ООО «Центр Грузовой Техники»

8(812)244-68-92

Содержание

зачем нужен прибор, принцип работы элемента и область применения

Электрический дроссель — элемент, применяющийся в различных электротехнических приборах и радиоустройствах. Он регулирует силу тока, разделяя при этом или ограничивая электрические сигналы разной частоты, устраняя пульсацию постоянного тока. Посредством прохождения тока по скрученному проводнику образуется магнитное поле, используемое в электро- и радиотехнике.

Принцип работы

Дроссель функционирует по принципу самоиндукции. По внешнему виду напоминает обычную катушку, работающую по типу электрического трансформатора, хотя конструкция состоит лишь из одной обмотки.

Дроссельная катушка имеет ферромагнитные или стальные пластины, изолированные одна от другой для исключения образования токов Фуко, характеризующихся большими помехами. Прибор выполняет функцию сдерживающего барьера при перепадах напряжения в электросети.

Но именно это устройство относится к низкочастотным. Переменный ток, идущий по сетям, характеризуется большим диапазоном колебаний: от 1 до 1 млрд Герц.

Условно они делятся на такие виды:

  1. Низкие частоты (их ещё называют звуковыми) имеют границы колебаний 20−20000 Гц.
  2. Ультразвуковые: от 20 до 100 кГц .
  3. Сверхвысокие: свыше 100 кГц .

У приборов, работающих на высоких частотах, сердечник заменяется каркасами из пластика или резисторами, служащими основой для обмотки медным проводом. В этом случае дроссельный трансформатор оснащён в несколько слоёв или секционной обмоткой.

Главной технической характеристикой дроссельной катушки является индуктивность (принятые единицы измерения — Генри (Гн), сопротивляемая способность постоянному электрическому току (амплитуда колебаний приближается к нулю) изменением напряжения в требуемых пределах, номинальным подмагничиванием тока.

Используя магнитные сердечники, значительно уменьшаются размеры дросселей с теми же существующими значениями индуктивности. Применение ферритовых и магнитоэлектрических составов благодаря их небольшой ёмкости позволяет пользоваться ими при широких диапазонах.

По предназначению такого типа катушки делятся на три вида:

  1. Переменного тока — применяются для ограничения его в сети.
  2. Катушки насыщения — в стабилизаторах напряжения.
  3. Сглаживающие ослабевают пульсацию выравниваемого тока.

Магнитные усилители — дроссели работают с намагничивающимся сердечником под действием постоянного тока. При других его параметрах соответственно меняется индуктивное сопротивление.

Бывают ещё трёхфазные катушки, применяющиеся в определённых цепях. В наше время различные инженерные задачи решаются с использованием разнообразных типов дросселей.

Применение дросселя

Индуктивность нашла широкое применение в большом разнообразии приборов электротехники, автоматики, радиотехники. Дроссели работают в виде различных электрических фильтров, преобразователей электрической энергии, разных типов электромагнитных реле, а также трансформаторов. Если же конденсатор выполняет накопительную функцию электрического заряда, то индуктивность накапливает электромагнитную энергию. Вот зачем нужен дроссель.

Посредством прохождения электричества по проводу происходит образование постоянного магнитного поля. Это зависит от количества витков: чем их больше на дросселе и больше проходящего через него количества тока, тем сильнее становится магнитное поле элемента. Чтобы увеличить мощность электрического магнита, в прибор следует встраивать ферромагнитный сердечник. Способность дросселя вырабатывать магнитное поле зачастую применяется в электромагнитах, имеющих большую мощность, в различных электромеханических реле, электродвигателях, а также генераторах.

Дроссельная катушка пропускает постоянный электроток с минимальным сопротивлением, но если проходит ток переменной частоты, оказывает большое сопротивление, то есть выступает в роли фильтра. Эта способность, которая называется индуктивностью, применяется для того, чтобы отделить цепь переменной частоты от цепи постоянной частоты тока.

Дроссель с наличием стального сердечника применяется в фильтрах блоков питания сетевых выпрямителей, чтобы сглаживать пульсацию переменного тока.

Под воздействием на катушку переменного магнитного поля в ней происходит образование переменного электротока. Это индуктивное свойство применяется в электрических генераторах с постоянным и переменным током.

В них преобразуется механическая энергия в электрическую:

  • гидроэлектростанциями используется энергия падающей воды;
  • генераторы, работающие на жидком топливе, при сжигании бензина или дизеля вырабатывают электричество;
  • тепловые электростанции в качестве топлива используют уголь или же природный газ;
  • в атомных электростанциях механическая энергия получается благодаря нагреву воды.

При прохождении электричества через дроссель вокруг него возникает переменное магнитное поле, оказывающее действие на находящуюся рядом катушку и в ней тоже начинает образовываться переменный электроток.

В этом случае катушка выполняет функции трансформатора, который служит для выравнивания сопротивления нагрузки с внутренними сопротивлениями прибора, вырабатывающего электроэнергию. Трансформаторы применяются во всех отраслях электросвязи, всяческих автоматизированных системах, радиотехнике, различной электронике и т. д.

Электронные аналоги

Обычно индуктивные катушки имеют довольно большие размеры. Для их уменьшения без изменения каких-либо технических характеристик нужно сделать замену индуктивного элемента. Вместо него устанавливается полупроводниковый стабилизатор. Он выполняет функцию транзистора с достаточно высокой мощностью. Так элемент преобразуется в электронный дроссель.

Транзистор полностью компенсирует скачки напряжения в сети, сокращает его пульсацию. Но нужно учесть, что этот элемент выполняет всё-таки полупроводниковую функцию, поэтому в приборах, работающих на высоких частотах, его нерационально применять.

Дроссели маркируют в соответствии с их параметрами, поэтому перепутать тип устройства довольно трудно.

Электрический дроссель - принцип работы и примеры использования » школа для электрика: все об электротехнике и электронике

Маркировка малогабаритных устройств

Устройства для электронных плат имеют размеры не более 2-3 см. Нанести читаемую маркировку в цифровом или буквенном обозначении практически невозможно. Для этого применяют цветовую маркировку электронных дросселей. Дроссели на схемах изображают в виде спирали с параллельной чертой.

На цилиндрический корпус радиодетали наносят несколько цветных колец. Первые две полосы (слева направо) означают величину индуктивности, измеряемую в мГенри. Третья полоса указывает множитель, на который нужно умножить число индуктивности. Четвёртое кольцо выражает допустимое отклонение в % от номинала. Если его не окажется на корпусе детали, то принято считать допуск в пределах 20%.

Таблица цветовой маркировки

Например, цвета колец расположились в следующем порядке: коричневый, жёлтый, оранжевый и серебристый. Это означает величину индуктивности 14 mH, где допуск отклонения составляет 10%.

