Расчет индуктивности дросселя: Coil32 — On-line калькуляторы – Дроссель фильтра и его расчёт

Простые устройства — Расчёт индуктивности дросселя из порошкового материала

ДроссельМногие сталкиваются с необходимостью рассчитать индуктивность дросселя, намотанного на порошковом торике, или определить необходимое количество витков для получения нужной индуктивности… Статья о том, как просто это сделать.

Нам понадобится каталог Power Conversion & Line Filter Applications компании Micrometals, документ в формате PDF весит 6,7Мб.

Итак, качаем, открываем страницу 1.

Таблица цветовой кодировки{ads2}Сверху вы видите таблицу, в который показано, какой из 12 материалов каким цветом маркируется. Допустим, вы вынули из убитого

БП АТХ, пущенного на запчасти, дроссель, намотанный на торике жёлтого цвета, у которого одна грань белого цвета. По таблице это 26-й материал, самый распространённый и дешёвый. Дроссель имеет 32 витка. Замеряем размеры, допустим у нас это внешний диаметр 27мм, внутренний 14мм, и высота торика 12мм (точно замерять нет необходимости, т.к. ближайшие «соседи» в таблице врядли совпадут по размерам). Ищем эти размеры в таблице и находим на 9-й странице: это, оказывается, Т106-26, число 26 обозначает тип материала.

Для расчёта индуктивности нам нужен параметр AL:

Таблица цветовой кодировки на стр.9для Т106-26 AL=93nH/N2, т.е. 93 нГ·виток2, соответственно считаем индкутивность  нашего дросселя:

(32*32)*93=95232нГн = 95 мкГн

Витки считаем соответственно по формуле:

формула расчёта индкутивности

w=√(L/AL), где L — индкутивность в нГн,

AL из таблицы для данного сердечника.

 Например, нам нужно получить 250 мкГн, и у нас имеется торик Т68-52. Находим, что у него AL равно 40, значит:

(250000\40) = 79 витков дадут нам 250мкГн.

Надеюсь эта информация поможет вам.

{ads1}

Дроссель и расчёт

Простые устройства — Расчёт индуктивности дросселя из порошкового материала

Дроссель

Многие сталкиваются с необходимостью рассчитать индуктивность дросселя, намотанного на порошковом торике, или определить необходимое количество витков для получения нужной индуктивности… Статья о том, как просто это сделать.

Нам понадобится каталог Power Conversion & Line Filter Applications компании Micrometals, документ в формате PDF весит 6,7Мб.

Итак, качаем, открываем страницу 1.

Таблица цветовой кодировки

{ads2}Сверху вы видите таблицу, в который показано, какой из 12 материалов каким цветом маркируется. Допустим, вы вынули из убитого БП АТХ, пущенного на запчасти, дроссель, намотанный на торике жёлтого цвета, у которого одна грань белого цвета. По таблице это 26-й материал, самый распространённый и дешёвый. Дроссель имеет 32 витка. Замеряем размеры, допустим у нас это внешний диаметр 27мм, внутренний 14мм, и высота торика 12мм (точно замерять нет необходимости, т.к. ближайшие «соседи» в таблице врядли совпадут по размерам). Ищем эти размеры в таблице и находим на 9-й странице: это, оказывается,
Т106-26
, число 26 обозначает тип материала.

Для расчёта индуктивности нам нужен параметр AL:

Таблица цветовой кодировки на стр.9для Т106-26 AL=93nH/N2, т.е. 93 нГ·виток2, соответственно считаем индкутивность  нашего дросселя:

(32*32)*93=95232нГн = 95 мкГн

Витки считаем соответственно по формуле:

формула расчёта индкутивности

w=√(L/AL), где L — индкутивность в нГн, AL из таблицы для данного сердечника.

 Например, нам нужно получить 250 мкГн, и у нас имеется торик Т68-52. Находим, что у него AL равно 40, значит:

(250000\40) = 79 витков дадут нам 250мкГн.

Надеюсь эта информация поможет вам.

{ads1}

Дроссель и расчёт

Простые устройства — Расчёт индуктивности дросселя из порошкового материала

ДроссельМногие сталкиваются с необходимостью рассчитать индуктивность дросселя, намотанного на порошковом торике, или определить необходимое количество витков для получения нужной индуктивности… Статья о том, как просто это сделать.

