Jump to content
trank

Вопрос по большим индуктивностям для колебательных контуров

Recommended Posts

Я подумываю насчёт реализации для тестово-экспериментальных целей простого колебательного LC-контура наподобие генератора Клаппа:
Генератор Клаппа — Википедия
Clapp Oscillator

По некоторым причинам, мне хотелось бы реализовать его в НЧ варианте (5-10кГц) и с использованием конденсатора малой ёмкости (около 1nF).
Соответственно, для этого требуется очень большая индуктивность - около 500-1000mH. В принципе, возможны разные решения:
1) Можно намотать катушку с воздушным сердечником, но она получится очень большой и тяжёлой (около 5000 витков).
2) Можно намотать катушку на тороидальном феррите с большой магнитной проницаемостью (6000). Тогда, по расчётам, может хватить и 300 витков. Но тоже габаритная и тяжёлая катушка.
3) Можно купить готовую очень компактную катушку намотанную микропроводом. Например, есть такой подходящий красивый вариант, Knowles 5100-253444 - 900mH, 3.7kOhm :
https://www.knowles.com/docs/default-source/model-downloads/5100-253444.pdf
https://ru.mouser.com/ProductDetail/Knowles/5100-253444?qs=sGAEpiMZZMsg%252By3WlYCkUxSpfT3FB4G4GFT3Dxqzr5Y%3D
Ещё есть такой вариант, Bourns 70F501AF-RC - 500mH, 736 Ohm :
Bourns 70F501AF-RC - 500mH, 736 Ohm
В резерве ещё пара вариантов, хотя там уже намного меньшие значения индлуктивности:
Coilcraft PCH-45X-107_LT - 100mH
Coilcraft CMT4-125-1L - 125mH

Кто-нибудь может подсказать можно ли использовать для такой постановки задачи второй и третий варианты решения? Какие могут быть проблемы?
Есть сомнения насчёт того будет ли достаточна добротность таких катушек для генерации колебаний хотя бы в тестовой НЧ схеме (с низким КПД).
И ещё подозреваю, что может очень помешать сильное магнитное поле от катушки. К сожалению, не могу оценить насколько это проблематично.
Мне очень хотелось бы использовать третий, наиболее компактный вариант.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Насколько понимаю, у микрокатушек большое сопротивление и малая добротность. Насколько это критично получается в принципе?

Кстати есть и микрокатушки на 150mH с добротностью 30-50 и сопротивлением 200-300 Ом.  У меня возникла идея (чисто в теоретическом плане), что для НЧ было бы можно поставить пару таких катушек последовательно. Такое способно сработать?

Мой вопрос насчёт необходимости учёта наводок от магнитного поля катушки отпал, оно там маленькое для случая малой токовой нагрузки. Если впритык полупроводники не ставить, то всё должно быть нормально.

Share this post


Link to post
Share on other sites

В LC-контуре на резонансной частоте сопротивления L и C должны быть примерно равны друг-другу, иначе запуск генератора может быть неустойчивым. Добротность L можно повысить проводом литцендрат

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вебинар «Экосистема MEAN WELL. Решения для любых задач электропитания» (20.05.2021)

Приглашаем 20 мая на вебинар, посвященный линейке поставок компании MEAN WELL и ее подходу к производству источников питания — как экосистемы продукции и услуг, которая позволяет подобрать оптимальный источник питания для любых задач электропитания. Рассмотрим весь спектр выпускаемой продукции MEAN WELL в области AC/DC-, DC/DC- и DC/AC-преобразователей с подробным разбором интересных и уникальных новинок, их применении и многое другое.

Подробнее

Спасибо, я разобрался с вопросом.

В целом, нужно предварительно моделировать в LTspice возможность автогенерации колебаний при каких либо соотношениях L и С, а потом делать или искать готовые катушки с гарантированной добротностью больше 20.

В принципе, знатоки говорят, что может хватить и добротности больше 10, но лучше чуть подстраховаться.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Барьерные силовые клеммы от Degson – расширение складского ассортимента Компэл

Обновленная линейка барьерных клеммных блоков Degson, поступивших на склад Компэл, содержит широкий ряд клемм, подходящих для соединения проводников различного сечения (от 22AWG до 10AWG). Барьерные клеммные колодки сочетают в себе удобство, простоту и надежность соединения. Это достигается за счет ответственного производства и использования высококачественных материалов. Винтовые клеммные блоки барьерного типа Degson предназначены в первую очередь для коммутации в сильноточных цепях, например, в распределительных и измерительных системах.

Подробнее

Join the conversation

You are posting as a guest. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...