Технический прогресс не стоит на месте. С каждым годом появляются новые аналоги устаревших моделей. Разработка новых технологий во всех сферах деятельности человека требует совершенствования радиодеталей, в том числе дросселей.

Проверка в лампах

Проверку дросселя необходимо произвести, если наблюдается одно из вышеописанных явлений при работе лампы дневного света, а также, если замечено появление характерного запаха подгорающей изоляции, появление звуков, нехарактерных для работы прибора, а также в том случае, если лампа не включается.

До того, как проверить дроссель лампы, проверяются сама лампа и стартер.

Неисправность дросселя может заключаться в обрыве или перегорании провода катушки или межвитковом замыкании, вызванном пробоем или подгоранием изоляции.

Обе неисправности могут произойти либо вследствие длительного времени использования прибора, либо в результате какого-либо механического воздействия. Возможно перегорание провода катушки в результате подачи на нее тока большего, чем максимальный, на который рассчитан дроссель.

Если при измерении мультиметром, сопротивление бесконечно, имеет место обрыв провода катушки.

Принцип работы

Дроссель функционирует по принципу самоиндукции. По внешнему виду напоминает обычную катушку, работающую по типу электрического трансформатора, хотя конструкция состоит лишь из одной обмотки.

Дроссельная катушка имеет ферромагнитные или стальные пластины, изолированные одна от другой для исключения образования токов Фуко, характеризующихся большими помехами. Прибор выполняет функцию сдерживающего барьера при перепадах напряжения в электросети.

Но именно это устройство относится к низкочастотным. Переменный ток, идущий по сетям, характеризуется большим диапазоном колебаний: от 1 до 1 млрд Герц.

Условно они делятся на такие виды:

  1. Низкие частоты (их ещё называют звуковыми) имеют границы колебаний 20−20000 Гц.
  2. Ультразвуковые: от 20 до 100 кГц .
  3. Сверхвысокие: свыше 100 кГц .

У приборов, работающих на высоких частотах, сердечник заменяется каркасами из пластика или резисторами, служащими основой для обмотки медным проводом. В этом случае дроссельный трансформатор оснащён в несколько слоёв или секционной обмоткой.

Главной технической характеристикой дроссельной катушки является индуктивность (принятые единицы измерения — Генри (Гн), сопротивляемая способность постоянному электрическому току (амплитуда колебаний приближается к нулю) изменением напряжения в требуемых пределах, номинальным подмагничиванием тока.

Используя магнитные сердечники, значительно уменьшаются размеры дросселей с теми же существующими значениями индуктивности. Применение ферритовых и магнитоэлектрических составов благодаря их небольшой ёмкости позволяет пользоваться ими при широких диапазонах.

По предназначению такого типа катушки делятся на три вида:

  1. Переменного тока — применяются для ограничения его в сети.
  2. Катушки насыщения — в стабилизаторах напряжения.
  3. Сглаживающие ослабевают пульсацию выравниваемого тока.

Бывают ещё трёхфазные катушки, применяющиеся в определённых цепях. В наше время различные инженерные задачи решаются с использованием разнообразных типов дросселей.

Устройство индуктивной катушки

Прибор подавляет происходящие в переменном токе пульсации. В электрических цепях проходит электричество разной частоты, поэтому для подавления помех применяют низкочастотные и высокочастотные катушки.

Низкочастотные устройства

Катушки имеют большие размеры. Провод в них намотан вокруг сердечника из трансформаторной стали. В аппаратуре, питание которой обеспечивается мощным напряжением, устанавливают дроссельные блоки низкой частоты. Индуктивные катушки в каскадном исполнении противостоят резким изменениям характеристик тока.

Что такое электрическое дросселирование, знает каждый электрик. На промышленных предприятиях без этого не обходится ни одно электрооборудование.

Высокочастотные элементы

Высокочастотный электронный дроссель гораздо меньше низкочастотного собрата. Катушка может быть выполнена из однослойной или многослойной намотки. Для высокочастотных дросселей применяют ферритовые сердечники или стержни из магнитного диэлектрического материала.

Регулировка заслонки

Для того чтобы дроссельная заслонка работала как часы, ее датчик периодически нужно подстраивать. Для этого выполняется несколько простых действий:

  1. Отключается зажигание, дабы перевести клапан в положение закрыто.
  2. Обесточивается разъем датчика.
  3. Регулируется датчик, при помощи щупа размером 0,4 мм, расположенным между винтом и рычагом.

Для проверки исправности датчика измеряется уровень напряжения с помощью омметра. Если напряжение обнаружено — датчик следует заменить. При обратной ситуации можно продолжать регулировать датчик.

Как известно, топливная система автомобиля — это его жизнеспособность. Если она хоть немного нарушена, машина может вас неприятно удивить в самый неподходящий момент. Если из строя выйдет дроссельная заслонка или другой элемент узла, то последствия могут быт плачевными. Поэтому куда лучше, не скупиться на автомобильную диагностику, при возникновении малейших подозрений на неисправность. Помните — безопасность на дороге превыше всего.

Принцип работы

Дроссель электрический

Принцип работы дросселей в электрической схеме можно объяснить так:

  • при протекании переменного тока через индуктивный элемент скорость его нарастания замедляется, что приводит к аккумулированию энергии в магнитном поле катушки;
  • объясняется это действием закона Ленца, согласно которому ток в индуктивности не может изменяться мгновенно;
  • нарушение этого правила привело бы к недопустимому нарастанию напряжения, что физически невозможно.

Другой отличительной особенностью, поясняющей принцип работы индуктивности, является эффект самоиндукции, теоретически обоснованный Фарадеем. На практике он проявляется как наведение в катушке собственной ЭДС, имеющей противоположную полярность. За счет этого эффекта через индуктивность начинает течь ток, препятствующий нарастанию вызвавшего его полевого образования.

Указанное свойство позволяет применять индуктивные элементы в электротехнике для сглаживания низкочастотных пульсаций. Для них индуктивность представляется большим сопротивлением.

Устройство дросселя

С практической стороны дроссельная заслонка является перепускным клапаном. В открытом положении давление в системе впуска равно атмосферному. По мере закрытия оно уменьшается, приближаясь к значению вакуума (это происходит, поскольку двигатель фактически работает как насос). Именно по этой причине вакуумный усилитель тормозов соединен с впускным коллектором. Конструктивно сама заслонка является пластиной круглой формы, способной поворачиваться на 90 градусов. Один такой оборот представляет собой цикл от полного открытия и до закрытия клапана.