Нам понадобится каталог Power Conversion & Line Filter Applications компании Micrometals, документ в формате PDF весит 6,7Мб.

Итак, качаем, открываем страницу 1.

Таблица цветовой кодировки

{ads2}Сверху вы видите таблицу, в который показано, какой из 12 материалов каким цветом маркируется. Допустим, вы вынули из убитого БП АТХ, пущенного на запчасти, дроссель, намотанный на торике жёлтого цвета, у которого одна грань белого цвета. По таблице это 26-й материал, самый распространённый и дешёвый. Дроссель имеет 32 витка. Замеряем размеры, допустим у нас это внешний диаметр 27мм, внутренний 14мм, и высота торика 12мм (точно замерять нет необходимости, т.к. ближайшие «соседи» в таблице врядли совпадут по размерам). Ищем эти размеры в таблице и находим на
9-
й странице: это, оказывается, Т106-26, число 26 обозначает тип материала.

Для расчёта индуктивности нам нужен параметр AL:

Таблица цветовой кодировки на стр.9для Т106-26 AL=93nH/N2, т.е. 93 нГ·виток2, соответственно считаем индкутивность  нашего дросселя:

(32*32)*93=95232нГн = 95 мкГн

Витки считаем соответственно по формуле:

формула расчёта индкутивности

w=√(L/AL), где L — индкутивность в нГн, AL из таблицы для данного сердечника.

 Например, нам нужно получить 250 мкГн, и у нас имеется торик Т68-52. Находим, что у него AL равно 40, значит:

(250000\40) = 79 витков дадут нам 250мкГн.

Надеюсь эта информация поможет вам.

{ads1}

Дроссель и расчёт

Расчет индуктивности на ферритовом стержне.

Плагин Ferrite:
Расчет индуктивности на ферритовом стержне

катушка на ферритовом стержнеВ отличии от тороидальной индуктивности на ферритовом кольце, магнитный поток катушки на ферритовом стержне не замкнут целиком внутри феррита и каждая силовая линия проходит и по ферритовому стержню и по воздуху, поэтому расчет такой катушки представляет довольно сложную задачу. Индуктивность зависит от:

  • магнитной проницаемости ферритового стержня и его размеров;
  • размеров самой катушки;
  • взаимного соотношения размеров катушки и стержня;
  • положения катушки относительно центра стержня.

 

Расчет индуктивности катушки на ферритовом стержне основан на определении относительной эффективной проницаемости стержня. Другими словами, нам нужно определить насколько возрастет индуктивность катушки с «воздушным сердечником» если внутрь нее вставить ферритовый стержень. Основная формула выглядит вот так:

μe = Lf / Lair = (1 + x) / (1 / k + x / μfe ) [1]

,где Lf / Lair — отношение индуктивности катушки с ферритом к индуктивности той же катушки без феррита, а коэффициенты xk и μfe вычисляются по следующему алгоритму:

  1. l’ = lc + 0.45 dc;
  2. φ_φmax ≈ 1 / [ 1 + { ( ( lf — lc ) / df )1.4 } / ( 5 μ ) ];
  3. Canf = 0.5 π ε0 ( lf — lc ) / [ ln { 2 ( lf + df) / df } — 1 ];
  4. k = [ (φ_φmax Canf / ε0 ) + 2 df ] / 2 dc
  5. x = 5.1 [ l’ / dc ] / [1+ 2.8 ( dc / l’ )];
  6. μfe = ( μ -1) ( df /dc)2 +1;

где ε0 = 8,8542*10-12 Ф/м — электрическая постоянная, μ — начальная магнитная проницаемость материала стержня. Основные размеры в метрах, обозначения понятны из рисунка:

ferr

Немного теории обосновывающей этот алгоритм.

  • Можно считать что воздушная катушка имеет магнитную цепь состоящую из двух частей. Снаружи катушки и внутри нее. Они отличаются плотностью силовых линий и магнитным сопротивлением. Если магнитное сопротивление внутренней части магнитной цепи выше, чем наружной части (а это так, поскольку ее площадь поперечного сечения намного меньше), тогда применение феррита уменьшает это сопротивление и имеет эффект увеличения индуктивности. Это отношение двух частей магнитных сопротивлений магнитной цепи воздушной катушки обозначено в основной формуле как x и вычисляется на 5-ом шагу алгоритма.
  • Параметр μfe учитывает случай, когда обмотка не плотно прилегает к стержню, т.е. между стержнем и обмоткой существует радиальный зазор.
  • Параметр Canf учитывает влияние частей стержня, которые выступают за пределы катушки. Эти части уменьшают магнитное сопротивление внешней части магнитной цепи и также увеличивают индуктивность.
  • Параметр φ_φmax учитывает конечное магнитное сопротивление феррита. Этот параметр, наряду с параметром Canf используется для расчета коэффициента k из основного уравнения [1]

