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在选择和使用电感线圈时,首先要想到线圈的检查测量,而后去判断线圈的质量好坏和优劣。欲准确检测电感线圈的电感量和品质因数Q,一般均需要专门仪器,而且测试方法较为复杂。在实际工作中,一般不进行这种检测,仅进行线圈的通断检查和Q值的大小判断。可先利用万用表电阻档测量线圈的直流电阻,再与原确定的阻值或标称阻值相比较,如果所测阻值比原确定阻值或标称阻值增大许多,甚至指针不动(阻值趋向无穷大X 可判断线圈断线;若所测阻值极小,则判定是严重短路万果局部短路是很难比较出来人这两种情况出现,可以判定此线圈是坏的,不能用。如果检测电阻与原确定的或标称阻值相差不大,可判定此线圈是好的。此种情况,我们就可以根据以下几种情况,去判断线圈的质量即Q值的大小。线圈的电感量相同时,其直流电阻越小,Q值越高;所用导线的直径越大,其Q值越大;若采用多股线绕制时,导线的股数越多,Q值越高;线圈骨架(或铁芯)所用材料的损耗越小,其Q值越高。例如,高硅硅钢片做铁芯时,其Q值较用普通硅钢片做铁芯时高;线圈分布电容和漏磁越小,其Q值越高。例如,蜂房式绕法的线圈,其Q值较平绕时为高,比乱绕时也高;线圈无屏蔽罩,安装位置周围无金属构件时,其Q值较高,相反,则Q值较低。屏蔽罩或金属构件离线圈越近,其Q值降低越严重;对有磁芯的高频线圈,其Q值较天磁芯时为高;磁芯的损耗越小,其Q值也越高。
在电源滤波器中使用的低频阻流圈,其Q值大小并不太重要,而电感量L的大小却对滤波效果影响较大。要注意,低频阻流圈在使用中,多通过较大直流,为防止磁饱和,其铁芯要求顺插,使其具有较大气隙。为防止线圈与铁芯发生击穿现象,二者之间的绝缘应符合要求。所以,在使用前还应进行线圈与铁芯之间绝缘电阻的检测。具体方法与变压器绝缘电阻的检测方法相同(可参阅变压器的检测)。
对于高频线圈电感量L由于测试起来更为麻烦,一般都根据在电路使用效果适当调整,以确定其电感量是否合适。
对于多个绕组的线圈,还要用万用表检测各绕组之间线圈是否短路;对于具有铁芯和金属屏蔽罩的线圈,要测量其绕组与铁芯或金属屏蔽罩之间是否短路。
3.绕制线圈的注意事项
线圈在实际使用过程中,有相当数量品种的电感线圈是非标准件,都是根据需要有针对性进行绕制。自行绕制时,要注意以下几点:
(1)根据电路需要,选定绕制方法
在绕制空心电感线圈时,要依据电路的要求,电感量的大小以及线圈骨架直径的大小,确定绕制方法。间绕式线圈适合在高频和超高频电路中使用,在圈数少于3圈到5圈时,可不用骨架,就能具有较好的特性,Q值较高,可达150-400,稳定性也很高。单层密绕式线圈适用于短波、中波回路中,其Q值可达到150-250,并具有较高的稳定性。
(2)确保线圈载流量和机械强度,选用适当的导线
线圈不宜用过细的导线绕制,以免增加线圈电阻,使Q值降低。同时,导线过细,其载流量和机械强度都较小,容易烧断或碰断线。所以,在确保线圈的载流量和机械强度的前提下,要选用适当的导线绕制。
(3)绕制线圈抽头应有明显标志
带有抽头的线圈应有明显的标志,这样对于安装与维修都很方便。
(4)不同频率特点的线圈,采用不同材料的磁芯
