Самодельный КПЕ с воздушным диэлектриком
Предлагаемый вниманию читателей конденсатор переменной ёмкости (КПЕ) с изолированными ротором и статором прост конструктивно, не требует применения дефицитных материалов и станочных работ и может быть изготовлен в домашних условиях радиолюбителем, владеющим элементарными слесарными навыками. Из материалов понадобятся жесть или латунь толщиной 0,5...0,6 мм (желательно лужёные), кусочек листовой латуни толщиной 0,8...1 мм, отрезки медной проволоки диаметром 3 мм и тонкостенной медной трубки диаметром 7 мм, немного листового стеклотекстолита толщиной 6 мм, чуть более дюжины винтов М3 и припой (желательно ПОС-60, как довольно низкоплавкий и обеспечивающий хороший внешний вид паяного соединения), а из инструментов - ножовка и ножницы по металлу, напильники, шуруповёрт или дрель, несколько свёрл и мощный (не менее 100 Вт) электропаяльник.
Устройство КПЕ показано на рис. 1. Он состоит из статора (детали 1, 12), ротора (детали 5, 6, 8, 18, 19) и корпуса (детали 2, 10, 11, 16, 17). Его ёмкость зависит от угла поворота ротора относительно статора, т. е. от взаимно перекрываемой площади роторных и статорных пластин, их числа и воздушного зазора между ними. Пластины статора 1 закреплены пайкой на фиксаторах 12, которые, в свою очередь, закреплены в отверстиях боковых планок 16 корпуса КПЕ. Пластины ротора 5 припаяны к валику 6 и фиксатору 8. Валик 6 вращается в подшипниках 14, закреплённых на планках 16 винтами 15. Осевое смещение ротора предотвращают закреплённые на валике 6 ограничительные шайбы 18, упирающиеся в подшипники 14, а в направлении, перпендикулярном оси, - ограничители-токосъёмники 7, закреплённые на подшипниках 14 и планках 16 винтами 15. Корпус КПЕ представляет собой прямоугольную рамку, состоящую из скреплённых винтами 10 и 17 двух планок 16 и поперечных планок 2 и 11.
Рис. 1. Конструкция КПЕ: 1 - пластина статора, жесть, латунь листовая толщиной 0,5 мм, 8 шт., паять к фиксаторам 12; 2 - планка торцевая, стеклотекстолит листовой толщиной 6 мм, крепить к деталям 16 винтами 17; 3 - гайка М3, 2 шт.; 4, 9 - винт М3х15, 2 шт., фиксировать в найденном положении гайками 3; 5 - пластина ротора, жесть, латунь листовая толщиной 0,5 мм, 8 шт., паять к валику 6 и фиксатору 8; 6 - валик ротора, трубка латунная тонкостенная (отрезок колена телескопической антенны), паять к пластинам 5; 7 - токосъёмник-ограничитель, проволока стальная диаметром 0,8 мм, 2 шт., крепить к деталям 14 и 16 винтами 15; 8 - фиксатор роторных пластин, проволока медная диаметром 3,2 мм, 2 шт., паять к дет. 5; 10 - винты (М3х12, 4 шт.) крепления планки 11 к деталям 16; 11 - планка, стеклотекстолит толщиной 6 мм, крепить к деталям 16 винтами 10; 12 - фиксатор статорных пластин, проволока медная диаметром 3,2 мм, 2 шт., паять к деталям 1; 13 - лепесток, медь, латунь листовая толщиной 0,5 мм, 2 шт., крепить к дет. 16 винтом 15; 14 - подшипник, латунь толщиной 1 мм, 2 шт., крепить к детали 16 винтом 15; 15 - винт М3х6, 6 шт.; 16 - планка боковая, стеклотекстолит толщиной 6 мм, 2 шт., крепить к деталям 2 и 11 винтами 10 и 17; 17 - винт М3х12, 4 шт.; 18 - шайба ограничительная, латунь толщиной 1 мм, 2 шт., паять к детали 6; 19 - штифт, проволока медная диаметром 2 мм, запрессовать в деталь 6 до пайки шайб 18.
