Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Nauka budowy cewek i transformatorów - jakie materiały kupić?

ety 30 Gru 2016 12:46 768 8
  • #1 30 Gru 2016 12:46
    ety
    Poziom 14  

    Jak w temacie. Ostatnio kupiłem sobie miernik RLC. Chciałbym się nauczyć własnoręcznie budować cewki, a w późniejszym czasie również transformatory.

    Pytanie co warto kupić?
    Jakie druty nawojowe? O jakich parametrach?
    Jakie rdzenie są przydatne do cewek?
    Co kupić, by od podstaw budować transformatory (na początek jakiś proste, małej mocy)?
    Czy polecacie jakąś literaturę w tym zakresie?
    Czy potrzebny jest jeszcze jakiś dodatkowy sprzęt/narzędzia?

    Wiem, że wielu amatorów ma problem z nawijaniem cewek, o budowie transformatorów, albo ich modyfikacjach (przezwajanie, odejmowanie zwojów) już nie wspominając. Przynajmniej tak wnioskuję po tematach na forum, jak je nieraz czytam.

    Jeśli chodzi o cewki to chciałbym ogólnie, w praktyce móc zweryfikować ten cały aparat matematyczny, który je opisuje. Uważam, że samo czytanie nic mi nie da. Trzeba poeksperymentować. Chciałbym nauczyć się nawijania cewek, by móc budować odbiorniki radiowe, a w późniejszym czasie również nadajniki/radiostacje na pasma amatorskie. Niestety w mojej okolicy nie ma klubu radiowego, jest kilku kolegów krótkofalowców, ale to raczej osoby z pasją do komunikacji w ten sposób, niżeli zapaleni konstruktorzy. Na początek myślałem, że dobrym projektem byłoby zbudowanie radia najpierw np. na 225kHz, czyli radiową jedynkę. Potem może jakiś trudniejszy odbiornik na modulację FM i pasmo 88-108 MHz. Z przestrajaniem ręcznym, nie wiem czy stereo, na pewno taki byłby trudniejszy do zrobienia. Jedynie problem jest taki, że jak czytam te wszystkie opisy projektów to często jest tak, że nie ma dostępnych części. A to jakiś trymer, a to jakaś cewka na rdzeniu bez dokładnego opisu (opis na zasadzie "wyciągnąłem ze starego telewizora").

    Co do transformatorów. Wiadomo docelowo chciałbym potrafić zrobić takie na 230V. Mam jednak możliwość eksperymentowania z mniejszymi napięciami. Mam generator funkcyjny. Nie ma on dużej mocy wyjściowej, ale te 10Vpp dla sinusa przy 50Hz da się z niego wyczarować. Zawsze coś, zawsze bezpieczniej na początek niż przy 230V, tak sądzę. Przy okazji - jakie środki bezpieczeństwa stosować? Kiedyś słyszałem i w sumie też sam używałem po prostu żarówki włożonej w oprawkę, połączonej złączami śrubowymi (takie złącza jak do instalacji oświetleniowej w domu) i się sprawdzało. Jak było coś nie tak to świeciło i tyle.

    0 8
  • Pomocny post
    #2 30 Gru 2016 18:04
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Jest wiele odmian konstrukcyjnych cewek i transformatorów w zależności od wymaganych parametrów, dlatego trudno podać uniwersalny sposób na wszystko.

    Drut dobiera sie w zależności od płynącego prądu, a w uzwojeniach pracujących z małymi sygnałami wybiera sie taki aby było wygodnie nawijać.

    Nawijarkę można sobie skonstruować jeśli będzie sie nawijało cewki o wielkiej liczbie zwojów kilkaset i więcej, a tych nie spotyka sie wiele.

    Cewki bez rdzenia łatwo wykonać i nie potrzeba do wykonania nic oprócz kawałka drutu i walca o odpowiedniej średnicy (najczęściej wiertła ;) ) takie cawki stosowane są w obwodach gdzie potrzeba małej indukcyjnosci od kilkuset nH do kilku uH czyli pracujących na kilkudziesięciu MHz i powyzej.

