Coil32 — О сердечниках катушек индуктивности
Когда-то в среде «самодельщиков» телевизионных антенн циркулировали мифы о супер эффективности антенны с применением ртути, немного позднее жестяных пивных банок (правда неплохую антенну для Wi-Fi из пивной банки можно сделать, но не телевизионную). Вероятно и по поводу сердечников существуют подобные мифы, тем более сами названия современных магнитных материалов (изоперм, пермендюр) внушают уверенность об их исключительной эффективности. Рассмотрим вопрос применения магнитного сердечника в линейной сигнальной цепи, как он влияет на параметры катушки?
Я не буду углубляться в теорию и рассказывать о диамагнетиках, парамагнетиках, ферромагнетиках, доменах, о петле гистерезиса. Это тема долгого серьезного разговора. Попробую описать доступно, на пальцах.
Итак, магнитный сердечник концентрирует магнитное поле и увеличивает индуктивность при тех же конструктивных параметрах катушки или позволяет уменьшить ее габариты при той же индуктивности.
Современные магнитные материалы делятся на три группы:
- Металлические:
- Технически чистое железо (электротехническая малоуглеродистая сталь).
- Электротехнические кремнистые стали (трансформаторная сталь).
- Железоникелевые легированные кристаллические сплавы – пермаллой, суперпермаллой, муметалл, изоперм, пермендюр, перминвар, алфер, алфенол и т.д.
- Аморфные и нанокристаллические материалы – витровак, витроперм
- Порошковые материалы, магнитодиэлектрики — тонкие порошки карбонильного железа, пермаллоя или альсифера, смешанные с какой-либо диэлектрической связкой.
- Ферриты — керамические магнитные материалы.
Электротехническая малоуглеродистая сталь
может применяться только в цепях постоянного тока, например реле, из-за недопустимо больших вихревых токов на переменном токе и больших потерь на перемагничивание.
Трансформаторная сталь немного лучше. Для уменьшения вихревых токов сердечник набирают из отдельных пластин. Однако выше 1000 Гц такой сердечник имеет недопустимые потери при больших токах намагничивания.
Железоникелевые сплавы имеют очень высокую начальную магнитную проницаемость, могут работать на частотах до 100 Кгц, но при этом у них низкая индукция насыщения, т.е. они не могут работать в сильных полях. Зарекомендовали себя как незаменимый материал в магнитных головках магнитофонов, датчиках, магнитных экранах.
Аморфные и нанокристаллические материалы появились позднее чем пермаллои. У них шире частотный диапазон и немного выше индукция насыщения чем у пермаллоя, Применяются как трансформаторы тока в новых электросчетчиках, импульсные трансформаторы в БП, компенсированные дроссели и как более качественная замена пермаллоев.
Магнитодиэлектрики имеют широкий частотный диапазон до десятков мегагерц в зависимости от материала, но малую магнитную проницаемость и индукцию насыщения.
Могут работать только в слабых полях. Применяются в технике ВЧ для изготовления магнитопроводов, сердечников катушек индуктивности и т. п
Ферриты обладают наименьшими потерями на вихревые токи и соответственно могут работать на самых высоких частотах из всех магнитных материалов. Однако имеют малую индукцию насыщения. Отличительной особенностью их является сильная зависимость параметров от температуры, а также старение материала, ухудшение его свойств со временем. Область применения каждой марки феррита определяется критической частотой, выше которой резко возрастают потери и снижается магнитная проницаемость.
Можно проследить общую тенденцию – при улучшении частотных параметров материала падает его индукция насыщения, т.е способность работать в сильных полях, а также магнитная проницаемость.
Самое главное, что любой магнитный материал меняет свои свойства в зависимости от частоты и силы намагничивающего поля. А это значит, что катушка индуктивности с сердечником становится нелинейным элементом и вносит нелинейные искажения в проходящий через нее сигнал, особенно при большой индуктивности и силе тока.
Ферриты, кроме того подвержены воздействию температуры и имеют эффект старения.
Для чего мы делаем кроссовер? Чтобы разделить сигнал по частоте, каждый на свою головку. Это позволит уменьшить нелинейные искажения, немного поднять мощность, улучшить качество звучания акустической колонки. Индуктивность в таком фильтре имеет не малую величину и ток тоже. Поэтому, введя в катушку сердечник (любой!), мы не только не добьемся поставленной цели, но и отдалимся от нее, внеся в сигнал дополнительные искажения. Поэтому придется отказаться от экономии на меди и сделать катушку как на рисунке, без сердечника. Правда в случае мощных акустических систем мы получаем монструозную, тяжелую и дорогую катушку. В таком случае приходится идти на компромис и применять сердечник из высококачественных ферромагнетиков. Но его необходимо рассчитать так, чтобы он работал далеко от режима насыщения, а это значит, что его размеры тоже будут внушительны.