  • Сообщения

  • Similar Content

    • Guest Adler
      By Guest Adler
      Есть схема усилителя звука, стоит вопрос, в каких точно местах схемы может повлиять на работу паразитная индуктивность от плохого проводника. И какие помехи возникают от плохой земли? Конкретно в каком месте.

    • By radio.elektronik
      1. Подготовка опыта.

      Для опыта по исследованию изменения индуктивности катушки внешним (чужим) полем подготовим:
      1. Катушка намотанная проводом 0,8 мм.
      2. Сердечник – болт с резьбой М16, длинной 15 см.
      3. Неодимовый постоянный магнит.

       
      Рис. 1. Подготовка к опыту с изменением индуктивности катушки внешним полем постоянного магнита.

      2. Измерения индуктивности прибором MY6243.

      Сопротивление катушки вместе с измерительным резистором 0,1 Ом равно 3,49 Ом. Диаметр моточного провода катушки 0,8 мм.
      Первый опыт проведём с катушкой без сердечника.
      Сначала измерим индуктивность катушки без сердечника прибором MY6243
       

       
      Рис. 2. Измерение индуктивности катушки без сердечника прибором MY6243. Индуктивность катушки без сердечника 6,70 mH.

      3. Метод измерения индуктивности при помощи экспоненциального переходного процесса.

      Далее, измерим индуктивность катушки при помощи экспоненциального переходного процесса. Для измерения и фиксации переходного процесса применим следующую схему:

       
      Рис. 3. Схема для записи в осциллограф процесса релаксации катушки с током. Осциллограф Rigol DS 1102 E.


      Когда замыкается тумблер SA1 происходит переходной процесс в цепи катушки L1. По затуханию экспоненты можно вычислить индуктивность катушки. L1.
      Тумблер SA1 замыкает блок питания GSV 1200, у которого есть защита от короткого замыкания, и он отключается.
      Последовательность действий при измерении:

      1. Сначала катушка обесточена.
      2. Тумблером SA1 подаём на катушку напряжение 15,87 Вольт. Всё закреплено и ничего не двигается. Включаем осциллограф в ждущем режиме на приём сигнала. Это начальное состояние. Через катушку проходит максимальный ток I max = 4,67 Ампера.
      5.Тумблером SA1, замыкаем источник питания и запускаем переходной процесс в катушке. Получаем экспоненту. По затуханию экспоненты определяем индуктивность катушки.
      6. Снимаем информацию с осциллографа на накопитель памяти. после этого, файлы могут быть просмотрены и обработаны на компьютере.

      Осциллограф создаёт файл с расширением BMP, который является изображением экрана осциллографа в момент измерения.

       
      Рис. 4. Изображение экрана осциллографа из файла с расширением BMP.

      Осциллограф создаёт файл с расширением CSV. Этот файл предназначен для построения таблицы данных, разделённых запятыми.
      Файл CSV загружаем в компьютер, после чего, можем проводить обработку числовых данных

      Рис. 5. Отображение опытных данных из файла CSV для 1-го канала, которые соответствуют измерению электрического тока.

      Для того, чтобы найти коэффициент затухания экспоненты, следует значения тока прологарифмировать в натуральных логарифмах по следующей формуле:

      Получим график Ln(I) на рисунке 5.

      Рис. 6. Значения тока катушки без сердечника в полулогарифмическом масштабе. Точками голубого цвета построена мат. модель, в виде прямой.

      Уравнение прямой имеет вид:

      L=3,49 / 440 = 7,93 mH. (1,5)

      Небольшая разница есть, при сравнении с данными измерителя индуктивности MY6243.


      4. Методика опыта по изменению индуктивности внешним магнитным полем.

      Опыт будем проводить по следующему плану:
      1. Сначала катушка обесточена. В ней закреплён сердечник, чтобы не двигался в момент включения.
      2. Закрепляем неодимовый магнит на сердечнике в определённой полярности.
      4. Тумблером SA1 подаём ток на катушку 4,67 Ампера при напряжении 15,87 Вольт. Всё закреплено и ничего не двигается. Включаем осциллограф в ждущем режиме на приём сигнала. Это начальное состояние. Здесь есть и максимальный ток в катушке, здесь и сердечник соединён с магнитом.
      5.Тумблером SA1 запускаем переходной процесс в катушке. Получаем экспоненту. По затуханию экспоненты определяем индуктивность всей системы.
      6. Снимаем информацию с осциллографа на накопитель памяти. после этого, файлы могут быть просмотрены и обработаны на компьютере.