    Budowanie cewek bez rdzenia o znacznie wiekszych indukcyjnościach zazwyczaj nie ma uzasadnienia, no może z wyjątkiem cewek do zwrotnic głośnikowych gdzie ważną zaletą jest liniowość takiej cewki.

    Cewki z rdzeniem:
    -Cewki i transformatory na 50Hz (mogą pracować do kilkuset Hz) wykonuje sie na rdzeniach z blach żelazokrzemowych bo te mają dużą przenikalność i duzą indukcję nasycenia. Zazwyczaj stosuje sie rdzenie z kształetk EI lub toroidalne

    -Cewki i transformatory na wyższe częstotliwości do kilkuset kHz wykonuje sie na rdzeniach z ferrytu Mn-Zn powyżej z ferrytów Ni-Zn, w cewkach czasem używa rdzeni proszkowych, kształtek ferrytowych jest bardzo wiele zarówno kształtów i rozmiarów.

    Budowanie transformatorów sieciowych małej mocy nie ma wiele sensu uzwojenie pierwotne to kilkaset zwojów bardzo cienikim drutem np 0,1mm bez nawijarki zerwiesz. W transformatorach większych mocy jest mniej zwojów i drut grubszy.

    Transformatory do przetwornic zwojów mają o wiele mniej od sieciowych, więc nawijanie nie jest bardzo pracochłonne no i nie ma gotowych w sklepie, dlatego zawsze trzeba wykonać coś samemu.

    W zależnosci od zastosowania inne parametry cewek będą miały znaczenie, w obwodach rezonansowych wząna będzie stabilność indukcyjności, w przetwornicach indukcyjność i prąd nasycenia oraz stratność.


    Cytat:
    Wiem, że wielu amatorów ma problem z nawijaniem cewek, o budowie transformatorów, albo ich modyfikacjach (przezwajanie, odejmowanie zwojów) już nie wspominając. Przynajmniej tak wnioskuję po tematach na forum, jak je nieraz czytam.
    Z transformatorami sieciowymi i ich modyfikacją jest łatwo, jak masz gotowy transformator to dowijasz kilka zwojów drutu i mierzysz na nich napięcie żeby policzyć liczbę zwojów na wolt, później łatwo wyliczyć ile zwojów dowinąć/odwinąć, w przypadku projektowania transformatora sieciowego od zera liczbe zwojów na wolt określasz na podstawie pola przekroju rdzenia.
    W innych transformatorach (impulsowych, sygnałowych) nie ma tak prosto.


    To tyko kilka luźno powiązanych skojarzeń jakie mi sie nasuneły - chwilowo brak pomysłu na bardziej systematyczne podejście, zapytaj o coś konkretnego bedzie łatwiej.

    1
  • #3 30 Gru 2016 22:52
    ety
    Poziom 14  

    Na tę chwilę użycie cewek i transformatorów to dla mnie głównie poszerzanie wiedzy o samych elementach, a także budowa układów radiowych i przetwornic impulsowych. Przetwornice nawet budowałem, ale w oparciu o gotowe układy scalone i fabryczne cewki. Z układami radiowymi mam problem, bo co szukam prostego projektu to nie mam jakiegoś elementu. Albo jest opisany w taki sposób, że trudno zrozumieć (głównie chodzi właśnie o cewki z rdzeniem).

    Taki przykład: http://doktorx.fm.interiowo.pl/artykuly/odbiornik.htm

    Niby prosty schemat. Problemy są dwa - trymer 540pF i cewka. Opis cewki:

    Cytat:
    Cewka L1 składa się z ok. 50 zwojów drutu w oplocie bawełnianym o średnicy 0,4 mm. Cewka L2 (złożona z tego samego drutu) posiada 12 zwojów. Obydwie nałożone są na pręt ferrytowy (pozyskany ze starego radioodbiornika) średnicy 1cm i długości 10cm.