工作频率不同的线圈,有不同的特点。在音频段工作的电感线圈,通常采用硅钢片或坡莫合金为磁芯材料。低频用铁氧体作为磁芯材料,其电感量较大,可高达几亨到几十亨。在几十万赫到几兆赫之间,如中波广播段的线圈,一般采用铁氧体芯,并用多股绝缘线绕制。频率高于几兆赫时,线圈采用高频铁氧体作为磁芯,也常用空心线圈。此情况不宜用多股绝缘线,而宜采用单股粗镀银线绕制。在100MHz以上时,一般已不能用铁氧体芯,只能用空心线圈;如要作微调,可用钢芯。使用于高频电路的阻流圈,除了电感量和额定电流应满足电路的要求外,还必须注意其分布电容不宜过大。
4.提高线圈的Q值所采取的措施
品质因数Q是反映线圈质量的重要参数,提高线圈的Q值,可以说是绕制线圈要注意的重点之一。那么,如何提高绕制线圈的Q值呢,下面介绍具体的方法:
(1)根据工作频率,选用线圈的导线
工作于低频段的电感线圈,一般采用漆包线等带绝缘的导线绕制。工作频率高于几万赫,而低于2MHz的电路中,采用多股绝缘的导线绕制线圈,这样,可有效地增加导体的表面积,从而可以克服集肤效应的影响,使Q值比相同截面积的单根导线绕制的线圈高30%-50%。在频率高于2MHz的电路中,电感线圈应采用单根粗导线绕制,导线的直径一般为0.3mm-1.5mm。采用间绕的电感线圈,常用镀银铜线绕制,以增加导线表面的导电性。这时不宜选用多股导线绕制,因为多股绝缘线在频率很高时,线圈绝缘介质将引起额外的损耗,其效果反不如单根导线好。
(2)选用优质的线圈骨架,减少介质损耗
在频率较高的场合,如短波波段,因为普通的线圈骨架,其介质损耗显著增加,因此,应选用高频介质材料,如高频瓷、聚四氟乙烯、聚苯乙烯等作为骨架,并采用间绕法绕制。
(3)选择合理的线圈尺寸,可以减少损耗
外径一定的单层线圈(φ20mm-30mm),当绕组长度 L与外径 D的比值 L/D=0.7时,其损耗最小;外径一定的多层线圈L/ D=0.2-0.5,用t/D=0.25-0.1时,其损耗最小。绕组厚度t、绕组长度L和外径D之间满足3t+2L=D的情况下,损耗也最小。采用屏蔽罩的线圈,其L/D=0.8-1.2时最佳。
(4)选定合理屏蔽罩的直径
用屏蔽罩,会增加线圈的损耗,使Q值降低,因此屏蔽罩的尺寸不宜过小。然而屏蔽罩的尺寸过大,会增大体积,因而要选定合理屏蔽罩的直径尺寸。
当屏蔽罩直径Ds与线圈直径 D之比满足如下数值即 Ds/D=1.6-2.5时,Q值降低不大于10%。
(5)采用磁芯可使线圈圈数显著减少
线圈中采用磁芯,减少了线圈的圈数,不仅减小线圈的电阻值,有利Q值的提高,而且缩小了线圈的体积。
(6)线圈直径适当选大些,利于减小损耗
在可能的条件下,线圈直径选得大一些,体积增大了一些,有利于减小线圈的损耗。一般接收机,单层线圈直径取12mm-30mm;多层线圈取6mm-13mm,但从体积考虑,也不宜超过20mm-25mm的范围。
(7)减小绕制线圈的分布电容
尽量采用无骨架方式绕制线圈,或者绕制在凸筋式骨架上的线圈,能减小分布电容15%-20%;分段绕法能减小多层线圈的分布电容的1/3~l/2。对于多层线圈来说,直径D越小,绕组长度L越小或绕组厚度t越大,则分布电容越小。应当指出的是:经过漫渍和封涂后的线圈,其分布电容将增大20%-30%。
总之,绕制线圈,始终把提高Q值,降低损耗,作为考虑的重点。