Устройство дроссельной заслонки

Блок (модуль) дроссельной заслонки включает в себя следующие элементы:

  • Корпус, оснащенный несколькими патрубками. Они соединены с системами вентиляции, улавливания топливных паров и охлаждающей жидкости (для обогрева заслонки).
  • Привод, приводящий в движение клапан от нажатия на педаль газа водителем.
  • Датчики положения, или потенциометры. Они производят замер угла открытия дроссельной заслонки и подают сигнал в блок управления двигателем. В современных системах устанавливается два датчика контроля положения дросселя, которые могут быть со скользящим контактом (потенциометры) или магниторезистивные (бесконтактные).
  • Регулятор холостого хода. Он необходим для поддержания заданной частоты вращения коленвала в закрытом режиме. То есть обеспечивается минимальный угол открытия заслонки, когда педаль газа не нажата.

Расчет дросселя

В методиках расчета дроссель-трансформатора применяются методы нечеткой логики, нейронных сетей, резольвента Ла-Гранджа и т. д. Современные программы позволяют вычислить необходимые параметры прибора всего за несколько минут. Весь процесс расчета состоит из таких этапов:

  1. Вводятся необходимые данные (точки кривой намагничивания, материал сердечника и т. д.).
  2. Далее программа выдает данные о кривой намагничивания, корректирует значения и ошибки.
  3. Система подсчитывает геометрические параметры модели сердечника.

Воздушный зазор в приборе можно рассчитать самостоятельно, используя при этом формулу:

L•I 2/V, где:

L – индуктивность обмотки дросселя, Гн;

I – сила постоянного тока, проходящего по обмотке, А;

V – объем железного сердечника.

Величина ∂, которая необходима для подсчета зазора стального сердечника, находится по специальной номограмме.

Например, при условиях, что L = 20 Гн, I = 60 мА, V = 40 см 3, то

L•I 2/V= 10•3600•10-6/40 = 9•10 -4.

По номограмме определяется значение ∂ = 20•10-3= 0,2 мм.

Исходя из этого, зазор с каждой стороны должен составлять по 1 мм.

Как изготовить дроссель самостоятельно?

Для того чтобы самостоятельно сделать из дросселя трансформатор, необходимо подсчитать количество витков на вольт для имеющегося сердечника. Затем дроссель аккуратно разбирается и производится процесс обмотки будущего трансформатора. При сборке следует учитывать, что зазор, который присутствовал в дросселе до разборки, следует устранить.

Также можно изготовить трансформатор из дросселей. Количество используемого материала напрямую зависит от предназначения изобретения.

Технологический процесс замены дроссель-трансфоматора

Переустановка и снятие дроссель-трансформатора производится в следующем порядке:

  1. После получения разрешения на поведение работ снимается электропитание.
  2. Далее демонтируется защитный кожух.
  3. После проведения вышеописанных операций следует освободить от грунта изолирующую трубу ввода кабеля и очистить запас кабеля.
  4. Далее откручиваются гайки болтов крепления и снимается крышка кабельной стойки.
  5. Затем отсоединяются кабельные жилы и вытягивается кабель из стойки изоляционной трубы.

Установка электротяговых соединителей в обход производится в следующем порядке:

  1. Демонтируется по одному соединению штепсель-перемычки дросселя и рельс по обеим сторонам изолирующих стыков, для чего на каждом из них следует открутить и снять контргайку, гайку открутить до конца резьбы, выбить штепсель из рельса, отсоединить перемычку от рельса.
  2. В освободившиеся отверстия установить штепсели соединителей. Накрутить на них гайки и закрепить их до упора.

Установка и монтаж дроссель-трансформатора производится в порядке, обратном демонтажным работам.

Важно! Перед установкой следует внимательно ознакомиться с инструкцией и порядком проведения работ. Необходимо учитывать место установки дросселя (на питающем конце либо на секциях) в зависимости от его разновидности и назначения

Как самостоятельно сделать дроссель?

Благодаря своим параметрам дуговые приборы освещения мощностью 250 или 125 ватт применяются обществом для освещения следующих помещений:

  • гаражные кооперативы;
  • дачные участки;
  • загородный дом.

Купить устройство освещения этого вида можно в магазине или на рынке, часто возникает проблема, как найти дроссель для ламп ДРЛ, стоимость дросселя может быть выше самой лампы из-за конструктивных особенностей и наличия медной проволоки.

Решить этот вопрос помогут народные идеи изготовления балласта для лампы ДРЛ 250 из других материалов: три дросселя для лампы дневного света при мощности лампы 40 ватт или же два дросселя от лампы дневного света мощностью в 80 ватт. В нашем случае для того чтобы зажечь лампу ДРЛ, используя самодельный балласт, сделанный своими руками, рекомендуется применить два дросселя мощностью 80 ватт и один балласт мощностью 40 ватт, соединение показано на фото.

Подключение лампы ДРЛ с самодельным балластом

Из схемы видно, что все балласты образуют один дроссель, собрать пусковой балласт можно в общий ящик

Важно! Особенное внимание нужно уделить контактам на дросселях, они должны быть надежными, чтобы не нагревались и не искрились