При смещении катушки относительно стержня индуктивность катушки уменьшается, это обстоятельство учитывается с помощью поправочного коэффициента K:

K = -440.9943706*sh8+1318.707293*sh7 -1604.5491034*sh6+1021.078226*sh5 -363.8218957*sh4+71.6178135*sh3 -7.6027344*sh2+0.3013663*sh+0.995 [2]

,где

  • sh — относительное смещение = смещение s деленное на половину длины сердечника [sh = s / ( lf / 2 )].

Эта формула получена методом регрессионного анализа и справедлива при s = 0,05 — 0,75


В итоге индуктивность катушки на ферритовом стержне определяется по следующей формуле:

L(мкГн) = μe Lair*K [3]

Индуктивность катушки  «воздушным» сердечником Lair рассчитывается по алгоритму расчета однослойной катушки с учетом шага намотки. Длину намотки можно определить по следующей формуле:

,где

  • N — число витков.
  • dw — диаметр провода.
  • p — шаг намотки.

Алгоритм имеет следующие ограничения в расчетах:

  • шаг намотки не может превышать удвоенного диаметра провода;
  • диаметр катушки не может быть больше удвоенного диаметра стержня;
  • длина намотки должна быть меньше 3/4 длины стержня;
  • длина стержня должна быть не менее чем в 12 раз больше его диаметра;
  • при смещении катушки она не должна доходить до края стержня на 1/8 его длины;
  • начальная магнитная проницаемость стержня должна быть больше 100;

Также как и в дросселе на ферритовом кольце с немагнитным зазором, при больших значениях начальной магнитной проницаемости стержня его эффективная магнитная проницаемость слабо зависит от начальной и составляет величину не более нескольких десятков.

В версиях плагина ferrite.coi ниже 0.3 использовалась методика расчета, предложенная В.И. Хомичем в книге «Ферритовые антенны МБР-721 1989г.» Как оказалось, эта методика дает ошибочный результат расчета. В плагине версии от 0.3 до 11.2 применялась методика по ссылке [2]. Эта методика также не согласуется с реальными измерениями. Расчет изложенный в этой статье основан на работе Алана Пейна G3RBJ (см ссылку [1]). Расчет идет по формулам [1],[2], [3] и [4] методом итераций. Расчет реализован в плагине версии 12.2 и выше.

Кроме того, вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором катушки на ферритовом стержне.


Источник:

  1. http://g3rbj.co.uk/wp-content/uploads/2014/06/Web-The-Inductance-of-Ferrite-Rod-Antennas-issue-3.pdf
  2. http://makearadio.com/tech/files/Ferrite_Rod_Inductance.pdf

Особая благодарность Андрею Васильевичу Каинову за конструктивную помощь и соавторство в разработке методики расчета.

Как рассчитать дроссель? – Программа для расчета BoosterRing

Для начала, хотелось бы отметить, что новичку, который столкнулся с расчетом дросселя повышающего или понижающего преобразователя есть, где поломать голову и допустить ошибку. Программа для расчета дросселей BoosterRing входит в список программ созданных Владимиром Денисенко. Она имеет статус свободно распространяющейся, скачать ее можно и на нашем сайте, ищем ссылку на нее в конце статьи. С помощью данного ПО, проблема, как рассчитать дроссель отпадает сама собой.

Как рассчитать дроссель? – Программа для расчета BoosterRing

Для того, что бы провести расчет дросселя онлайн, можно использовать этот сервис. Для некоторых радиолюбителей вполне будет достаточно и его.

При использовании BoosterRing можно увидеть более подробные расчетные данные. Программа для расчета дросселей имеет простой и понятный интерфей, не требует никакой инсталляции. Работать с программой не сложно, достаточно ввести свои параметры и можно сразу увидеть результаты расчета. При наведении курсора на некоторые поля, всплывают подсказки. Так выглядит интерфейс работы с программой.