    Może być zamiast "drut w oplocie bawełnianym" drut nawojowy DNE (takie druty można zakupić np. na Allegro)? No i kolejna sprawa "pręt ferrytowy". Z tego co wiem to ten pręt stanowi taki rdzeń, a jeśli jest rdzeń to ma on wpływ na indukcyjność. Rdzeń ferrytowy zwiększa indukcyjność, z kolei rdzeń wykonany z metalu ją zmniejsza. Raczej nie są obojętne wymiary rdzenia. Pewnie da się to jakoś oszacować, przeliczyć i użyć nieco innego rdzenia. Wtedy pewnie można dobrać jakiś inny. Wiem, że są też projekty, gdzie cewkę nawija się po prostu na kawałku drewna. Pytanie czy w tym przypadku się to sprawdzi i po prostu nawinąć cewkę bez rdzenia, z inną liczbą zwoi? To taki przykład. Ale budowa takiej cewki bez rdzenia chyba nie ma sensu, bo jak sam piszesz:

    jarek_lnx napisał:
    Budowanie cewek bez rdzenia o znacznie wiekszych indukcyjnościach zazwyczaj nie ma uzasadnienia


    To tylko taki przykład.

    jarek_lnx napisał:
    Budowanie transformatorów sieciowych małej mocy nie ma wiele sensu uzwojenie pierwotne to kilkaset zwojów bardzo cienikim drutem np 0,1mm bez nawijarki zerwiesz. W transformatorach większych mocy jest mniej zwojów i drut grubszy.


    W sumie masz rację. Wyszedłem z prostego, jak widać błędnego założenia, że mała moc = prosta konstrukcja.

    Zastanawiam się po prostu też co kupić. Mogę kupić kilka szpulek takiego drutu nawojowego DNE o różnych średnicach, jakieś rdzenie do cewek, ewentualnie jakieś materiały do budowy transformatorów od podstaw, ale najbardziej najpierw zależy mi na cewkach. Tylko pytanie jakie mi wystarczą na sam początek :D Po prostu chcę teorię przekuć w praktykę na zasadzie:

    - mam w jakiejś książce wzór, może i przykład, dotyczący cewki
    - przeliczam to sobie na kartce
    - buduję cewkę
    - mierzę mostkiem RLC, mogę też zmierzyć metodą techniczną (oscyloskop, generator, multimetr)

    Mam nadzieję, że zrozumiale wyraziłem w czym rzecz. Elementy indukcyjne, jak się w nie zagłębić są trudne, ale i ciekawe. Chciałbym je w ten sposób trochę poznać. Tak bardziej szczegółowo. Na tę chwilę najbardziej zależy mi na cewkach i w konsekwencji budowie prostych odbiorników radiowych.

    Jeszcze jedno - zwoje w cewce muszą być od siebie odizolowane elektrycznie i albo musi być zachowana odległość, albo po prostu drut musi być emaliowany, prawda? Nie można wykorzystać srebrzanki? Zastanowiło mnie jeszcze jakie właściwości w takim przypadku miałby zwykły cienki drucik w izolacji gumowej. Zaraz odszukam kynar i sprawdzę...

    0
  • Pomocny post
    #4 30 Gru 2016 23:15
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    ety napisał:
    trymer 540pF

    To nie jest trymer a "pełnoprawny" kondensator strojeniowy o sporej pojemności ok.500pF, powietrzny i o dużych gabarytach (chociaż były produkowane małe gabarytowo z przekładkami z folii - trzeszczały), zwykle dwusekcyjne (obw. wejściowy i heterodyny) - obie sekcje można było łączyć równolegle.
    ety napisał:
    50 zwojów drutu w oplocie bawełnianym o średnicy 0,4 mm

    To powinien być nie drut ale t.zw. "lica" czyli wiele cienkich drutów (o średnicy ok 0,05mm) izolowanych emalią (jak druty DNE) skręcone razem w rodzaj linki i oplecione bawełną.
    Poczytaj o efekcie naskórkowym.
    Od biedy można użyć drutu.

    Nie zaopatruj się na zapas, gromadź materiały przy okazji wykonywanych prac, poczytaj o budowie cewek i transformatorów, w załączniku materiały n/t obliczania transformatorów sieciowych - wg mnie najlepsze i najdokładniejsze, pozwalają wyliczyć wszystko, łącznie z prądem biegu jałowego.