При изготовлении КПЕ заготовки одинаковых деталей (пластин ротора и статора, подшипников 14, планок 16) рекомендуется обрабатывать совместно, объединив их в пакеты с помощью заклёпок или винтов с гайками (именно для этого предусмотрены отверстия диаметром 2,6 мм в пластинах ротора).
В описываемом варианте КПЕ статор и ротор содержат по восемь пластин, воздушный зазор между ними - около 2 мм, максимальная ёмкость - около 90 пФ. Разумеется, форма пластин, их число и зазор между ними могут быть и иными, здесь многое зависит от возможностей и опыта радиолюбителя, например, браться сразу за изготовление конденсатора с зазором менее 1 мм при отсутствии достаточного опыта в слесарном деле вряд ли стоит.
Перед сборкой ротора и статора валик 6, фиксаторы 8, 12 и места пайки на пластинах (пояски шириной 2...3 мм вокруг отверстий под валик и фиксаторы) необходимо залудить. Кроме того, следует заготовить вырезанные из гофрокартона, толщиной, равной воздушному зазору между пластинами (т. е. 2 мм), технологические прокладки размерами 35х35 мм (их число должно быть примерно на десяток больше числа пластин). Выбор материала прокладок обусловлен низкой теплоёмкостью гофрокартона, что облегчает процесс пайки пластин к фиксаторам. Далее к верхней (по рисунку) боковой планке 16 привинчивают планки 2 и 11, подшипник 14 и токосъёмник-ограничитель 7. В валике 6 сверлят отверстие под штифт 19. Запрессовав его, надевают на валик ограничительную шайбу 18, после чего его конец вставляют в отверстие, образованное полукруглым вырезом в подшипнике 14 и токосъёмником 7, а концы фиксаторов 12 - в соответствующие отверстия планки 16. Положив на её внутреннюю сторону четыре-пять картонных прокладки, надевают на валик 6 первую пластину ротора, кладут на неё следующую прокладку, затем на выступающие внутрь концы фиксаторов 12 надевают первую пластину статора, кладут следующую прокладку, надевают на валик следующую пластину ротора и т. д. Когда число пластин ротора достигнет трёх-четы-рёх, в их отверстия диаметром 3,3 мм вставляют фиксатор 8, и в дальнейшем каждую следующую пластину ротора надевают и на валик 6, и на фиксатор 8.
Установив на место последнюю пластину статора, привинчивают вторую планку 16, вставляют в зазор между ней и пластиной статора последние несколько технологических прокладок из гофрокартона, и если необходимо, выбирают излишний зазор между ними дополнительными прокладками нужной толщины. После этого свободные концы фиксаторов 12 вставляют в соответствующие отверстия второй планки 16, а конец трубчатого валика 6 с предварительно надетой на него второй шайбой 18 - в вырез второго подшипника 14, устанавливают на место второй ограничитель-токосъёмник 7 и фиксируют его положение винтом 15.
Взаимное положение пластин ротора и статора фиксируют припоем, прогревая места пайки их к валику и фиксаторам мощным паяльником. Перед пайкой фиксаторы статора 12 устанавливают в положение, в котором их концы выступают за пределы планок 16 примерно на одинаковую величину, а фиксатор 8 - с таким расчётом, чтобы при максимальной ёмкости его нижний (по рисунку) конец надёжно упирался в винт-ограничитель 9.
Рис. 2. Внешний вид одного из вариантов практической конструкции
Завершают сборку установкой на место винтов-ограничителей 4 и 9. Первым фиксируют ротор в положении, соответствующем минимальной ёмкости КПЕ, вторым - в положении, соответствующем его максимальной ёмкости. Положение самих винтов фиксируют гайками 3 (М3). Выступающие концы фиксаторов 12 аккуратно расклёпывают в отверстиях планок 16. Материалы деталей КПЕ и некоторые технологические указания по его сборке содержатся в подписи к рис. 1. Внешний вид одного из вариантов практической конструкции показан на рис. 2.
Автор: С. Долганов, г. Барабинск Новосибирской обл.