В общем, данное ПО можно смело использовать в своих самодельных схемах и поделках для расчета дросселя. Тем, кто хочет отблагодарить разработчика, может в разделе «о программе» увидеть все его реквизиты.

Как и обещали, мы прикрепляем ссылку для скачивания. В архиве также есть и другие не менее полезные и популярные программы от этого разработчика.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

comments powered by HyperComments

Как рассчитать индуктивность катушек с замкнутыми сердечниками? Часть 2.

Всем доброго времени суток. В первой части я рассказал, как рассчитать индуктивность катушек с замкнутыми сердечниками тороидального и П-образного типа. Данная статья продолжает тему индуктивности катушек с замкнутыми сердечниками, здесь я расскажу о расчёте катушек с Ш-образными и броневыми сердечниками.

Расчёт катушки с Ш – образным сердечником прямоугольного сечения

Ш-образные сердечники также как и П-образные выполняются разборными. Существует несколько видов таких сердечников, я рассмотрю два типа: с прямоугольным сечением и круговым сечением среднего керна.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

Данные типы сердечников применяются в трансформаторах преобразователей с частотой работы до 100 кГц. Их применение обеспечивает наибольшее полное сопротивление при минимальном количестве витков в обмотке, что позволяет уменьшить потери и индуктивность рассеяния.

Вначале рассмотрим Ш-образные сердечники прямоугольного сечения, они могут состоять из двух Ш-образных половинок или из Ш-образной части с замыкающей пластиной.

Ш – образный сердечник прямоугольного сеченияШ – образный сердечник прямоугольного сечения
Ш – образный сердечник прямоугольного сечения: из двух Ш-образных половинок (слева) и Ш-образной части и замыкающей пластины (справа).

Для того чтобы рассчитать параметры такого сердечника рассмотрим его сечения.

Расчёт параметров Ш – образного сердечника прямоугольного сеченияРасчёт параметров Ш – образного сердечника прямоугольного сечения
Расчёт параметров Ш – образного сердечника прямоугольного сечения.

Силовую линию магнитного поля в данном сердечнике можно разложить на несколько участков l1, l2, l3, l4, l5 с различным сечением S1, S2, S3, S4, S5. Исходя из этого постоянные сердечника можно рассчитать по следующим выражениям

Расчёт параметров Ш – образного сердечника прямоугольного сеченияРасчёт параметров Ш – образного сердечника прямоугольного сечения

Некоторые величины можно найти измерением, а остальные по приведённым ниже выражениям. Так средняя длина магнитной линии и средняя площадь поперечного сечения на угловых участках составит

Расчёт параметров Ш – образного сердечника прямоугольного сеченияРасчёт параметров Ш – образного сердечника прямоугольного сечения

Пример. Рассчитаем индуктивность катушки намотанной на замкнутом Ш-образном сердечнике состоящего из двух половинок типа Ш20х28, выполненных из материала M2000НМ (μr = 2000), обмотка выполнена из ω = 200 витков.

Сердечник типа Ш20х28Сердечник типа Ш20х28
Сердечник типа Ш20х28, где L = 65, B = 28, H = 32,5, h = 22, l0 = 20, ll = 12.

Определим размеры и площади необходимых участков

Сердечник типа Ш20х28Сердечник типа Ш20х28

Из полученных значений вычислим коэффициент C1 и индуктивность L, полученной катушки

Сердечник типа Ш20х28Сердечник типа Ш20х28

Расчёт катушки с Ш – образным сердечником круглого сечения

Теперь рассмотрим Ш-образные сердечники с круговым сечением центрального керна. Они также выполняются разборными, состоящими из двух одинаковых половинок.

Ш – образный сердечник с центральным керном круглого сеченияШ – образный сердечник с центральным керном круглого сечения
Ш – образный сердечник с центральным керном круглого сечения.

Для расчёта его параметров рассмотрим его сечение

Расчёт параметров Ш – образного сердечника с центральным керном кругового сеченияРасчёт параметров Ш – образного сердечника с центральным керном кругового сечения
Расчёт параметров Ш – образного сердечника с центральным керном кругового сечения.