Таблица электрических параметров дросселей Д101…Д179

Тип
дросселя
Сердечник Индуктивность
при ном.
токе, Гн
Номинальный
ток А
Сопротивление
обмотки, Ом
Д101 ШЛ6 х 6,5 0,01 0,40 1,7
Д102 ШЛ6 х 6,5 0,02 0,28 3,17
Д103 ШЛ6 х 6,5 0,04 0,2 5,90
Д104 ШЛ6 х 8 0,005 0,8 1,02
Д105 ШЛ6 х 8 0,01 0,56 1,77
Д106 ШЛ6 х 8 0,02 0,4 3,70
Д107 ШЛ6 х 8 0,04 0,28 8,20
Д108 ШЛ6 х 8 0,08 0,2 15,3
Д109 ШЛ8 х 8 0,0025 1,6 0,30
Д110 ШЛ8 х 8 0,005 1,1 0,52
Д111 ШЛ8 х 8 0,01 0,8 1,32
Д112 ШЛ8 х 8 0,02 0,56 2,37
Д113 ШЛ8 х 8 0,04 0,4 5,9
Д114 ШЛ8 х 8 0,08 0,28 12,3
Д115 ШЛ8 х 8 0,16 0,2 21,9
Д116 ШЛ8 х 12,5 0,0012 3,2 0,115
Д117 ШЛ8 х 12,5 0,0025 2,2 0,234
Д118 ШЛ8 х 12,5 0,005 1,6 0,484
Д119 ШЛ8 х 12,5 0,01 1,1 0,825
Д120 ШЛ8 х 12,5 0,02 0,8 2,00
Д121 ШЛ8 х 12,5 0,04 0,56 3,80
Д122 ШЛ8 х 12,5 0,08 0,4 8,15
Д123 ШЛ8 х 12,5 0,16 0,28 14,16
Д124 ШЛ10 х 12,5 0,32 0,2 17,8
Д125 ШЛ10 х 12,5 0,0006 6,3 0,04
Д126 ШЛ10 х 12,5 0,0012 4,3 0,083
Д127 ШЛ10 х 12,5 0,0025 3,2 0,179
Д128 ШЛ10 х 12,5 0,005 2,2 0,386
Д129 ШЛ10 х 12,5 0,01 1,6 0,643
Д130 ШЛ10 х 12,5 0,02 1,1 1,57
Д131 ШЛ10 х 12,5 0,04 0,8 2,78
Д132 ШЛ10 х 12,5 0,08 0,56 5,63
Д133 ШЛ10 х 20 0,16 0,4 6,60
Д134 ШЛ10 х 20 0,32 0,28 13,4
Д135 ШЛ10 х 20 0,65 0,2 28,7
Д136 ШЛ10 х 20 0,0003 12,5 0,012
Д137 ШЛ10 х 20 0,0006 9,0 0,032
Д138 ШЛ10 х 20 0,0012 6,3 0,07
Д139 ШЛ10 х 20,5 0,0025 4,5 0,152
Д140 ШЛ10 х 20,5 0,005 3,2 0,284
Д141 ШЛ10 х 20,5 0,01 2,2 0,54
Д142 ШЛ10 х 20,5 0,02 1,6 1,20
Д143 ШЛ10 х 20 0,04 1,1 2,26
Д144 ШЛ12 х 25 0,02 0,8 2,14
Д145 ШЛ12 х 25 0,16 0,56 4,09
Д146 ШЛ12 х 25 0,32 0,4 8,20
Д147 ШЛ12 х 25 0,65 0,28 19,2
Д148 ШЛ12 х 25 1,3 0,2 34,5
Д149 ШЛ12 х 25 0,00015 25,0 0,0024
Д150 ШЛ12 х 25 0,0003 18,0 0,0075
Д151 ШЛ12 х 25 0,0006 12,5 0,017
Д152 ШЛ12 х 25 0,0012 9,0 0,038
Д153 ШЛ12 х 25 0,0025 6,3 0,096
Д154 ШЛ12 х 25 0,005 4,5 0,184
Д155 ШЛ12 х 25 0,01 3,2 0,338
Д156 ШЛ12 х 25 0,02 2,2 0,715
Д157 ШЛМ20 х 25 0,04 1,6 0,68
Д158 ШЛМ20 х 25 0,08 1,1 1,35
Д159 ШЛМ20 х 25 0,16 0,8 2,85
Д160 ШЛМ20 х 25 0,32 0,56 6,15
Д161 ШЛМ20 х 25 0,65 0,4 11,9
Д162 ШЛМ25 х 25 1,3 0,28 22,4
Д163 ШЛМ25 х 25 0,0003 25 0,0053
Д164 ШЛМ25 х 25 0,0006 18 0,01
Д165 ШЛМ25 х 25 0,0012 12,5 0,212
Д166 ШЛМ25 х 25 0,0025 9 0,05
Д167 ШЛМ25 х 25 0,005 6,3 0,12
Д168 ШЛМ25 х 25 0,01 4,5 0,26
Д169 ШЛМ25 х 25 0,02 3,2 0,5
Д170 ШЛМ25 х 25 0,04 2,2 0,28
Д171 ШЛМ25 х 25 0,08 1,6 1,02
Д172 ШЛМ25 х 25 0,16 1,1 1,94
Д173 ШЛМ25 х 25 0,32 0,8 4,52
Д174 ШЛМ25 х 25 0,65 0,56 8,50
Д175 ШЛМ25 х 25 0,0006 25 0,0075
Д176 ШЛМ25 х 25 0,0012 18 0,02
Д177 ШЛМ25 х 25 0,0025 12,5 0,053
Д178 ШЛМ25 х 25 0,005 9 0,085
Д179 ШЛМ12 х 25 0,01 6,3 1,48

Ниже приводится таблица электрических параметров дросселей типов Д201Т — Д274Т.
В таблице приведены параметры дросселей при параллельном соединении обмоток.
При последовательном соединении обмоток, индуктивность и сопротивление итоговой обмотки будет в четыре раза больше, ток подмагничивания уменьшится в два раза и максимальное значение переменного напряжения увеличится в два раза.

Рисунок 2.Схема обмоток дросселей Д201Т-Д274Т.

Для чего нужен дроссель?

Таким образом, главное назначение дросселя в электрической схеме — задержать на себе ток определенного частотного диапазона или накапливать энергию за определенный период времени в магнитном поле.

Физически ток в катушке не может измениться мгновенно, на это требуется конечное время, — данное положение прямо следует из Правила Ленца. Если бы ток через катушку мог изменяться мгновенно, то на катушке при этом возникало бы бесконечное напряжение. Самоиндукция катушки при изменении тока сама формирует напряжение — ЭДС самоиндукции. Таким образом, дроссель задерживает ток.

Если необходимо подавить переменный компонент тока в цепи (а помехи или пульсации — это как раз пример переменной составляющей), то в такую цепь устанавливают дроссель — катушку индуктивности, обладающую для тока частоты помех значительным индуктивным сопротивлением.

Пульсации в сети существенно снизятся, если на пути установлен дроссель. Таким же образом можно развязать или изолировать друг от друга сигналы различной частоты, действующие в цепи.

В радиотехнике, в электротехнике, в СВЧ-технике, — используются высокочастотные токи от единиц герц до гигагерц. Низкие частоты в пределах 20 кГц относятся к звуковым частотам, затем следует ультразвуковой диапазон — до 100 кГц, наконец диапазон ВЧ и СВЧ — выше 100 кГц, единицы, десятки и сотни МГц.

Низкочастотный дроссель похож с виду на железный трансформатор, с тем лишь отличием, что обмотка на нем всего одна. Катушка навита на сердечник из трансформаторной стали, пластины которого изолированы между собой дабы снизить вихревые токи.

Такая катушка обладает высокой индуктивностью (более 1 Гн), она оказывает значительное противодействие любому изменению тока в электрической цепи, где она установлена: если ток резко стал убывать — катушка его поддерживает, если ток начал резко возрастать — катушка станет его ограничивать, не даст резко нарасти.

Одна из широчайших сфер применения дросселей — это высокочастотные схемы. Многослойные или однослойные катушки навиваются на ферритовые или стальные сердечники, либо используются совсем без ферромагнитных сердечников — просто пластмассовый каркас или только проволока. Если схема работает на волнах среднего и длинного диапазона, то возможно часто встретить секционную намотку.

