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 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 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
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
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 Ш20х28, где L = 65, B = 28, H = 32,5, h = 22, l0 = 20, ll = 12.
Определим размеры и площади необходимых участков
Из полученных значений вычислим коэффициент C1 и индуктивность L, полученной катушки
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 сечения.
Для расчёта его параметров рассмотрим его сечение
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
Исходя из этого, коэффициенты сердечника можно рассчитать по следующим выражениям
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 14.5/6.
Рассчитаем длину и сечение участков магнитной силовой линии
Таким образом, индуктивность данного дросселя составит
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 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.
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
Таким образом, вычислив длину и площадь поперечного сечения отдельных участков, можно вычислить постоянные для данного типа сердечников
Данные выражения определяют параметры сердечника без технологических пазов и вырезов. При желании их учитывать необходимо, внести следующие поправки
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 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:
Найдем длины и сечение участков магнитопровода. Расчёт будем вести без учёта технологических пазов и вырезов.
С учётом рассчитанных выше значений определим индуктивность исходного дросселя
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.
Здравствуйте, могу для вашего сайте сделать уникальный дизайн. Если Вас заинтересовало, свяжитесь со мной.
Короче я этот ребус час решал) выделите в тексте для броневого сердечника (чашки) l1=l3=2h2 это по рисунку и совпадает с расчетами, перевод из м(-1) в мм(-1) сомнителен и неочевиден (как понимаю для сохранения размерностей, но там есть накладка), на выходе L=(0. 628/418)= 0.0015 Гн = 1,5 мГн
У вас расчет индуктивности в Гн а не в мГн