    1
  • Pomocny post
    #5 30 Gru 2016 23:19
    trol.six
    Poziom 31  

    ety napisał:
    Rdzeń ferrytowy zwiększa indukcyjność, z kolei rdzeń wykonany z metalu ją zmniejsza. Raczej nie są obojętne wymiary rdzenia. Pewnie da się to jakoś oszacować, przeliczyć i użyć nieco innego rdzenia. Wtedy pewnie można dobrać jakiś inny. Wiem, że są też projekty, gdzie cewkę nawija się po prostu na kawałku drewna. Pytanie czy w tym przypadku się to sprawdzi i po prostu nawinąć cewkę bez rdzenia, z inną liczbą zwoi? To taki przykład.

    Zamiast zakupów niech kolega troche poczyta wiedzy. Bo to nie da się tak gdybać. Indukcyjności to obszerny temat. Kawałek drutu też posiada indukcyjność. Wtedy można robić zakupy.

    Np. przenikalność magnetyczna:
    http://www.magnes-neodymowy.org.pl/
    Przenikalność magnetyczna
    Cechy te zależą też od np. częstotliwości, temperatury.

    Katalog ze strony www.ferroxcube.com można sobie ściągnąć
    Różne materiały

    0
  • #6 30 Gru 2016 23:57
    ety
    Poziom 14  

    trymer01 napisał:

    ety napisał:
    trymer 540pF

    To nie jest trymer a "pełnoprawny" kondensator strojeniowy o sporej pojemności ok.500pF, powietrzny i o dużych gabarytach (chociaż były produkowane małe gabarytowo z przekładkami z folii - trzeszczały), zwykle dwusekcyjne (obw. wejściowy i heterodyny) - obie sekcje można było łączyć równolegle.


    No to inna para kaloszy. Szukałem trymera. Teraz będę szukał kondensatorów strojeniowych. Ewentualnie pod hasłem "kondensator powietrzny", bo chyba też ta nazwa się go tyczy. A może i sam spróbuję go zbudować? Tutaj widzę, że da się - link.

    trymer01 napisał:
    Nie zaopatruj się na zapas, gromadź materiały przy okazji wykonywanych prac, poczytaj o budowie cewek i transformatorów, w załączniku materiały n/t obliczania transformatorów sieciowych - wg mnie najlepsze i najdokładniejsze, pozwalają wyliczyć wszystko, łącznie z prądem biegu jałowego.


    Wielkie dzięki za materiały! Swoją drogą z jakiej książki pochodzą?

    trol.six napisał:
    Zamiast zakupów niech kolega troche poczyta wiedzy. Bo to nie da się tak gdybać. Indukcyjności to obszerny temat. Kawałek drutu też posiada indukcyjność. Wtedy można robić zakupy.


    No może i racja. Jak poczytam to mi się rozjaśni i będę wiedział co mniej więcej kupić.

    Sprawdziłem z tym kynarem... Nawinąłem prowizoryczną cewkę z kynaru. Indukcyjność wg miernika (f=1kHz) to ok. 2uH dla cewki bez rdzenia i ok. 10uH po nawinięciu jej na śrubokręt o tej samej średnicy.

    0
  • Pomocny post
    #7 31 Gru 2016 17:19
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Cytat:
    Może być zamiast "drut w oplocie bawełnianym" drut nawojowy DNE (takie druty można zakupić np. na Allegro)? No i kolejna sprawa "pręt ferrytowy". Z tego co wiem to ten pręt stanowi taki rdzeń, a jeśli jest rdzeń to ma on wpływ na indukcyjność.
    Rozejrzyj sie trochę w internecie, warto mieć ogólną wiedzę o różnych rozwiązaniach konstrukcyjnych bo było ich naprawdę mnóstwo.
    Mozna sobie dać radę bez rdzenia od anteny ferrytowej, jak i bez kondensatora zmiennego

    Pręt ferrytowy w artykule który podlinkowałeś był kiedyś anteną jakiegoś odbiornika, to najpopularnieszy rodzaj anteny w radiach AM, ale kiedyś stosowano duże cewki (anteny pętlowe) podobno efekty były nawet lepsze.
    Przykład

    Strojenie bez kondensatora zmiennego wymaga regulowanej indukcyjności jest na to kilka sposobów jak presuwanie cewki względem rdzenia, albo przemieszczanie względem siebie dwóch połówek cewki powietrznej

