Каркас для катушки индуктивности. Каркасы для катушек индуктивности: особенности конструкции и изготовления

alexxlabРазное
Как правильно выбрать материал для каркаса катушки индуктивности. Какие бывают типы каркасов для разных видов катушек. Как самостоятельно изготовить каркас для катушки индуктивности в домашних условиях.

Содержание

Основные типы каркасов для катушек индуктивности

Каркас является важным элементом конструкции катушки индуктивности, обеспечивающим ее механическую прочность и стабильность параметров. Существует несколько основных типов каркасов:

  • Цилиндрические — наиболее распространенный тип, подходит для большинства катушек
  • Тороидальные — для тороидальных катушек с замкнутым магнитопроводом
  • Каркасы с сердечником — для катушек с ферритовым или iron-powder сердечником
  • Бескаркасные катушки — намотка производится без каркаса, используется для некоторых ВЧ-катушек

Выбор типа каркаса зависит от назначения катушки, диапазона рабочих частот, требуемой индуктивности и других параметров.

Материалы для изготовления каркасов катушек

Для изготовления каркасов катушек индуктивности используются различные материалы:


  • Пластик (полистирол, полиамид, ABS) — недорогой и технологичный материал
  • Керамика — для высокочастотных катушек с малыми потерями
  • Текстолит, стеклотекстолит — прочный материал для мощных катушек
  • Фторопласт — для ВЧ и СВЧ катушек с минимальными потерями
  • Картон, бумага — для низкочастотных катушек

Основные требования к материалу каркаса — низкие диэлектрические потери, стабильность размеров, достаточная механическая прочность.

Особенности конструкции цилиндрических каркасов

Цилиндрический каркас состоит из следующих основных элементов:

  • Цилиндрическое тело каркаса
  • Щечки (фланцы) на торцах для фиксации обмотки
  • Выводы для подключения обмотки
  • Крепежные элементы

Важные параметры цилиндрического каркаса:

  • Диаметр намоточной части
  • Длина намоточной части
  • Толщина стенок
  • Размеры и форма щечек

Конструкция каркаса должна обеспечивать удобство намотки провода и надежную фиксацию витков обмотки.

Как самостоятельно изготовить каркас для катушки

Изготовить простой каркас для катушки индуктивности можно самостоятельно. Для этого потребуется:


  1. Подобрать подходящий пластиковый цилиндр нужного диаметра (можно использовать отрезок трубы ПВХ)
  2. Вырезать две одинаковые щечки из листового пластика или оргстекла
  3. Просверлить в щечках отверстия для крепления к цилиндру
  4. Закрепить щечки на цилиндре с помощью клея или винтов
  5. Сделать отверстия для выводов обмотки

При изготовлении каркаса важно обеспечить его прочность и точность размеров. Самодельный каркас подойдет для простых низкочастотных катушек.

Особенности каркасов для ВЧ и СВЧ катушек

Для высокочастотных и СВЧ катушек к каркасам предъявляются особые требования:

  • Минимальные диэлектрические потери материала
  • Высокая стабильность размеров
  • Минимальная паразитная емкость
  • Возможность точной регулировки индуктивности

Для таких катушек часто используются керамические и фторопластовые каркасы. Применяются каркасы с ребристой поверхностью для уменьшения паразитной емкости. Важно обеспечить надежную фиксацию витков обмотки.

Каркасы катушек с ферритовыми сердечниками

Каркасы для катушек с ферритовыми сердечниками имеют ряд особенностей:


  • Наличие отверстия для установки сердечника
  • Возможность регулировки положения сердечника
  • Защита обмотки от контакта с сердечником
  • Крепление экранирующего кожуха

Такие каркасы часто выполняются разборными для удобства намотки. Материал каркаса должен обладать хорошими изоляционными свойствами. Важно обеспечить надежную фиксацию сердечника в каркасе.