      5. Катушка с сердечником без магнита.

      Сразу представим результаты опыта, уравнение прямой и полученную индуктивность:

      Рис. 7. Значения тока катушки с сердечником, без неодиомового магнита, в полулогарифмическом масштабе. Белыми точками построена мат. модель, в виде прямой.


      Ln(I) = -97*t + Ln(3,7) (1,6)

      L = 35,98 mH. (1,7)

      Если измерить индуктивность катушки с сердечником прибором MY6243, то он покажет другое значение. См. рис. 8.

       
      Рис. 8. Измерение индуктивности катушки с сердечником. Прибор ошибается, и тому виной могут быть токи Фуко.

      6. Катушка с сердечником с магнитом. Вариант 1.

      Расположим катушку, сердечник и магнит следующим образом, как показано на рис. 9. , и хорошо закрепим, чтобы не было механического движения при измерении.
      На катушке магнитные полюса отмечены изолентой. Красный цвет соответствует южному полюсу, белый – северному. Аналогично, соответственными цветами отмечены полюса постоянного магнита
       

      Рис. 9. Катушка с сердечником с магнитом. Первый вариант расположения полюсов катушки и магнита.

      Сразу представим результаты опыта, уравнение прямой и полученную индуктивность:

      Рис. 10. Значения тока катушки с сердечником, с неодимовым магнитом, вариант 1, в полулогарифмическом масштабе. Зелёными точками построена мат. модель, в виде прямой.

      Ln(I) = -97*t + Ln(4,0) (1,6)

      L = 35,98 mH. (1,7)

      Индуктивность не изменилась, и она такая же, как у катушки с сердечником без магнита.

      7. Катушка с сердечником с магнитом. Вариант 2.

      Расположим катушку, сердечник и магнит следующим образом, как показано на рис. 11. , и хорошо закрепим, чтобы не было механического движения при измерении.

       
      Рис. 11. Катушка с сердечником с магнитом. Второй вариант расположения полюсов катушки и магнита.

      Сразу представим результаты опыта, уравнение прямой и полученную индуктивность:

      Рис. 12. Значения тока катушки с сердечником, с неодимовым магнитом, вариант 2, в полулогарифмическом масштабе. Синими точками построена мат. модель, в виде прямой.

      Ln(I) = -180*t + Ln(3,7) (1,6)

      L = 19,388 mH. (1,7)

      Индуктивность уменьшилась, благодаря полю постоянного магнита, при единственном варианте расположения полюсов магнита и катушки.

      Сделаем ещё два измерения прибором MY6243.

      Рис. 13.

      Рис. 14.

      Выводы:

      Индуктивность катушки с сердечником изменяется (уменьшается) только в одном случае, если полюс болта и полюс магнита противоположны. Индуктивность катушки в этом случае убывает ( в моём опыте - приблизительно в 2 раза).
      В другом случае, магнит не изменяет индуктивность катушки с сердечником.
      Это как-то можно объяснить?
      Современная электроника предлагает измерять индуктивность прибором MY6243, но этот прибор не создаёт магнитных полюсов в катушке и в сердечнике, при этом невозможно увидеть в каком варианте уменьшается индуктивность.
       
    • By kasn830
      Помогите что за деталь?не могу нигде найти информацию

      Если кто знает скажите параметры данной детали
    • By Falco Femoralis
      Имеется схема:

      С1=С2=С4=3.18 mФ
      C3=6.36 mФ
      L1=1.59 mH
      L2=3.18 mH
      E1=E2=5 В
      R1=1 Ом
      По методу контурных токов получил систему уравнений:

      Затем подставил значения и получил матрицу: 

      После чего было полученно решение для фактических токов I11,I22,I33
      I11 = 5.04-5.08j
      I22 = -10.056+0.04j
      I33 = 5.07-15.13j

      Затем расчитал модули комплексного числа:
      I11 = 7.16
      I22 = 10.05
      I33 = 15.96

      Затем нашел сами токи:
      I1=I11+I33 = 23.12 * 0.707 = 16.34
      I2=I11 = 7.16 * 0.707 = 5.06
      I3=I11+I22 = 17.21 * 0.707 = 12.16
      I4=I11+I22+I33 = 33.7 * 0.707 = 23.8
      I5=I33 = 15.96 * 0.707 = 11.28
      I6=I22 = 10.05 * 0.707 = 7.10

      Но как видим,расчетные значения не сходятся с практическими. Где моя может быть моя ошибка?
    • By LOC
      Что означают отводы у индуктивностей на этой схеме, и на что они влияют?

×
×
  • Create New...