Сердечники в виде стальных трубок, стержней из «супержелеза» вообще не имеют смысла, ну разве только в установках индукционного нагрева, там вихревые токи в сердечнике играют положительную роль.
В ВЧ дросселях потери в сердечнике играют положительную роль расширяя его частотный диапазон.
Вывод: к подбору сердечника для индуктивности в сигнальной линейной цепи надо подходить взвешенно, учитывая как частотный диапазон, так и максимальный уровень сигнала, а также величину допустимых искажений.
Это не относится к импульсным цифровым сигналам и цепям, там все по другому…
Катушки индуктивности теория: разновидности, применение
Катушка индуктивности — винтовая, спиральная или винтоспиральная катушка из свёрнутого изолированного проводника, обладающая значительной индуктивностью при относительно малой ёмкости и малом активном сопротивлении. Как следствие, при протекании через катушку переменного электрического тока, наблюдается её значительная инерционность.
Устройство обычно представляет собой винтовую, спиральную или винтоспиральную катушку из одножильного или многожильного изолированного провода, намотанного на цилиндрический, тороидальный или прямоугольный каркас из диэлектрика или плоскую спираль, волну или полоску печатного или другого проводника. Также бывают и бескаркасные катушки. Намотка может быть как однослойной (рядовая и с шагом), так и многослойная (рядовая, внавал, «универсал»). Намотка «универсал» имеет меньшую паразитную ёмкость.
Для увеличения индуктивности применяют сердечники из ферромагнитных материалов: электротехнической стали, пермаллоя, флюкстрола, карбонильного железа, ферритов. Также сердечники используют для изменения индуктивности катушек в небольших пределах.
Существуют также катушки, проводники которых реализованы на печатной плате.
Катушка индуктивности в электрической цепи хорошо проводит постоянный ток и в то же время оказывает сопротивление переменному току, поскольку при изменении тока в катушке возникает ЭДС самоиндукции, препятствующая этому изменению.
Основным параметром катушки индуктивности является её индуктивность, которая определяет, какой поток магнитного поля создаст катушка при протекании через неё тока силой 1 ампер. Типичные значения индуктивностей катушек от десятых долей мкГн до десятков Гн.
В катушках индуктивности помимо основного эффекта взаимодействия тока и магнитного поля наблюдаются паразитные эффекты, вследствие которых сопротивление катушки не является чисто реактивным. Наличие паразитных эффектов ведёт к появлению потерь в катушке.
Потери в проводах
· Провода обмотки обладают омическим (активным) сопротивлением.
· Сопротивление провода обмотки возрастает с ростом частоты, что обусловлено скин-эффектом. Суть эффекта состоит в вытеснении тока в поверхностные слои провода. Как следствие уменьшается полезное сечение проводника и растет сопротивление.
· В проводах обмотки, свитой в спираль, проявляется эффект близости, суть которого состоит в вытеснении тока под воздействием вихревых токов и магнитного поля к периферии намотки.
В результате сечение, по которому протекает ток, принимает серповидную форму, что ведёт к дополнительному возрастанию сопротивления провода.
Потери в диэлектрике (изоляции проводов и каркасе катушки) можно отнести к двум категориям:
· Потери от диэлектрика межвиткового конденсатора (межвитковые утечки и прочие потери характерные для диэлектриков конденсаторов).
· Потери от магнитных свойств диэлектрика (эти потери аналогичны потерям в сердечнике).
В общем случае можно заметить что для современных катушек общего применения потери в диэлектрике чаще всего пренебрежимо малы.
Потери в сердечнике складываются из потерь на вихревые токи, потерь на гистерезис и начальных потерь.
Потери на вихревые токи. Ток, протекающий по проводнику, индуцирует ЭДС в окружающих проводниках, например в сердечнике, экране и в проводах соседних витков. Возникающие при этом вихревые токи становятся источником потерь из-за сопротивления проводников.
Разновидности катушек индуктивности
Контурные катушки индуктивности
Катушки связи. Такие катушки применяются для обеспечения индуктивной связи между отдельными цепями и каскадами. Такая связь позволяет разделить по постоянному току цепи базы и коллектора и т. д. К таким катушкам не предъявляются жёсткие требования на добротность и точность, поэтому они выполняются из тонкого провода в виде двух обмоток небольших габаритов. Основными параметрами этих катушек являются индуктивность и коэффициент связи.