Выбор оптимального каркаса для катушки индуктивности

При выборе каркаса для катушки индуктивности следует учитывать следующие факторы:

  • Назначение и рабочий диапазон частот катушки
  • Требуемое значение индуктивности
  • Допустимые размеры и масса катушки
  • Условия эксплуатации (температура, влажность)
  • Требования к стабильности параметров
  • Технологичность изготовления

Правильно подобранный каркас обеспечит оптимальные характеристики катушки и удобство ее изготовления. Для ответственных применений рекомендуется использовать специализированные промышленные каркасы.


Катушки индуктивности с ферритовыми сердечниками

Радиотехническая промышленность выпускает миниатюрные катушки с ферритовыми сердечниками, намотанные на секционированные каркасы (рис. 1) для приемников с переключателями клавишного типа.

Каркас для контуров промежуточной частоты (рис. 1,г) сверху и снизу имеет ферритовые кольца, увеличивающие индуктивность катушки, причем одно из колец (на рисунке — верхнее) запрессовано в тело самого каркаса.

Внутри верхней части каркаса имеется нарезка М5Х0,5 для подстроечного сердечника, который показан на рис. 1,е.

Стержень сердечника для катушек коротковолнового диапазона изготовляют из феррита марки Ф-100, а для остальных катушек—из феррита марки Ф-600.

Чтобы отличить сердечники друг от друга, на них обычно ставят цветные метки. Полистироловая головка всех сердечников имеет нарезку М5Х0,5 и шлиц под отвертку.

Рис. 1. Миниатюрные катушки с ферритовыми сердечниками.

а и б— каркасы для катушек коротковолнового диапазона; в — каркас для катушек средне- и длинноволнового диапазонов; г — каркас для контура промежуточной частоты; д—секция для намотки антенных катушек связи; е —ферритовый сердечник; ж, з, ы, к, л, м—типовая намотка катушек; н—трансформатор промежуточной частоты; о, п, р, с, т—нетиповая намотка катушек.

Кольца к каркасу (рис. 1,а) делают из феррита марки Ф-600. Каркасы с такими кольцами могут работать на частотах до 1 600 кгц. Для более высоких частот выпускают каркасы с кольцами из феррита марки Ф-100. В отличие от обычных они имеют не две, а три более узкие секции и могут применяться на частотах до 12 Мгц.

Для крепления катушек в крепежной плате вырезают фигурные отверстия, соответствующее по форме нижней (а у каркаса, приведенного на рис. 1,г — верхней) части каркаса.

Каркас на клею вставляют в это отверстие и немного поворачивают по часовой стрелке. Каркас при этом прочно заклинивается в отверстии платы. Если вырезать фигурное отверстие в крепежной плате трудно, то можно спилить спиральный прилив на конце каркаса и укрепить катушки в круглом отверстии.

В тех случаях, когда верхняя часть каркаса не используется для катушек связи, каркас можно вклеивать в крепежную плату верхним гладким цилиндрическим концом. В этом случае в плате также достаточно просверлить круглое отверстие.

Все миниатюрные катушки, за исключением катушек коротковолнового диапазона, намотаны внавал. Каждую катушку вместе с катушкой связи наматывают на отдельном каркасе.

На рис. 1,ж показаны катушки входного контура приемника прямого усиления Lс и Lд. Обмотка каждой катушки равномерно занимает все четыре секции каркаса. В катушках детекторного контура такого приемника имеется обмотка обратной связи, намотанная внавал без щечек на верхней части каркаса (рис. 1,з).

Катушки Lc и входного контура супергетеродинного приемника намотаны на каркасе в так же, как контурные катушки приемника прямого усиления, а соответствующие им антенные катушки La. с и La. д наматывают на специальных полистироловых шпульках д, которые надевают на верхнюю часть каркаса в и приклеивают к нему клеем БФ (рис. 1,и).

Антенную катушку коротковолнового диапазона входного контура наматывают в один слой витком к витку на верхней части каркаса а (рис. 1,м).

