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 [ 18 Beiträge ]  Gehe zu Seite 1, 2
Autor Nachricht
 Betreff des Beitrags: Berechung der Luftspulen mit vorgegebener Güte
Hallo Forum,

hoffe, hier kann ich etwas Unterstützung in folgender Fragestellung finden:

Wie berechnet man eine Luftspule anhand folgender Vorgaben:

- Induktivität im Bereich 0,3 - 1 μH;
- Spulengüte im Leerlauf im Berech von 600-900;
- HF Strom von bis zu 60 A.

Ist so eine hohe Leerlaufgüte überhaupt erreichbar, und wenn ja, wie berechnet man die Konstruktionangaben der Spule ?

Wenn nicht, wie kann man eine Spule anhand restübriger Vorgaben auf maximale Güte hinaus berechnen und wie hoch wird diese werden ?

Vielen Dank für alle Antworten !


  
 
 Betreff des Beitrags:
hallo

anregende links dazu :

http://www.b-kainka.de/bastel95.htm
http://www.wolfgang-wippermann.de/guete.htm


http://www.vfo-magazin.de/index.pl/die_ ... s__02/2007
http://www.wer-weiss-was.de/theme59/article1006121.html


73


  
 
 Betreff des Beitrags:
Erst mal danke für die Stellungnahme.

[i:1420il3a](Zuerst gibt es Lob.)[/i:1420il3a]

Aber jetzt mal ganz ehrlich ....

[i:1420il3a](Und dann kommt die Kritik)[/i:1420il3a]

Allgemeingelaber habe ich genügend gesehen, in allen möglichen Büchern und auf verschiedenen Internetseiten. Bin halt nicht seit gestern im Geschäft.

...daher die Frage:

In welchem [b:1420il3a]konkret[/b:1420il3a] deiner zahlreichen anregenden Links wird von der [b:1420il3a]Berechnung [/b:1420il3a] der Spulen mit einem bestimmten benötigten Gütewert gesprochen ?

Nix für Ungut, aber ich habe eine konkrete Fragestellung und allgemeine Assoziationen helfen mir da wenig.

Grüße Draco Malfoy

P.S. Sorry, wenn das jetzt gerade zu barsch gewirkt hat.


  
 
 Betreff des Beitrags:
Auch auf die Gefahr hin, daß Du das alles schon hinter Dir hast: ich habe folgende Links ganz interessant gefunden:
http://hamwaves.com/antennas/inductance.html
http://www.qsl.net/in3otd/indcalc.html
http://www.midnightscience.com/formulas ... ators.html
www.coilws.com/c_winding_main/Air Coil Inductors.pdf
Die zweite link von in3otd sieht ganz gut zum "probieren" aus, um die Größenordnungen abzustecken. Ich habe mit den von Dir angegebenen Werten noch nie praktisch gerechnet. Formelkram habe ich selbst noch im RPB 80/80a Spulenbuch von Sutaner 1957 und das Tfk Laborbuch I von 1958 - ich denke, die brauche ich hier nicht posten. Was mir die Sache nicht so trivial erscheinen läßt, sind die 60A und der dazu erforderlich "Draht"-Querschnitt, bzw. welche Frequenz kommt in Frage (Skineffekt bzw. wirksamer Querschnitt , Stromdichte ??).
Die übrigen beiden html-Seiten sind ebenfalls Rechenhilfen, aber mit m.E. für das erste Abstecken zuviel Parameter, .pdf nochmal 1 Seite Rechnen - evtl. alter Hut. Im ersten Ansatz (aus dem Bauch) sollte eine einlagige Zylinderspule mit genügend Wickelungsabstand den gewünschten Q schaffen.

Vielleicht hilft Dir das etwas weiter, ansonsten - sorry - viel Glück. Wenn Du was besseres rausgefunden hast - posten - ist immer interessant.
73 Peter


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Berechung der Luftspulen mit vorgegebener Güte
[quote]Hallo Forum,

hoffe, hier kann ich etwas Unterstützung in folgender Fragestellung finden:

Wie berechnet man eine Luftspule anhand folgender Vorgaben:

- Induktivität im Bereich 0,3 - 1 μH;
- Spulengüte im Leerlauf im Berech von 600-900;
- HF Strom von bis zu 60 A.

Ist so eine hohe Leerlaufgüte überhaupt erreichbar, und wenn ja, wie berechnet man die Konstruktionangaben der Spule ?

[color=blue:16skoppy]Solche Spulengüten erhältst Du wenn das l/D Verhältnis nahe an 1 aber nicht grösser als 2 ist.
Die Windungszahlen werden genau so wie bei anderen Luftspulen berechnet.
[/color:16skoppy]
[/quote]

Du schreibst keine Frequenz dazu, ich gehe auf Grund der Induktion mal von 11m aus und das es eine PA Spule sein soll und keine magnetische Antenne.
Also 40KW Ausgangsleistung bei 10KV Anodenspannung.

Für 60A brauchst Du mindestens 18mm Kupferrohr, bei wenig Kühlung oder höherer Umgebungstemperatur entsprechend mehr.

Bei 0,5µH wären das 3 Windungen mit 9cm Durchmesser und 9cm Spulenlänge.

Mit Wasserkühlung durch die Spule reichen die 18mm.
Bei Konvektionskühlung sind eher 30mm erforderlich.

73
Peter


  
 
 Betreff des Beitrags:
Hallo nochmal !

Vielel Dank erstmal,

die Links sind schon sehr hilfreich.

Bin jetzt in Eile, rechne später mit den von euch geposteten Hilfen alles durch und gucke, was daraus gekommen ist.

Die Frequenz ist um die 14,5 MHz.

To DF3KV:

Nicht ganz richtig getippt.

Eher so 3 KW.

Gemäß meiner Berechnung würde eine Spule mit der Leerlaufgüte von 800 in einem PI-Network mit der belasteten Güte von ca. 100 ungefähr diese Ströme aushalten müssen. Dir Wirkungsgrad liege dabei bei 92 %.

Mehr dazu später.

Gruß Draco


  
 
 Betreff des Beitrags:
Bei meiner letzte link (.pdf) leider mit "Patzer", habe die "blanks übersehen. Korrekt:
http://www.coilws.com/c_winding_main/
und dann die "air coil ......pdf" anklicken. 73 Peter


  
 
 Betreff des Beitrags:
[quote]

Gemäß meiner Berechnung würde eine Spule mit der Leerlaufgüte von 800 in einem PI-Network mit der belasteten Güte von ca. 100 ungefähr diese Ströme aushalten müssen. Dir Wirkungsgrad liege dabei bei 92 %.
[/quote]

Hallo Draco,

Es ist absolut unsinnig eine Betriebsgüte von 100 in einem Sender Pi-Filter einzustellen. Der Wirkungsgrad wird sehr schlecht und die Bandbreite so gering, dass Modulation unmöglich ist.
Ausserdem gibt es kaum Kondensatoren für solche Ströme.

Typisch ist eine Güte von 10-12.
Bei höheren Ansprüchen an die Oberwellenunterdrückung wird Pi-L verwendet.

Du solltest die Güte von Bauteilen, die Leerlaufgüte und die Betriebsgüte nicht in einen Topf werfen.

73
Peter


  
 
 Betreff des Beitrags:
[quote]Bei höheren Ansprüchen an die Oberwellenunterdrückung wird Pi-L verwendet.
[/quote]

Hallo Peter !

Ja, habe ich auch schon darüber nachgedacht.

Auch habe ich über zwei hintereinandergeschaltete PI-Filter nachgedacht, also quasi PL mit Kondensator am Ausgang.

Leider sind diese Systeme sehr schwer zu stimmen.
Die Ansprüche an Oberwellenunterdrückung sind in der Tat sehr hoch.
Außerdem, bin ich noch nicht dabei, sowas zu bauen, sondern erst ein mal durchzurechnen, ob das überhaupt geht und was ich dafür brauchen werde.

Der Wirkungsgrad von 92% scheint mir doch relativ in Ordung zu sein. Sind weniger als 300W Verlustleistung. Aber heizen wird es schon ordentlich, da hast du recht.

Der "heiße" Kondensator müsste ca. 200 kVAr abkönnen, da kommen schon die Vakuum-C's an ihre Grenzen, aber ich habe hier einen, der dies aushalten soll.

Und die 20kVAr am "kalten" Ende sind doch in Festkapazitäten gut hinzubekommen.

Wie gesagt, ist erst mal eine Theoretische betrachtung, ich baue es noch nicht.

[quote]Du solltest die Güte von Bauteilen, die Leerlaufgüte und die Betriebsgüte nicht in einen Topf werfen.[/quote]

Nein, tu ich nicht.

In meiner Berechnungsvorschrift kann ich die Leerlaufgüte der Spule, die belastete Güte des Schwingkreises, Frequenz und die anzupassenden Widerstände angeben. Daraus kann ich die Leistunge und STröme in den einzelnen Filterelementen errechnen sowie deren Werte bestimmen.

Und je höher die Leerlaufgüte der Spule, desto größer ist der η im belasteten Zustand.

Was hälst du von einer belasteten Güte von ≈ 50 ?

Würde die Oberwellen schon genügend schneiden.

Zu dem Rest schreibe ich später.

Grüße Draco

P.S.

[quote][color=blue:2dvko4n7]Solche Spulengüten erhältst Du wenn das l/D Verhältnis nahe an 1 aber nicht grösser als 2 ist.
Die Windungszahlen werden genau so wie bei anderen Luftspulen berechnet.
[/color:2dvko4n7][/quote]

Ist auch eine nette Info.


  
 
 Betreff des Beitrags:
[quote][quote]

Die Ansprüche an Oberwellenunterdrückung sind in der Tat sehr hoch.

Der Wirkungsgrad von 92% scheint mir doch relativ in Ordung zu sein. Sind weniger als 300W Verlustleistung. Aber heizen wird es schon ordentlich, da hast du recht.

[color=blue:1zwufbmq]10% im Pi-Filter zu verheizen halte ich für ziemlich heftig.[/color:1zwufbmq]

Was hälst du von einer belasteten Güte von ≈ 50 ?

[color=blue:1zwufbmq]Würde ich auch nicht machen[/color:1zwufbmq]

Würde die Oberwellen schon genügend schneiden.

[/quote][/quote]

Mit normalem Pi-Filter der Güte 12 ist die 2 Harmonische mit 29db und die dritte mit 40db bedämpft.
Bei Deiner Güte von 100 sind es 49+61db.

Ein einfaches Pi-L Güte 12 bedämpft mit 42+58db.

Weitere 15db kannst Du über einfache Koax-Stubs herausholen, kaskadiert nochmal 10db.
Mit Saugkreisen aus Vacuumdrehkos und Luftspulen hoher Güte oder einem 5-poligen Bandpass wird das noch besser.

73
Peter


  
 
 Betreff des Beitrags:
Hallo nochmal.

@Peter: Stimmt, der Gewinn ist nicht so groß.

So, zu der Berechnungsfrage:

der Rechner http://www.qsl.net/in3otd/indcalc.html liefert schon ganz nette Ergebnisse.

Demgemäß müsste ich so eine Spule mit 25 cm Durchmesser, 10 cm breite und gerade mal zwei Windungen hinbekommen. Die Leerlaufgüte beträgt dann 3426, was schon sehr gut wäre.

Jetzt die Frage, wie genau so ein Recher ist. Die Drahtstärke und Form (rund, flach, Rohr, versilbert - nicht) sollen ja auch einen Einfluss auf Q haben und der ist da nicht berücksichtigt.

Die Arbeitsgüte von 100 ist wohl zu viel, weil man das ganze noch kühlen muss und so weiter.

Aber so 50 könnte man schätze ich mal ausprobieren, bevor ich auf PL zurückgreife. 2 Variometer und 2 Drehkos sind schon arg viel...

Ich habe hier noch so eine Kupferschiene 15x2,0, Lackdraht, nicht versilbert, rumliegen. Kann man damit was anfangen und wie viel Strom kann sie vertragen ?


  
 
 Betreff des Beitrags:
Hallo Draco, ich habe selbst etwas gespielt und mir die Augen gerieben. Ich würde diese extrem hohen Q-Zahlen "nicht so verbissen" sehen. Ich bin nicht in das Programm eingestiegen, aber bei der Q-Berechnung muß mit relativ niedrigem real-R dividiert werden und das kann je nach Programmsprache und Programmierung nicht so einfach werden. Es sollte jedenfalls durchgängig mit REAL*8 (64bit Gleitkomma) gerechnet werden und bei Zwischenergebnissen muß man höllisch aufpassen. Es muß kein Fehler im eigentlichen (rechnerischen) Sinne sein, aber diese einfachen Formeln sind sowieso --> Näherungen.

Zum Abgrenzen ist in3odt schnell und einfach. Danach würde ich mit Scientific Taschenrechner, Lotus/EXCEL oder einem "quick&dirty" Programm den Einzelfall nachrechnen. Da tut es im Grunde auch Basic -- alle Werte und Variablen mit doppelter Genauigkeit benutzen, nnn.nnD0 bzw. aaaa#. (Was immer Dir greifbar ist) Ich bin 2 Wochen weg vom Internet, dann schaue ich mir das Pgm mal an. Bei so etwas "puzzle" ich immer gerne herum. Die anderen Pgm habe ich noch nicht getestet, da sind teilweise auch Materialfragen zu beantworten. Bei HF und/oder hohen Strömen kann auch nicht der volle Querschnitt "verrechnet" werden ... usw. @DF3KV: Peter, ich vermute Du hast mehr "Power" als ich .. :-) .. und wirst ihm in der Praxis da besser helfen können.

73 Peter


  
 
 Betreff des Beitrags:
[quote]

Demgemäß müsste ich so eine Spule mit 25 cm Durchmesser, 10 cm breite und gerade mal zwei Windungen hinbekommen. Die Leerlaufgüte beträgt dann 3426, was schon sehr gut wäre.

[color=blue:2f4y97wz]Es hat noch niemand eine Spule mit einer Güte über 1200 hergestellt.
Offenbar rechnet das Programm Hausnummern[/color:2f4y97wz]

Jetzt die Frage, wie genau so ein Recher ist. Die Drahtstärke und Form (rund, flach, Rohr, versilbert - nicht) sollen ja auch einen Einfluss auf Q haben und der ist da nicht berücksichtigt.

Aber so 50 könnte man schätze ich mal ausprobieren, bevor ich auf PL zurückgreife. 2 Variometer und 2 Drehkos sind schon arg viel...

[color=blue:2f4y97wz]Entweder benutzt man Variometer und Fest-Cs oder feste Spulen und Drehkos, wobei letzteres immer die bessere Lösung ist[/color:2f4y97wz]

Ich habe hier noch so eine Kupferschiene 15x2,0, Lackdraht, nicht versilbert, rumliegen. Kann man damit was anfangen und wie viel Strom kann sie vertragen ?[/quote]

Auf 20m sollten damit 35A möglich sein.
Für 50A müssen es 20mm Flachmaterial sein oder 13mm Rohr

73
Peter


  
 
 Betreff des Beitrags:
[quote]
[color=blue:63hq39pg]Es hat noch niemand eine Spule mit einer Güte über 1200 hergestellt.
Offenbar rechnet das Programm Hausnummern[/color:63hq39pg]

Das ist schlecht. Dan bin ich also noch immer auf der Suche nach einer bessere Lösung. Also etwas, was mir zumindest anhand konstruktiver Parametrn die Güte ausreichend genau berechnet.

[color=blue:63hq39pg]Entweder benutzt man Variometer und Fest-Cs oder feste Spulen und Drehkos, wobei letzteres immer die bessere Lösung ist[/color:63hq39pg]

Und wie ist es mit PL-Network ?

Da muss es doch mindestens 3 abstimmbare Elemente geben.

Sprich, wahrscheinlich auf dem "heißen" Ende einige Festkapazitäten, dann Variometer und dann Drehko und dann noch eine feste Spule. Oder Festkapazitäten- feste Spule- drehko - Variometer. Oder.... ?


[color=blue:63hq39pg]Auf 20m sollten damit 35A möglich sein.
Für 50A müssen es 20mm Flachmaterial sein oder 13mm Rohr

73
Peter[/color:63hq39pg]

Na das ist ja schon mal was. Alternativ könnte ich den Draht doppelt nehmen; habe noch glücklicherweise gute 30 Meter von übrig.

Wie rechnet man, wieviele A bei welcher Frequenz pro mm Umfanglänge benötigt werden bzw. welche Umfanglänge nimmt man z.B. beim Rohr an ?
[/quote]


  
 
 Betreff des Beitrags: klappern
hallo

hmm, ich denke du bist schon so lange im geschäft ??


73


  
 

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