Дроссель с ферромагнитным сердечником имеет меньшие габариты, чем дроссель без сердечника той же индуктивности. Для работы на высоких частотах используют сердечники ферритовые или из магнитодиэлектрических составов, отличающихся малой собственной емкостью. Такие дроссели способны работать в довольно широком диапазоне частот.

Как вы уже поняли, основной параметр дросселя — индуктивность, как и у любой катушки. Единица измерения данного параметра — генри, а обозначение — Гн. Следующий параметр — электрическое сопротивление (на постоянном токе), оно измеряется в омах (Ом).

Затем идут такие характеристики, как допустимое напряжение, номинальный подмагничивающий ток, и конечно добротность, — крайне важный параметр, особенно для колебательных контуров. Различные типы дросселей находят сегодня самое широкое применение для решения самых разнообразных инженерных задач.

Применение дросселей

Итак, по назначению электрические дроссели подразделяются на:

Дроссели переменного тока, работающие во вторичных импульсных источниках питания. Катушка накапливает энергию первичного источника питания в своем магнитном поле, затем отдает ее в нагрузку. Обратноходовые преобразователи, бустеры — в них используются дроссели, причем иногда с несколькими обмотками, как у трансформаторов. Аналогичным образом работает магнитный балласт люминесцентной лампы, служащий для ее розжига и поддержания номинального тока.

Дроссели для пуска двигателей — ограничители пусковых и тормозных токов. Это эффективнее, чем рассеивать мощность в форме тепла на резисторах. Для электроприводов мощностью до 30 кВт такой дроссель по внешнему виду напоминает трехфазный трансформатор (в трехфазных цепях используются трехфазные дроссели).

Дроссели насыщения, применяемые в стабилизаторах напряжения, и феррорезонансных преобразователях (трансформатор частично превращается в дроссель), а также в магнитных усилителях, где сердечник подмагничивается с целью изменения индуктивного сопротивления цепи.

Сглаживающие дроссели, применяемые в фильтрах для устранения пульсаций выпрямленного тока. Источники питания со сглаживающими дросселями были очень популярны в период расцвета ламповых усилителей из-за отсутствия конденсаторов с очень большой емкостью. Для сглаживания пульсаций после выпрямителя должны были использоваться именно дроссели.

Проверка индуктивности

Наличие в арсенале мультиметра такой полезной функции, как измерение индуктивности катушек, будет полезным для проверки соответствия дросселя характеристикам, заявленным в справочной литературе. Функция присутствует только в некоторых моделях цифровых мультиметров.

Чтобы воспользоваться этой функцией, необходимо настроить мультиметр на измерение индуктивности. Контакты щупов присоединяются к выводам катушки. При первом измерении мультиметр устанавливается в наибольший диапазон измерений, и потом диапазон уменьшается для получения измерения достаточной точности.

При проведении всех измерений важно не допускать касания руками контактов, на которых измеряются те или иные параметры, иначе проводимость человеческого тела может изменить показания прибора

Применение дросселя

Индуктивность нашла широкое применение в большом разнообразии приборов электротехники, автоматики, радиотехники. Дроссели работают в виде различных электрических фильтров, преобразователей электрической энергии, разных типов электромагнитных реле, а также трансформаторов. Если же конденсатор выполняет накопительную функцию электрического заряда, то индуктивность накапливает электромагнитную энергию. Вот зачем нужен дроссель.

Посредством прохождения электричества по проводу происходит образование постоянного магнитного поля. Это зависит от количества витков: чем их больше на дросселе и больше проходящего через него количества тока, тем сильнее становится магнитное поле элемента. Чтобы увеличить мощность электрического магнита, в прибор следует встраивать ферромагнитный сердечник. Способность дросселя вырабатывать магнитное поле зачастую применяется в электромагнитах, имеющих большую мощность, в различных электромеханических реле, электродвигателях, а также генераторах.

Дроссельная катушка пропускает постоянный электроток с минимальным сопротивлением, но если проходит ток переменной частоты, оказывает большое сопротивление, то есть выступает в роли фильтра. Эта способность, которая называется индуктивностью, применяется для того, чтобы отделить цепь переменной частоты от цепи постоянной частоты тока. Дроссель с наличием стального сердечника применяется в фильтрах блоков питания сетевых выпрямителей, чтобы сглаживать пульсацию переменного тока.

Под воздействием на катушку переменного магнитного поля в ней происходит образование переменного электротока. Это индуктивное свойство применяется в электрических генераторах с постоянным и переменным током.

В них преобразуется механическая энергия в электрическую:

  • гидроэлектростанциями используется энергия падающей воды;
  • генераторы, работающие на жидком топливе, при сжигании бензина или дизеля вырабатывают электричество;
  • тепловые электростанции в качестве топлива используют уголь или же природный газ;
  • в атомных электростанциях механическая энергия получается благодаря нагреву воды.

В этом случае катушка выполняет функции трансформатора, который служит для выравнивания сопротивления нагрузки с внутренними сопротивлениями прибора, вырабатывающего электроэнергию. Трансформаторы применяются во всех отраслях электросвязи, всяческих автоматизированных системах, радиотехнике, различной электронике и т. д.

1 Общая информация о дроссельной заслонке

По большому счету интересующее нас устройство транспортного средства – дроссельная заслонка – представляет собой обычный воздушный клапан, который работает по простому принципу. Если он открыт, давление атмосферного воздуха и давление в системе впуска авто имеют одинаковую величину, если закрыт – давление опускается до состояния вакуума.

Электронная дроссельная заслонка является, конечно же, более прогрессивным устройством, не нуждающимся, по сути, в дополнительном тюнинге. Оно обеспечивает на любых режимах функционирования ДВС практически идеальные показатели крутящего момента. Такое электронное устройство на современных авто имеет ряд преимуществ, ведь эта дроссельная заслонка:

  • работает без сбоев;
  • соответствует требованиям европейских экологических стандартов;
  • позволяет уменьшать расход горючего.

Список источников

  • LampaGid.ru
  • vprl.ru
  • autodont.ru
  • TechAutoPort.ru
  • EvoSnab.ru
  • amperof.ru
  • v-mireauto.ru
  • StrojDvor.ru
  • tuningkod.ru
  • 220v.guru

Поделитесь с друзьями!

Для чего нужны дроссели и их цветовая маркировка

В электрических схемах среди других деталей используются катушки, намотанные изолированным проводом. В этой статье рассказывается, что такое дроссель, или катушка индуктивности, а также, как работает дроссель.

Интересно. Так называют также заслонку карбюратора автомобиля, но к электрическому дросселю она не имеет отношения.

