Электрический и конструкторский Расчет катушки индуктивности
Создание оптимальной катушки индуктивности является довольно сложной задачей из-за противоречивого характера предъявляемых к ним требованиям и состоит в следующем: 1) выбор материала и обоснование конструкции; 2) расчета числа витков; 3) определение конструктивных размеров и уточнение электрических параметров конструкции.
Выбор материала и обоснование конструкции
Материал, из которого изготовлена обмотка катушки индуктивности, должен обладать низким удельным сопротивлением и сравнительно не большим коэффициентом линейного расширения. Наиболее полно этим требованиям удовлетворяет медь имея:
Намотку следует осуществлять проводом типа ПЭВ, так как он применяется на высоких частотах. Примем к расчету следующий провод: ПЭВ-2 ГОСТ 16186 – 74. Данный тип провода выбран из следующих соображений; при увеличении частоты глубина проникновения токов уменьшается, этот процесс, для средней частоты рабочего диапазона равный 5 МГц, можно описать как
отсюда следует, что нет смысла для данного рабочего диапазона использовать провод большего диаметра. В качестве материала каркаса используем полистирол диаметром 10мм. Конструкция катушки индуктивности определяется назначением и условиями эксплуатации. Так для данной катушки индуктивности (данные которой приведены в техническом задании) нужно указать ряд конструктивных решений: 1) выполнить обмотку на каркасе с сердечником – это даст возможность подстройки величины индуктивности, в зависимости от того магнитный или немагнитный сердечник величина добротности увеличится либо уменьшится; 2) выполнить экранирование катушки индуктивности – это конструктивное решение снизит влияние внешних полей, уменьшит добротность.
Расчет числа витков
Расчет числа витков и определение размеров катушки с цилиндрическим сердечником произвели по формулам, применяемым для расчёта катушки без сердечника. Обеспечили подстройку индуктивности (номинальная – 20 мкГн) на Приняли расчетную индуктивность равную 21 мкГн. Расчет числа витков однослойной обмотки осуществили по методу предложенному В.А. Волговым и изложенному в [1]. Число витков можно определить, если известны диаметр и длина намотки по формуле
где D – диаметр обмотки (данный параметр выбираться из производственных возможностей), в см; L – индуктивность катушки (заданная величина), в мкГн; L0 - коэффициент формы (табличное значение). Диаметр обмотки выбран из соображений целесообразности, а именно: диаметр обмотки катушки индуктивности будет соответствовать, внешнему диаметру стандартного сердечника из карбонильного железа Р-100. Умножим и разделим правую часть выражения
Величину
где a - коэффициент не плотности намотки, определяется из условия выбранного диаметра в изоляции;
Так, для выбранного провода ПЭВ - 2
Произведение
Из формулы (3.5) следует выражение
Учитывая выражения (3.2) и (3.6) подставляя числовые значения в (3.6), получим
По графику [1] определено отношение длины намотки к диаметру намотки
Числено это определяется так
По известному значению длины намотки определяем число витков, используя следующее соотношение
Учитывая выражения (3.6) и (3.11) получим
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|