    Cytat:
    Rdzeń ferrytowy zwiększa indukcyjność, z kolei rdzeń wykonany z metalu ją zmniejsza.
    To nei tak, rdzeń z metalu ferromagnetycznego zwiększa indukcyjność ale powstają w nim prądy wirowe (straty) przy częstotliwości 1kHz ten drugi efekt przeważył


    Cytat:
    Raczej nie są obojętne wymiary rdzenia. Pewnie da się to jakoś oszacować, przeliczyć i użyć nieco innego rdzenia.
    Cewka obwodu rezonansowego nie wymaga tak wielkiego rdzenia, uzył rdzenia anteny fertytowej bo taki miał pod ręką, a ponieważ uzył bardzo lichej "anteny" - bardzo krótkiego kawałka drutu tak na te długości fali, to pewnie odbiera bardziej cewką niż "anteną"

    Cytat:
    Wiem, że są też projekty, gdzie cewkę nawija się po prostu na kawałku drewna. Pytanie czy w tym przypadku się to sprawdzi i po prostu nawinąć cewkę bez rdzenia, z inną liczbą zwoi? To taki przykład. Ale budowa takiej cewki bez rdzenia chyba nie ma sensu, bo jak sam piszesz:
    Cewka nawięnięta na drewnie lub plastiku to nadal cewka bez rdzenia taki rdzeń tylko ja trzyma mechanicznie nie wpływając znacząco na indukcyjność.

    Pisząc o sensowności robienia dużych cewek bez rdzenia myślałem o rozbudowanych urządzeniach z większą ilością cewek, gdzie zamiana małych cewek z rdzeniam na duże bez była by kłopotliwa.
    Ale gdy budujesz odbiornik z jedna - dwiema cewkami to mozesz je wykonać jako powietrzne choćby po to żeby zobaczyć że sie da.


    Cytat:
    Jeszcze jedno - zwoje w cewce muszą być od siebie odizolowane elektrycznie i albo musi być zachowana odległość, albo po prostu drut musi być emaliowany, prawda? Nie można wykorzystać srebrzanki? Zastanowiło mnie jeszcze jakie właściwości w takim przypadku miałby zwykły cienki drucik w izolacji gumowej. Zaraz odszukam kynar i sprawdzę...
    Cewki w głowicach UKF zazwyczaj były ze srebrzanki oczywiście zwoje w odległości uniemozliwiającej zwarcie, pozostael cewki z drutu nawojowego, przyznam że małe cewki i kondensatory z kynaru też robiłem, zwykłych przewodów z grubą izolacja sie nie stosuje bo szkoda miejsca na karkasie na izolację no a w cewkach mocy były by problemy z odpornościa na temperaturę.

    0
  • Pomocny post
    #8 31 Gru 2016 17:24
    398216 Usunięty
    Poziom 43  

    W kwestii formalnej:
    Ani cewek, ani transformatorów budować nie będziesz, a co najwyżej je będziesz nawijać.
    A tak w ogóle - masz miernik. OK, ale może najpierw trochę teorii by się przydało - zanim zaczniesz kupować druty...?

    0
  • #9 01 Sty 2017 17:27
    ety
    Poziom 14  

    398216 Usunięty napisał:
    A tak w ogóle - masz miernik. OK, ale może najpierw trochę teorii by się przydało - zanim zaczniesz kupować druty...?


    Jasne, ja naprawdę cały czas czytam. Wiadomo, że im więcej się czyta tym więcej jest pytań, ale zgodnie z ładny zagramanicznym sformułowaniem "overlearning" po jakimś czasie sytuacja się klaruje. Po prostu chciałem czytać i mieć pod ręką jakieś szpargały, żeby sprawdzić sobie to wszystko w praktyce. No może nie wszystko, ale jakieś podstawowe wzory.

    398216 Usunięty napisał:
    Ani cewek, ani transformatorów budować nie będziesz, a co najwyżej je będziesz nawijać.


    Jak się uprzeć to z odpowiednią wiedzą i narzędziami to i pewnie transformator się zaprojektuje i zbuduje, od karkasu poczynając. Tylko to nie zabawa dla początkujących.

    0