Дросселя

Принцип действия

Катушка индуктивности обладает сопротивлением переменному току, причем, чем выше частота тока, тем выше сопротивление.

Ток, текущий через обмотку, вследствие законов Ленца и электромагнитной самоиндукции, не может измениться мгновенно. Это основной принцип работы дросселя. Чем выше скорость изменения тока, тем выше ЭДС, наводимая в катушке. При разрыве цепи с мгновенным исчезновением тока, идущего через обмотку, ЭДС стремиться к бесконечности. На практике напряжение на разрыве цепи или концах катушки достигает нескольких киловольт, что может привести к пробою изоляции или выгоранию контактов.

На этом принципе основана работа автомобильного зажигания.

Ток и напряжение

Изменение величины переменного напряжения на экране осциллографа выглядит как синусоида. Если оно не строго синусоидальной формы, то его можно разложить на сумму синусоидальных колебаний различной частоты. При росте напряжения происходит индуцирование тока в обмотке, поэтому он отстаёт от напряжения. Во второй фазе при уменьшении напряжения он также уменьшается с опозданием. Это связано с наличием магнитного поля, согласно закону самоиндукции, противодействующему изменениям тока, текущего через обмотку. Отставание тока от напряжения можно увидеть на экране двулучевого осциллографа. Таким образом, индуктивность оказывает сопротивление переменному току, причём тем выше, чем выше его частота.

Ток отстаёт от напряжения

В отличие от обычного резистора, имеющего активное сопротивление и выделяющего при работе тепло, катушка индуктивности имеет индуктивное сопротивление. Избыточная энергия превращается в ЭДС самоиндукции, направленной встречно приложенному напряжению.

Для увеличения магнитного потока и индуктивности обмотки её наматывают на сердечнике разной формы из различных материалов.

Устройство катушки индуктивности

Дроссель – это катушка, имеющая некоторое количество витков из изолированного провода. Изоляция необходима, чтобы ток шёл по всему проводу последовательно, создавая при этом магнитное поле.

Обмотка может быть намотана на магнитопроводе или без него. Это зависит от назначения устройства. Его форма может быть квадратной, Ш-образной или тороидальной. Материал зависит от частоты напряжения. Работающее устройство иногда издаёт гул с частотой напряжения питания.

На электронных платах такие элементы имеют корпус SMD. Так же устроен элемент R68.

Низкочастотные устройства

Обмотки этих приборов наматываются на сердечник, собранный из пластин, изготовленных из трансформаторной стали. Пластины покрываются лаком для изоляции друг от друга. Переменное магнитное поле наводит ЭДС в магнитопроводе, из-за чего потери на нагрев становятся неоправданно большими. Для того чтобы их уменьшить, голые пластины, а также сердечник из цельного металла не используются.

Внешне такое устройство похоже на трансформатор. Обмотка может быть намотана совсем без сердечника. Такие приборы используются для ограничения тока короткого замыкания.

Высокочастотные элементы

Катушки, предназначенные для работы в сетях высокой частоты, мотаются на стальные ферритовые сердечники, а также совсем без них.

Намотка встречаются однослойная и многослойная, одно,- и многосекционная. Внешне могут быть похожи на трансформатор, резистор или конденсатор с соответствующей маркировкой. Например, так выглядит элемент R68.

Применение катушки индуктивности

Так для чего нужен электрический дроссель? Зачем он применяется? Используются такие устройства в самых разных местах.

Токоограничивающие приборы

В катушках индуктивности избыточная энергия превращается в ЭДС. Поэтому, в отличие от обычных резисторов, они меньше по размеру и не требуют охлаждения. Их используют:

  • Для ограничения тока короткого замыкания – наматываются без сердечника. Их индуктивное сопротивление невелико, однако при КЗ каждая десятая часть Ома имеет значение для увеличения токоограничивающего эффекта;
  • Для запуска электродвигателей большой мощности, где подключаются на время пуска. После запуска закорачиваются специальным пускателем;
  • В лампах ДРЛ, ДНаТ (дуговых натриевых трубчатых) и пусковой аппаратуре люминесцентных ламп. Дроссель днат должен соответствовать по мощности лампе. Вместо дросселя в лампе ДРЛ 250 или ДРЛ 400 может использоваться встроенное сопротивление.

Дросселя для люминесцентных ламп

Интересно. Сейчас вместо старой пусковой аппаратуры люминесцентные лампы включаются через электронный дроссель. Вместо него можно использовать электронный дроссель от сгоревшей энергосберегающей лампы такой же или большей мощности.

Катушки насыщения

При росте тока, протекающего через обмотки, магнитопровод насыщается магнитным полем, и свыше определённой величины сопротивление не растёт. Раньше использовались в стабилизаторах напряжения. Сейчас в этом нет необходимости – используются электронные схемы.

Сглаживающие фильтры

Предназначены для устранения пульсаций выпрямленного переменного напряжения. Использовались в транзисторных блоках питания и сварочных трансформаторах. Сегодня вместо катушки блоки питания используют электронные схемы. Их называют «электронный дроссель». Используется электронный дроссель аналогично обычному.

«Бочонок» на USB-кабеле – это тоже катушка с ферритовым сердечником и одним витком обмотки.

В электронных схемах для этих целей используются малогабаритные элементы, например, R68.

Магнитные усилители (МУ)

До появления тиристорных систем управления электродвигателями использовались магнитные усилители – МУ. В них сердечник из трансформаторной стали намагничивался постоянным током дополнительной обмоткой. Таких обмоток могло быть несколько. Это приводило к насыщению железа магнитным полем, изменению индуктивного сопротивления и тока в основной обмотке.

После появления тиристоров такие устройства вышли из применения.

Магнитный усилитель

Резонансный контур

При включении катушки индуктивности параллельно с конденсатором получившаяся цепь будет иметь минимальное сопротивление на определённой частоте. Такие схемы используются в радиоприёмниках.

Элементы электронных схем и компьютерных плат

На платах катушки индуктивности, такие, как R68, используются для выделения сигналов определённой частоты, защите от помех и отделении частей схемы друг от друга.

Маркировка малогабаритных устройств

На деталях небольшого размера, используемых в электронной технике, недостаточно места для нанесения надписей, указывающих номинальные характеристики устройства. Поэтому используется специальная цветовая маркировка дросселей. По этой кодировке при помощи онлайн-калькуляторов можно узнать параметры элемента.

Цветовая кодировка состоит из 3 или 4 колец, нанесённых на корпус. По первым двум кольцам видна индуктивность элемента в миллигенри, следующее – показывает множитель, на который необходимо умножить первое число, а четвёртое – допустимое отклонение реальной индуктивности от номинала. Если колец всего три, то отклонение составляет 20%. Первое кольцо обычно шире остальных.