Вариометры. Это катушки, индуктивность которых можно изменять в процессе эксплуатации для перестройки колебательных контуров. Они состоят из двух катушек, соединённых последовательно. Одна из катушек неподвижная (статор), другая располагается внутри первой и вращается (ротор).
При изменении положения ротора относительно статора изменяется величина взаимоиндукции, а следовательно, индуктивность вариометра. Такая система позволяет изменять индуктивность в 4 − 5 раз. В ферровариометрах индуктивность изменяется перемещением ферромагнитного сердечника.
Дроссели. Это катушки индуктивности, обладающие высоким сопротивлением переменному току и малым сопротивлением постоянному. Применяются в цепях питания радиотехнических устройств в качестве фильтрующего элемента. Для сетей питания с частотами 50-60 Гц выполняются на сердечниках из трансформаторной стали. На более высоких частотах также применяются сердечники из пермаллоя или феррита. Особая разновидность дросселей — помехоподавляющие ферритовые бочонки (бусины) на проводах.
Сдвоенные дроссели две намотанных встречно катушки индуктивности, используются в фильтрах питания. За счёт встречной намотки и взаимной индукции более эффективны для фильтрации синфазных помех при тех же габаритах.
Сдвоенные дроссели получили широкое распространение в качестве входных фильтров блоков питания; в дифференциальных сигнальных фильтрах цифровых линий, а также в звуковой технике. Т.е. предназначены как для защиты источников питания от попадания в них наведённых высокочастотных сигналов, так и во избежание засорения питающей сети электромагнитными помехами. На низких частотах используется в фильтрах цепей питания и обычно имеет ферромагнитный (из трансформаторной стали) или ферритовый сердечник.
Применение катушек индуктивности
· Катушки индуктивности (совместно с конденсаторами и/или резисторами) используются для построения различных цепей с частотно-зависимыми свойствами, в частности, фильтров, цепей обратной связи, колебательных контуров и т. п..
· Катушки индуктивности используются в импульсных стабилизаторах как элемент, накапливающий энергию и преобразующий уровни напряжения.
· Две и более индуктивно связанные катушки образуют трансформатор.
· Катушка индуктивности, питаемая импульсным током от транзисторного ключа, иногда применяется в качестве источника высокого напряжения небольшой мощности в слаботочных схемах, когда создание отдельного высокого питающего напряжения в блоке питания невозможно или экономически нецелесообразно. В этом случае на катушке из-за самоиндукции возникают выбросы высокого напряжения, которые можно использовать в схеме, например, выпрямив и сгладив.
· Катушки используются также в качестве электромагнитов.
· Катушки применяются в качестве источника энергии для возбуждения индуктивно-связанной плазмы.
· Для радиосвязи — излучение и приём электромагнитных волн (магнитная антенна, кольцевая антенна).
o Рамочная антенна
o DDRR
o Индукционная петля
· Для разогрева электропроводящих материалов в индукционных печах.
· Как датчик перемещения: изменение индуктивности катушки может изменяться в широких пределах перемещением (вытаскиванием) сердечника.
· Катушка индуктивности используется в индукционных датчиках магнитного поля. Индукционные магнитометры были разработаны и широко использовались во времена Второй мировой войны.
Эффективные способы намотки, разработанные на нашем предприятии:
Позволяют снять ограничения на диапазоны применяемых напряжений, токов и температур. Снижают сечение провода, стоимость и массу катушек при тех же условиях эксплуатации. Либо позволяют повысить напряжения, токи и температуру эксплуатации при том же сечении провода.
Наши многолетние исследования показали, что наиболее эффективным способом охлаждения является воздушный. Применение дополнительных видов изоляции иногда бывает нежелательно и ухудшает свойства обмоток. Вместо изоляции мы применяем разделение обмотки на секции. Стремимся к увеличению площади контакта провода с мощными потоками воздуха.
1. Разделенная обмотка.
Лучшая альтернатива дополнительной изоляции.
Обмотка разделена на любое количество секций, соединенных последовательно. Потенциал между секциями делится на количество секций. Потенциал между слоями делится на количество секций, помноженное на количество слоев. Потенциал между соседними витками в одном слое делится на количество секций, помноженное на количество слоев и количество витков в слое. Таким образом любое опасное пробивное напряжение можно снизить до электрозащитных показателей обыкновенного эмальпровода без применения особых электроизоляционных мер. Чем больше отдельных секций, тем лучше можно организовать охлаждение.
