтобы не оборвать проволоки. Жесткие, пропитанные клеем концы провода облегчают заведение его внутрь кольца. Так. чередуя намотку од­ним и другим концами провода, запол­няю окно, равномерно распределяя обмотку по кольцу. После намотки ка­тушки изготавливаю каркас.

Для этого в пластине из листового полистирола или другого термоплас­тичного материала толщиной 3…4 мм сверлю отверстие диаметром на 2…3 мм меньше диаметра получившей­ся катушки. Затем в него ввожу стер­жень разогретого паяльника мощ­ностью 40…65 Вт и его очищенной от окалины боковой поверхностью разо­греваю стенки отверстия. Разогрев веду, непрерывно перемещая стержень паяльника по цилиндрической поверх­ности отверстия. Оно при этом как бы “развальцовывается”, его диаметр уве­личивается и на его кромках появляют­ся кольцевые буртики. Развальцевав отверстие до необходимого диаметра, вставляю в него катушку, и пока заго­товка не остыла, пинцетом аккуратно обжимаю буртики вокруг катушки.

ferritovyj-serdechnikВ результате после остывания заготовки она оказывается надежно зафиксиро­ванной в отверстии. Далее заготовку опиливаю до получения необходимой формы каркаса (рис. 2). Излишки про­вода обрезаю, оставив концы длиной 25…30 мм. Отделив из каждого пучка по одной проволоке, облуживаю их. поль­зуюсь известным способом — осто­рожно протягивая проволоку под жалом паяльника с набранным припоем по от­резку поливинилхлоридной изоляции, снятой с монтажного провода. Изоля­ция проволоки при этом разрушается, и происходит ее облуживание. В торцы каркаса 3 вплавляю отрезки лужёного провода диаметром 0.6…0.8 мм — они будут служить выводами 1 катушки 2. Облуженные проволоки наматываю на выводы 1, места намотки пропаиваю.

Облуживание тонкой проволоки — операция весьма деликатная, велик риск её оборвать, поэтому остальные проволоки я соединяю без снятия изо­ляции методом сварки. Для этого, взяв по одной проволоке от начала и конца обмотки, скручиваю их на длине при­мерно 10 мм и нагреваю место скрутки в пламени многоразовой газовой зажи­галки с инжекционной горелкой. Пламя такой зажигалки имеет вид узкого кону­са голубого цвета. При нагреве прово­локи расплавляются, образуя на месте соединения шарик расплавленного металла 4.

После остывания место со­единения укладываю на каркас так, чтобы проволоки прилегали к каркасу 3, и фиксирую на нём, нагревая жалом остро заточенного паяльника до погру­жения шарика и проволок в тело карка­са. Так достигается механическая проч­ность места соединения. После этого скручиваю, свариваю и фиксирую в кар­касе вторую пару проволок, затем тре­тью и т. д. В результате все проволоки оказываются соединёнными последо­вательно. поэтому нет необходимости их “прозвонки”. Соединив все проволо­ки. убеждаюсь в целостности обмотки и отсутствии короткозамкнутых витков в полученной катушке индуктивности, после чего места соединений проволок покрываю клеем БФ-2.

Предлагаемый способ изготовления катушек индуктивности позволяет зна­чительно снизить трудозатраты при их изготовлении. Следует, однако, учесть, что собственная емкость намотанной таким способом катушки значительно больше, чем намотанной по обычной технологии внавал.

Оцените статью
radiochipi.ru
Добавить комментарий

Нажимая на кнопку "Отправить комментарий", я принимаю политику конфиденциальности.

Adblock
detector