Цветовая маркировка дросселей

Например, на корпусе следующие полосы:

  1. коричневый – 1;
  2. жёлтый – 4;
  3. оранжевый – 1mH;
  4. серебряный – допуск 10%.

Таким образом, номинал этого элемента составляет 14 mH с допуском 10%.

Катушка индуктивности как электрический прибор и принцип её действия известны много десятков лет. Но без устройств разных типов и номиналов, использующихся в самых разных местах, невозможно существование ни электротехники, ни электроники, в том числе компьютерной техники.

Видео

Оцените статью:

Дроссель – как работает и для чего нужен | Лампа Эксперт

Дроссель – достаточно уникальный электрический прибор, обладающий специфическими свойствами. Именно благодаря этим свойствам дроссели очень широко используются в электрике и электронике? Чем же так уникален электрический дроссель и где конкретно используется? Ответы на эти вопросы в этой статье.

Конструкция и принцип работы

Конструктивно дроссель представляет катушку, выполненную обычно медным проводом. Катушка в зависимости от назначения прибора может иметь то или иное количество витков и иметь сердечник (каркас, магнитопровод), изготовленный из магнитного материала.

Бескаркасный дроссель (слева вверху) и дроссели с сердечниками

Основной характеристикой дросселя, как и любой другой катушки индуктивности, является индуктивность, измеряемая в Генри (Гн). Чем она выше, тем больше энергии может запасти прибор. Индуктивность в свою очередь зависит от количества витков в катушке и материала магнитопровода (если он есть).

Постоянный ток

А теперь посмотрим, чем так интересен дроссель. Подадим на него постоянное напряжение. Вокруг катушки тотчас начинает формироваться  магнитное поле. В это время ток через дроссель практически не течет – вся энергия расходуется на создание этого самого поля.

 

Формирование магнитного поля вокруг катушки дросселя

Как только магнитное поле будет полностью сформировано – его величина и время создания зависит от индуктивности катушки и значения приложенного напряжения, - через дроссель начнет течь ток как через обычный проводник. Величина же тока будет зависеть от активного сопротивления катушки и напряжения на ней. Ток можно рассчитать по закону Ома для участка цепи  - I = U/R.

Переменный ток

С постоянным током вроде все просто. Подадим теперь на катушку переменный ток.

 

Дроссель в цепи переменного тока

В начале первого полупериода в дросселе будут проходить те же процессы, что и в случае с постоянным напряжением. Вокруг катушки начнет формироваться магнитное поле, тока через дроссель нет. Как только поле будет сформировано, через устройство потечет ток. Течь он будет до тех пор, пока не закончится полупериод.

В начале второго полупериода, который будет приложен с противоположным знаком, снова начнется формирование магнитного поля, но уже с противоположным знаком (полюсом). Но Прежде, чем сформировать такое поле, необходимо избавиться от предыдущего! Поэтому во время второго полупериода сначала «убивается» предыдущее поле, а потом формируется новое, с другим знаком. Этот процесс называется перемагничиванием.

Таким образом, для создания магнитного поля  при переменном токе требует больше времени и больше энергии – ведь на перемагничивание ее нужно немало. Но перемагничивание окончено, поле сформировано и через дроссель начинает течь ток. При следующем полупериоде процесс повторится – снова перемагничивание с отсутствием тока и последующее возобновление его. Величина тока, в отличие от постоянного напряжения в этом случае будет зависеть от индуктивности и частоты. Чем выше частота, и больше индуктивность, тем меньше ток.

Важно! Рассчитать такой ток по закону Ома уже не удастся, поскольку сопротивление дросселя переменному току является реактивным, которое, как было сказано выше, зависит от индуктивности дросселя и частоты приложенного напряжения.

Самоиндукция

Кроме того, что дроссель обладает реактивным сопротивлением переменному току, он имеет еще одно очень интересное свойство. Взглянем на схему ниже.

Схема для опыта с самоиндукцией

Лампа и дроссель, соединены параллельно и подключены к источнику постоянного тока.  При замыкании ключа через дроссель и лампу течет постоянный ток. Лампа светится, вокруг катушки дросселя сформировано магнитное поле. Теперь мы размыкаем ключ и смотрим, что происходит.

От лампы и дросселя отключается напряжение, но вокруг катушки последнего сформировано магнитное поле. После снятия напряжения это поле начинает преобразовываться в электрическую энергию и ток через лампу продолжает течь! Течет он, правда, в другом направлении. Чем больше индуктивность и, соответственно, поле, тем дольше дроссель сможет питать лампу. Такое обратное преобразование энергии называется индукцией.

 

Теперь лампа питается напряжением самоиндукции дросселя
Важно! Напряжение самоиндукции может в разы превышать напряжение, которым дроссель питался. При достаточно большой индуктивности напряжение, созданное самоиндукцией, может даже сжечь лампу!

Подведем итоги

Итак, мы выяснили, что постоянный ток дроссель пропускает почти без потерь, поскольку, как правило, активное сопротивление обмотки мало. Для переменного тока дроссель является весьма ощутимым сопротивлением, которое зависит от индуктивности прибора и частоты напряжения. Здесь стоит заметить, что реактивное сопротивление приборов этого типа на порядки выше, чем активное.

Ну и при резком размыкании на выводах обмотки дросселя за счет рассеивания магнитного поля создается напряжение. Причем величина этого напряжения может в разы превышать напряжение, которым ранее питался дроссель.

Практическое применение

А теперь самое интересное. Где можно использовать все эти интересные и уникальные свойства дросселя? Вы будете удивлены, но сфера применения этих свойств очень широка. Рассмотрим основные из них.

Фильтр помех и сглаживающий фильтр

Если сделать индуктивность дросселя достаточно небольшой, то реактивное сопротивление на частоте 50 Гц (частота сети) будет невелико, а значит, сетевое напряжение такой прибор будет пропускать практически без потерь. Включим его последовательно с нагрузкой, и она (нагрузка) получит полноценное питание. Но если в сети появится импульсная помеха, то она будет практически вся израсходована на формирование магнитного поля и дальше не прорвется.

Таким образом, дроссель может быть использован (и широко используется) для подавления импульсных помех по питанию 220 В 50 Гц. Подобные фильтры встраиваются как в аппаратуру, так и устройства, подающие на них питание.

Сетевой фильтр персонального компьютера помечен стрелкой
Важно! Дроссель может использоваться и для уменьшения импульсной составляющей выпрямленного напряжения в импульсных блоках питания. Принцип сглаживания импульсов – тот же.
Сглаживающий фильтр в цепях выходного напряжения блока питания компьютера

Фильтр НЧ

Практически каждый из нас видел акустические системы (колонки), состоящие из нескольких громкоговорителей. В такой системе каждый динамик отвечает за свой частотный диапазон. Если это головка низкой частоты (НЧ), то на нее нужно подавать только низкочастотную составляющую звука. В противном случае возникнут искажения – частотные, фазовые, нелинейные и т.д.