Катушки коротковолнового диапазона как входного контура, так и контура гетеродина наматывают в один слой виток к витку между приливами, имеющимися на каркасе. В отверстиях этих приливов закрепляют концы катушек (рис. 1,л и м).

Гетеродинные катушки Lr.c и Lr.д занимают на каркасе в три нижние секции (рис. 1,k). В контуре гетеродина, собранного по трехточечной схеме, верхнюю секцию каркаса оставляют свободной, а в контуре гетеродина с индуктивной обратной связью — заполняют обмоткой обратной связи.

Соответствующую обмотку обратной связи на гетеродинную катушку коротковолнового диапазона можно намотать — поверх контурной катушки Lr.k, предварительно обернув ее полоской бумаги.

Заметим, что таким же образом при отсутствии каркаса а можно, используя каркас б, намотать ,во входном контуре антенную катушку La. к.

Трансформатор промежуточной частоты на 465 кгц показан на рис. 1,е. Крепежную плату с катушками и деталями контуров при помощи двух винтов и поддерживающих трубок крепят к верхней крышке экрана, а экран в свою очередь—к шасси, через специальные отверстия которого пропускают провода от контуров.

Подстраивают контуры через отверстия в верхней крышке экрана. Размеры крепежной платы трансформатора 30X56 мм, а ширина и длина экрана соответствуют размерам крепежной платы.

До сих пор мы говорили об использовании готовых каркасов по их прямому назначению. Однако у радиолюбителя может не оказаться каркасов некоторых типов, зато другие будут в избытке.

В этом случае, например, коротковолновые каркасы о и б можно использовать для намотки катушек средневолнового и длинноволнового диапазонов, а также контуров промежуточной частоты.

Для этого верхний прилив на каркасе аккуратно спиливают и на каркас наклеивают бумажные полоски шириной 2,5 мм и щечки так, чтобы на каркасе образовались одинаковые секции.

Секции контурной катушки располагают в нижней части каркаса вплотную к нижнему приливу, а секцию катушки связи — в верхней части каркаса. Все контурные катушки имеют по три одинаковые секции, а катушки связи— одну или две секции в зависимости от числа витков.

Отделяются они друг от друга свободной секцией такой же ширины, как и остальные. При отсутствии катушки связи верхнюю часть каркаса оставляют свободной. Наружный диаметр щечек выбирают таким, чтобы в секциях поместилось нужное число витков.

На рис. 1 и в табл. 1 катушки, намотанные таким способом, обозначаются с индексом I.

Контурные катушки в этом случае равномерно размещают в двух основных секциях каркаса между ферритовыми кольцами, а соответствующие им катушки связи — на верхней половине каркаса.

Спиральный прилив, имеющийся на этой части каркаса, предварительно спиливают. Катушки обратной связи Lо. с и Lо. д наматывают на верхнюю часть каркаса внавал без щечек (рис. 1,р), а антенные катушки La.с и  La. д — на шпульку д, которую надевают на верхнюю часть каркаса (рис. 1,с)„ Приклеивают такие катушки к крепежной плате непосредственно нижним ферритовым кольцом.

Если специальная шпулька д отсутствует, ее можно заменить двумя щечками, приклеенными обычным способом к верхней части каркаса

Гетеродинные катушки и катушки входных контуров приемника прямого усиления наматываются на каркас г без каких бы то ни было его изменений (рис. 1,т).

Если нет специального каркаса, катушки контуров промежуточной частоты Lп2 можно намотать на каркасе так, как показано на рис. 1,ж. На таком же каркасе можно намотать и аінтенные фильтры промежуточной частоты.

Данные миниатюрных катушек (число витков, марка и диаметр провода, тип каркаса и тип намотки) приведены в табл. 1.

Источник: Бурлянд В.А., Жеребцов И.П. Хрестоматия радиолюбителя. 1963 г.

Каркасы для катушек индуктивности — Акустика

Александр Бокарёв
Местный