2. Бесконтактная обмотка.
Витки обмотки подвешены в воздухе на специальных растяжках. Не имеют механического, электрического и теплового контакта ни с какими другими материалами катушки, ни с каркасом, ни с корпусом, ни с электроизоляцией. Самое эффективное воздушное охлаждение, тепло- и электроизоляция.
3. Корпус в виде улитки.
Наиболее эффективным способом охлаждения обмоток мы считаем воздушное.
Применение такого корпуса с вентиляторами и просчетом аэродинамических характеристик дает значительные преимущества.
4. Двухполупериодная обмотка.
Все новое – это хорошо забытое старое. Разделение обмотки на два плеча и включение через диодный мост дает попеременное включение плеч с частотой сети. В один полупериод одно плечо работает, другое отдыхает. Это позволяет применять обмотки с меньшим сечением. Особенно актуальна двухполупериодная обмотка там, где в небольшие габариты требуется поместить очень мощную обмотку с таким толстым проводом, который невозможно согнуть под требуемыми углами без повреждения. Или промышленность не выпускает настолько толстые шины, и таким образом можно перейти на меньшее сечение.
5. Трубопроводная обмотка.
Для работы на особо высоких температурных режимах. В качестве провода применяется медная труба, циркулирующая жидкость, насосы, теплообменники, хладогенераторы, резервуары.
6.
Заливка компаундами с примесями на основе нитрида бора и другими для повышения теплопроводности компаунда. Либо виброустойчивая растяжка с применением специальных техпластин. Применяется на сложных виброударных режимах работы.
Наши специалисты разработают наиболее эффективный способ решения Ваших задач. Мы будем рады с Вами сотрудничать.
Ждем Ваших заказов.
[email protected], [email protected], (495) 971-28-03, (916) 303-55-57
сердечник катушки | Английская мебельная компания
Опубликовано The England Furniture Company
Сиденье дивана всегда подвергается наибольшему износу и состоит из двух компонентов: системы пружин и подушки сиденья. Пружинная система обычно состоит из ряда взаимосвязанных пружин, предназначенных для поддержки подушек сиденья.
Некоторые производители мебели срезают углы, используя широкие петлевые пружины.
Англия Мебель предлагает нашим клиентам «Coil Core». Сердечник катушки состоит из витков торнадо большой толщины, которые создают упругую пружинную основу. Coil Core обеспечивает дополнительный уровень поддержки, позволяет использовать его в течение многих лет, и его можно найти только в предложениях от England Furniture. Coil Core идеально подходит для тех потребителей, которым нужен дополнительный уровень поддержки, а также для пожилых людей, которым трудно вставать с сидячего положения.
Узнайте больше о рулонном сердечнике England Furniture, посмотрев видео ниже:
Краткая история английской мебели
England Furniture производит мягкую мебель для дома и офиса с 1964 года.
Изначально это была компания, которая хотела производить качественную мебель, нанимая жителей Аппалачей. Они стараются сохранить свои корни, улучшая различные стили мебели, которую они производят. Они также концентрируются на обеспечении того, чтобы они доставляли свои заказы в кратчайшие сроки.
В 1995 году компания England Furniture была приобретена La-Z-Boy (базируется в Монро, штат Мичиган), но до сих пор работает в Теннесси. Мебель, которую они изготавливают, поставляется с более чем 500 видами тканей и кожи на выбор, England Furniture обязуется получить ваш заказ и выполнить его в течение 21 дня. Это гарантирует, что вы начнете наслаждаться выбранной мебелью, не дожидаясь слишком долго.
Избранные категории
- О нас
- Англия Мебель
- Англия Мебель (по категориям)
- Английская мебельная компания – ткани и кожа
- Англия Обзоры мебели
- Коврики для мебели Англия
- Англия Советы и рекомендации по мебели
- Ла-Зи-Бой
- Новости
Последние сообщения английской мебельной компании
- Прохладная погода, холодные цвета
- Украсьте свою комнату коллекцией Clementine
- Советы, как помочь маленькому пространству стать больше
- Влюбляемся в осень с английской мебелью
- Преимущества покупки мебели американского производства
Архив
- Январь 2019
- Декабрь 2018 г.
- октябрь 2018 г.
- март 2018 г.
- Февраль 2018 г.
- Январь 2018 г.
- Декабрь 2017 г.
- ноябрь 2017
- октябрь 2017 г.
- сентябрь 2017 г.
- август 2017 г.
- июль 2017 г.
- июнь 2017 г.
- март 2017 г.