Аналогично предыдущим типам сердечников, разделим силовую линию магнитного поля на следующие части: линейные – l1, l2, l3 и угловые – l4, l5, так же выделим соответствующие им поперечные сечения: S1, S2, S3, S4, S5. Размеры линейных участков достаточно легко посчитать или измерить, а угловые размеры участков могут быть вычислены по следующим выражениям

Расчёт параметров Ш – образного сердечника с центральным керном кругового сеченияРасчёт параметров Ш – образного сердечника с центральным керном кругового сечения

Исходя из этого, коэффициенты сердечника можно рассчитать по следующим выражениям

Расчёт параметров Ш – образного сердечника с центральным керном кругового сеченияРасчёт параметров Ш – образного сердечника с центральным керном кругового сечения

Пример. В качестве примера, рассчитаем индуктивность дросселя намотанного на сердечнике Epcos, состоящем из двух половинок ER 14.5/6 выполненных их материала N87 (μr = 2200), количество витков ω = 30

Сердечник Epcos типа ER 14.5/6Сердечник Epcos типа ER 14.5/6
Сердечник Epcos типа ER 14.5/6.

Рассчитаем длину и сечение участков магнитной силовой линии

Сердечник Epcos типа ER 14.5/6Сердечник Epcos типа ER 14.5/6

Таким образом, индуктивность данного дросселя составит

Сердечник Epcos типа ER 14.5/6Сердечник Epcos типа ER 14.5/6

Существует большое количество различных типов Ш-образных сердечников, различающиеся теми или иными конструктивными особенностями, но расчёт их постоянных коэффициентов (С1 и С2) и эффективных параметров (le, Se(Ae) и Ve) сводится к разделению полной длины магнитной силовой линии на простейшие линейные или угловые участки и вычисление постоянных коэффициентов.

Расчёт катушки с броневым сердечником

Броневые сердечники представляют собой сборную конструкцию, состоящую из двух чашеобразных частей. В центре каждой чашки имеется центральный керн, в большинстве случаев имеющий осевое отверстие, используемое для подстройки величины индуктивности.

Такие сердечники имеют универсальное применение благодаря высокой добротности в заданной полосе частот, низким искажениям, отсутствие полей рассеяния и небольшими габаритами.

Броневой сердечникБроневой сердечник
Броневой сердечник.

Расчёт постоянных С1 и С2 данного типа сердечника выполняется по аналогии с предыдущими типами, но в связи с формой броневого сердечника имеются свои особенности. Рассмотрим сечение броневого сердечника

 Расчёт параметров броневого сердечника Расчёт параметров броневого сердечника
Расчёт параметров броневого сердечника.

Разделим данный сердечник на простейшие линейные и угловые участки с различным сечением: линейные – l1, l2, l3 и угловые – l4, l5, так же выделим соответствующие им поперечные сечения: S1, S2, S3, S4, S5. Длины линейных участков достаточно просто определить, для нахождения длины угловых участков и сечений на всех участках можно используя следующие выражения

 Расчёт параметров броневого сердечника Расчёт параметров броневого сердечника

Таким образом, вычислив длину и площадь поперечного сечения отдельных участков, можно вычислить постоянные для данного типа сердечников

 Расчёт параметров броневого сердечника Расчёт параметров броневого сердечника

Данные выражения определяют параметры сердечника без технологических пазов и вырезов. При желании их учитывать необходимо, внести следующие поправки

 Расчёт параметров броневого сердечника Расчёт параметров броневого сердечника

где n – число пазов,

g – ширина паза.

Пример. В качестве примера рассчитаем индуктивность дросселя выполненного на броневом сердечнике, состоящем из двух чашек типа Ч22 из феррита марки 50ВН (μr = 50), количество витков ω = 100.

Сердечник типа Ч22Сердечник типа Ч22
Сердечник типа Ч22: d1 = 22, d2 = 17,9, d3 = 9,4, d4 = 4,4, h1 = 6,8, h2 = 4,6.

С учётом конструктивных особенностей выразим величины заложенные в требуемые нам выражения:

Сердечник типа Ч22Сердечник типа Ч22

Найдем длины и сечение участков магнитопровода. Расчёт будем вести без учёта технологических пазов и вырезов.

Сердечник типа Ч22Сердечник типа Ч22

С учётом рассчитанных выше значений определим индуктивность исходного дросселя

Сердечник типа Ч22Сердечник типа Ч22

На этом можно и остановиться с расчётами индуктивных элементов с замкнутыми сердечниками. В следующей статье я рассмотрю индуктивные элементы на разомкнутых сердечниках.

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *