В прошлый раз здорово пообсуждали тему намагничивания неодима вот тут. Но нерассказанной осталась история одной катушки. Не той, которую скрутило всмятку на первых этапах испытаний:
А той, которая была задизайнена после такого эпичного фейла. В принципе, изделие должно было получиться простым: 20 витков эмальпровода, сложенного вчетверо, в два слоя, на каркасе диаметром 50мм и такой же примерно высоты. Но был нюанс — при прохождении тока 10кА (кило-Ампер, значит), первое решение «по-простому» быстро схлопывается из-за возникающих в проводниках Амперовых сил. Так что надо было придумать что-то покрепче и намотанное поплотнее, дабы не дать возможности проводникам перемещаться по катушке во время рабочего импульса.
Новая бобина была разработана с учётом полученного негативного опыта и выглядела вот так:
У кошки четыре ноги бобины предусмотрено два «уха», в которые служат для того чтоб запустить сложенный вчетверо эмальпровод в первый слой и затем выпустить его обратно из второго. Провод пропускается через прямоугольные отверстия в «ушах». У противоположного торца бобины расположена спиральная площадка, обеспечивающая плавный переход обмотки с первого слоя на второй.
Наматывать катушку нужно при приличном натяжении проводов, килограмм 10 как минимум, да ещё и обеспечить в процессе намотки пропитку легендарным БФ-2 и укладку межслойной изоляции из электрокартона хорошей бумажки. Ясное дело, что без особой приспособы тут не обойтись, ведь нужно не только весь техпроцесс (с перерывами на пропитку и укладку) проводить удерживая натяжение провода, так ещё и не дать смяться внутренней стенке бобины под этой нагрузкой.
Вот для начала и поговорим о том, как снять точечные напряжения с тонкой внутренней стенки. Для этого нам понадобится разжимная цанга. Это что-то типа той штуки, которая держит грифель в механическом карандаше, только наоборот:
Собственно разжатие этой цанги обеспечивается давлением конических толкателей на торцевые конические ммм, торцы цанги.
И вот как это работает:
Зачем нужна эта цанга? — Для того чтобы подпереть стенки бобины изнутри, пока идёт намотка.
В гексагональные углубления конусов вставляются, как вы догадались, гайки. После чего конуса вместе с цангой и бобиной можно накрутить на резьбовую шпильку, которая одновременно является осью вращение и элементом, создающим необходимый преднатяг цанги.
Затем шпилька продевается через пару подшипников, установленных на опорах. Одна из опор включает в свою конструкцию трещётку.
На этом моменте дизайнер вышел из чата и возник колхозный (но рабочий) «причиндал» натяжения провода:
Провод заходит сквозь вводное «ухо»:
Затем наматывается 10 витков до противоположного торца, пропитывается БФ-2, укладывается бумажная изоляция, пропитывается БФ-2, 10 витков обратно, пропитывается БФ-2, бумажная изоляция, пропитывается.. а, ну вы поняли уже.
Выходит так:
Случайно вернувшийся дизайнер икает и говорит, что стоило взять пластик потемнее, а то выглядит как-то.. ну да ладно, о чём это мы.
Ну и теперь, когда всё намотано и затянуто, пора позаботиться о чём? — Правильно, о БФ-2! Его надо прожарить при температуре 120 градусов. Можно было бы и больше, да вот только пластик утечёт. Жарить надо всё так же, не снимая с цанги, чтоб стенки не провисли.
Удобней всего такую прожарку устраивать пропуская точно отмерянное количество электронов через саму обмотку, но только после того, как вся конструкция будет термически изолирована фольгой и чьей-то.. футболкой. А, и ещё не забыть завернуть в эту же шаурму термопару от мультиметра. Блок питания тут, естественно, модифицированный.
После запекания готовый продукт может быть снят с оправки и запущен в эксплуатацию. Мне ужасно жаль, что нет финального фото результата, но в принципе катушка выглядела точно так же, как и до запекания.
Fusion 360 — модели бобины и машины.
Оригинал этой статьи на Medium.
