coilontwerp

Coilontwerp is het vakgebied dat zich bezighoudt met het ontwerpen en optimaliseren van spoelen die in elektronica en elektrotechniek worden gebruikt om magnetische velden op te wekken of te regelen. Spoelen komen voor in inductoren, transformatoren, solenoïden, elektromagneten en inductieve sensoren. Het doel is om gewenste inductantie, impedantie en magnetische flux te bereiken binnen praktische afmetingen en kosten.

Belangrijke ontwerpkeuzes zijn onder meer het aantal windingen (N), de draaddiameter en isolatie, het type kernmateriaal (lucht, ferriet, amorfe of laminaat), en de geometrie van de spoel. De inductantie volgt bij eenvoudige magnetische circuits ongeveer uit L ≈ N^2 μ A / l, waarbij μ de magnetische doorlaat van het materiaal is, A de doorsnede en l de lengte van de fluxpad. Daarnaast spelen weerstand, warmteafgifte, parasitaire capaciteit en lekkage-inkoppeling een rol. Bij hoogfrequente toepassingen worden ook de draadconfiguratie (zoals buis- of litz-draad) en de zelfresonante frequentie kritisch.

Materialen en constructie: kernmaterialen beïnvloeden verlies en saturatie, terwijl isolatie en coating veiligheid en betrouwbaarheid bepalen. Wikkelingstechnieken variëren van handmatig tot geautomatiseerd spooling, met aandacht voor gelijkmatige winding, thermische banen en bescherming tegen vocht.

Ontwerp en verificatie: het proces begint met specificaties (spanning, stroom, frequentie, afmetingen), gevolgd door berekeningen en modelvorming, vaak ondersteund door simulaties (magnetisch veld, thermisch) en prototyping. Experimenten en metingen (inductantie, verlies, temperatuur) leiden tot iteraties voor veiligheid, betrouwbaarheid en meetwaarden.