Источник: С.Комаров ж.Радио 05/2011 с.32-33
Перед самостоятельным изготовлением дросселя необходимо определиться с рабочим током и индуктивностью и по этим параметрам подобрать подходящий магнитопровод пользуясь справочником или справочным листком из статьи Малогабаритные низкочастотные дроссели серии Д.
Для дросселя подойдет любой магнитопровод от сетевого трансформатора, собираемый из Ш-образных пластин и набора замыкающих пластин или комплект ленточного магнитопровода ШЛ из четырех деталей (см рис).
Если не удалось приобрести магнитопровод требуемого сечения, но есть несколько большего, он вполне подойдет, следует только иметь в виду, что дроссель получится крупнее и тяжелее.
При выборе магнитопровода предпочтение следует отдать тому, который при одинаковом сечении укомплектован готовым каркасом катушки. Это избавит от работы по изготовлению каркаса. Можно выполнить обмотку и без него, но требует опыта.
Уместно заметить, что если разбираемый трансформатор имеет магнитопровод ШЛ, то перед разборкой следует разметить положение его деталей любым способом (например, цифрами 1 — 4, как показано на рис.). При последующей сборке дросселя взаимное положение деталей нужно сохранить.
Магнитопровод большего сечения имеет, как правило, большее окно (большее пространство для размещения катушки). Это позволяет увеличить число витков, повысив тем самым индуктивность дросселя. Причем зависимость квадратична, т. е. удвоение числа витков увеличивает индуктивность в четыре раза. Можно увеличить не число витков (и индуктивность), а диаметр провода катушки. При этом соответственно уменьшится падение напряжения на дросселе, он будет меньше нагреваться. К тому же появится некоторый резерв по увеличению рабочего тока в случае необходимости.
Оптимальный диаметр медного провода катушки в миллиметрах определяют по одной из формул (1):
где рабочий ток I — в миллиамперах, или (2)
где I — в амперах.
Для намотки катушки подойдет стандартный обмоточный провод ПЭВ-1 (для сравнительно низковольтных устройств), ПЭВ-2, теплостойкий ПЭТ-155, ПЭВТ-1.
Число витков обычно не рассчитывают, а наматывают до полного заполнения каркаса, стараясь получить их как можно больше. По этой причине провод укладывают виток к витку, разделяя слои прокладкой конденсаторной бумаги. При намотке внавал можно потерять половину (и более) ожидаемой индуктивности дросселя.
Выводы катушки выполняют отрезками гибкого изолированного провода и закрепляют их на щеках каркаса. Снаружи обмотку защищают от случайных повреждений витком ленты из плотной бумаги.
После этого приступают к сборке дросселя. Если магнитопровод пластинчатый, все Ш-образные пластины собирают стопкой и вставляют в катушку с одной стороны. С другой стороны будет установлена стопка замыкающих пластин. Магнитопровод такого вида называют собранным встык. Детали ленточного магнитопровода вставляют в катушку по две с каждой стороны.
Но перед тем как окончательно собрать дроссель, следует обеспечить необходимый немагнитный зазор между частями магнитопровода, который позволяет пропускать через дроссель значительно больший ток без существенного падения индуктивности по сравнению с таким же дросселем без зазора.
Зазор образуют с помощью прокладки необходимой толщины из жесткого теплостойкого немагнитного материала — прессшпана, текстолита, гетинакса, стеклотекстолита. В пластинчатом магнитопроводе прокладку располагают между стопкой Ш-образных пластин и такой же толщины стопкой замыкающих пластин.
Для определения ширины зазора потребуется провести несложные расчеты и воспользоваться графиками, показанными на рис. 2 и 3 (график на рис. 3 — тот же, что на рис. 2, но для больших значений рабочего тока). Ширина зазора (3):
где К — безразмерный коэффициент, определяемый по графикам; lс.л. — условная длина средней магнитной линии магнитопровода.
Коэффициент К зависит от значения параметра Dp дросселя (4)
где L — индуктивность дросселя; I — рабочий ток через него; S — сечение магнитопровода; S=a*c (см. рис.1). Длина средней линии (5)
В формулах (3)—(5) индуктивность L — в генри, ток I — в миллиамперах, размеры a, b, с, h, lс.л. — в сантиметрах. Толщину прокладки выбирают равной lз/2, поскольку каждая магнитная линия пересекает зазор дважды. Для пластинчатого магнитопровода прокладка по форме — прямоугольник, ширина которого равна толщине стопки пластин, а длина — длине магнитопровода вдоль зазора. Для ленточного магнитопровода надо изготовить три коротких прокладки — одна размерами а*с и две — а*с/2.
Вложив прокладки между частями магнитопровода, окончательно собирают дроссель.
В заключение — пример расчета. Определим ширину зазора стандартного дросселя Д48-2,5-0,4 при самостоятельном изготовлении его аналога: L=2,5 Гн; рабочий ток I= 0,4 A; S=4 см2.
Размеры: а=2 см; b=2 см; с=2 см; h=5 см. Расчетная длина средней линии lс.л.=17,14 см, параметра Dр=5834.
По графику на рис. 3 найдем коэффициент К=0,00516. Отсюда lз=0,00516*17,14 = 0,088 см. Следовательно, толщина прокладки равна 0,44 мм. Если материала такой толщины нет, лучше взять более толстый (а не тонкий), чтобы заведомо уйти дальше от возможного насыщения магнитопровода (а значит, от резкого уменьшения индуктивности дросселя).