- Февраль 2017 г.
- август 2016 г.
- июль 2016 г.
- Апрель 2016 г.
- март 2016 г.
- Декабрь 2015 г.
- ноябрь 2015 г.
- октябрь 2015 г.
- сентябрь 2015 г.
- август 2015 г.
- июль 2015 г.
- май 2015 г.
- март 2015 г.
- Февраль 2015 г.
- Январь 2015 г.
- Декабрь 2014 г.
- ноябрь 2014 г.
- август 2014 г.
- июнь 2014 г.
- май 2014 г.
- март 2014 г.
- Февраль 2014 г.
- декабрь 2013 г.
- ноябрь 2013 г.
- сентябрь 2013 г.
- август 2013 г.
Сердечник катушки
О выборе легального сердечника катушки
Звуковые характеристики катушки определяются не только проводом катушки и качеством изготовления, но и используемым сердечником катушки.
Поскольку использование различных сердечников приводит к получению катушек с различными преимуществами и недостатками, мы предлагаем четыре материала сердечника и всего семь типов сердечников. Это позволяет нам производить именно ту катушку, которая подходит для каждого применения.
Во избежание микрофонных эффектов все катушки Mundorf намотаны на корпус катушки. Это обеспечивает механическую стабилизацию обмотки, отделение катушки от платы и, кроме того, облегчает процесс изготовления.
Воздушные змеевики
Идеальным материалом сердечника для катушек является воздух. Катушки с воздушным сердечником по физическим причинам превосходят все катушки с металлическим сердечником в том, что касается точного воспроизведения импульса и отсутствия искажений. Их можно использовать во всех областях; либо как ФВЧ в среднем диапазоне частот, как басовая катушка (с большим сечением проводника), либо в корректирующих компонентах (с тонким сечением провода).
Точность, динамика, тонкие тональные градации, отличная детализация и живость отличают катушки с воздушным сердечником от всех остальных. Таким образом, в высококачественных динамиках они являются основой для реалистичного и гармоничного музыкального наслаждения.
Катушки с сердечником
Катушки с сердечником имеют металлический сердечник, усиливающий магнитное поле. По сравнению с воздушными катушками можно реализовать меньшие по размеру и более дешевые катушки с более высокой индуктивностью и меньшим омическим сопротивлением. Однако металлический сердечник влияет и на музыкальный сигнал (в том числе из-за нежелательных искажений).
Ферритовые сердечники спечены из металлопластикового порошка. Используемый нами ферритовый материал HP3616 немецкого производства обеспечивает значительно более высокие характеристики, чем азиатские сердечники, используемые во многих других продуктах. Он характеризуется низкими основными искажениями и быстрой магнитной обратимостью (= изменение направления поля).
Музыкальный сигнал почти не задерживается, поэтому катушки с ферритовыми сердечниками идеально подходят для использования в корректирующих компонентах (как так называемые пикирующие катушки) и в среднем диапазоне частот. Пока единственный протестированный нами ферритовый материал HP3616 отвечает нашим высоким требованиям в отношении устойчивости к искажениям, что делает его пригодным даже для использования в диапазоне средних и низких частот и низких частот для более низких характеристик усилителя.
Сердечники Aronit (также известные как стержни P) состоят из металлокерамического порошка высокой плотности. Изготовленные в Германии ферритовые стержни Wicon обеспечивают чрезвычайно низкий уровень искажений даже при очень высоких нагрузках. Благодаря очень компактным размерам, низкому внутреннему сопротивлению и отличному соотношению цена/качество они особенно подходят для использования в качестве катушек для басов и сабвуферов, а также для систем громкой связи.
Сердечники Feron состоят из сплава железа и кремния (также называемого электротехническим листом). Наши высокопроизводительные трансформаторные пластины несколько раз прокатываются и трамбуются с использованием специальных процедур, чтобы все кристаллы были ориентированы в одном направлении (ориентированы на зерна) и была получена однородная структура кристаллической решетки. Таким образом, катушки с сердечником Mundorf Feron отличаются от обычных, похожих на вид катушек тем, что их можно измерить и услышать. Они отличаются минимальными базовыми искажениями, потерями и искажениями при перемагничивании при высокой производительности и, таким образом, подходят для гибких приложений.
Катушки с нулевым сопротивлением (ZOC) являются специальностью нашей компании. В ZOC воздушный зазор калибруется и точно регулируется вручную между двумя пакетами листового металла, изготовленными из Feron. Воздушный зазор определяет индуктивность катушки и требует большой осторожности в процессе производства.