Дроссель – идеальный фильтр НЧ. Если правильно подобрать его индуктивность, то он пропустит нужные нам низкие звуковые частоты и задержит верхние – ведь при увеличении частоты реактивное сопротивление его увеличивается. Взглянем на схему трехполосной акустической системы.

Электрическая схема трехполосной акустической системы

Громкоговоритель VA2, отвечающий за низкие частоты, включен через дроссель L1. Дроссель отсекает высокие частоты и пропускает на громкоговоритель только тот сигнал, для воспроизведения которого он предназначен. В качестве примера на фото ниже показан фильтр низкочастотной  АС.

Низкочастотный фильтр сабвуфера

Балласт

Знакомые всем трубчатые люминесцентные лампы тоже не обходятся без дросселя. Если их напрямую включить в сеть, то они мгновенно сгорят. Чтобы этого не произошло, необходимо ограничивать ток через колбу. Можно, конечно для этого использовать обычный резистор, который ограничит ток своим активным сопротивлением. Но, во-первых, мощность, а значит, и габариты такого резистора будут весьма внушительными.

Во-вторых, на резисторе будет рассеиваться очень большая мощность, примерно равная мощности самой лампы, а это неоправданный расход энергии и вся экономия от использования люминесцентной лампы исчезает. Ну и, в-третьих, вся расходуемая энергия превращается в тепло и светильник перестает быть пожаробезопасным.

И тут на выручку приходит дроссель. Подбирая индуктивность катушки, можно добиться нужного реактивного сопротивления в зависимости от запросов лампы.

В качестве ограничителя тока в люминесцентном светильнике используется дроссель

А энергия в катушке, как мы выяснили, расходуется на создание магнитного поля. Для этого не требуется много энергии. В результате дроссель потребляет совсем немного и практически не нагревается. В результате восстанавливается пожаробезопасность и увеличивается КПД светильника.

Важно! В настоящее время вместо электромагнитных пускорегулирующих устройств – дросселей – используются их электронные аналоги – Электронные пускорегулирующие устройства. Они более сложны в схемотехнике, дороже своих электромагнитных собратьев, но имеют более высокий КПД и существенно уменьшают пульсации светового потока.
В этой компактной люминесцентной лампе (КЛЛ) используется электронный дроссель

Преобразователи напряжения

Нередко возникает необходимость преобразовать постоянное напряжение одной величины в напряжение другой. Трансформаторы, естественно, для этих целей не подойдут – они работают только с переменным напряжением. Но, оказывается, для этих целей можно использовать дроссели. Точнее, одно из их свойств – самоиндукцию. Преобразователи бывают понижающие и повышающие. Рассмотрим работу каждого из них.

Взглянем на структурную упрощенную схему, изображенную на рисунке ниже.

Структурная схема понижающего преобразователя

При замыкании ключа S1 начинается создание магнитного поля вокруг катушки дросселя L1. Диод VD1 при этом заперт. Размыкаем ключ – магнитная энергия, запасенная в дросселе, путем самоиндукции преобразуется обратно в электрическую и через открывшийся диод поступает в нагрузку, попутно проходя через сглаживающий фильтр, собранный на конденсаторе С1.

Регулируя время открытия ключа, можно контролировать степень намагничивания дросселя. Чем короче импульс, тем меньше энергии он запасет, а значит, и отдаст в нагрузку. Таким образом, даже при высоком входном напряжении можно получить выходное практически любой величины.

При помощи дросселя можно не только понижать, но и повышать напряжение. Как мы заметили выше, напряжение самоиндукции в момент размыкания ключа может превышать величину напряжения, поданного на катушку.

Структурная схема повышающего преобразователя

Здесь дроссель включен последовательно с источником питания. При замыкании ключа S1 начинается «зарядка» катушки. В это время диод VD1 заперт и не дает разрядиться накопительному конденсатору С1. Как только мы разомкнем ключ, магнитное поле начнет превращаться в электрический ток. При этом напряжение самоиндукции сложится с питающим и на накопительном конденсаторе появится напряжение, превышающее входное (диод при этом откроется).

Как мы отмечали раньше, напряжение самоиндукции может превышать питающее, поэтому на выходе преобразователя мы можем получить напряжение, величина которого многократно, а не вдвое превышает входное. Это наглядно иллюстрирует схема, приведенная ниже.

Принципиальная схема повышающего преобразователя с 1.2 В до 80 В
Важно! Конечно, за такое удовольствие придется платить – ток потребления от первичного источника будет выше выходного ровно во столько раз, во сколько напряжение выходного выше входного.

Ну вот, вроде, и все об этом интересном приборе. Теперь мы знаем, как работает дроссель и где его уникальные свойства можно применить.

устройство, принцип работы, назначение, методика расчета

Путевой дроссель-трансформатор – это агрегат, пропускающий ток тяги, обходя изолирующий стык. Устройство напоминает катушку индуктивности, отличающуюся конструкцией, принципом функционирования, техническими характеристиками, методикой расчёта, предназначением и областью применения. Дроссельный трансформатор подразделяется на виды в зависимости от частотности и функций.

Конструкция и принцип работы

Устройство ДТ выглядит, как сердечник формы Ш со стальным остовом. Расположение главной и второстепенной обмотки – средний стержень сердечника. Все составляющие механизма погружены в корпус из чугуна. Он в свою очередь наполнен маслом трансформатора и закрыт крышкой. Уровень масляной жидкости контролируется через пробки, находящиеся на крышке. Конструкция имеет защиту от:

  • проникновения внутрь ДП лицами, которым не положено вмешиваться в работу прибора;
  • размещения на выводах главной обмотки ненужных предметов;
  • возможности повреждения корпуса.

В данном приборе находится пластина из гетинакса, расположенная посередине сердечника и остова. С её помощью происходит обеспечение воздушного зазора в магнитной цепи ДТ. Главная обмотка необходима для пропускания тягового тока. Она обладает 3 выводами. К линиям рельс присоединяются 2 из них, расположенные по краям, а оставшийся по середине –  к среднему выводу дроссельного трансформатора смежной РЦ.

За включение приборов релейного и питающего концов РЦ отвечают дополнительные обмотки. Из-за индуктивного соединения приборов с рельсовой линией на работу РЦ меньше влияет константная составная часть тягового тока.

Дроссель-трансформатор на постоянном токе функционирует, согласно принципу самоиндукции катушки. Это происходит следующим образом:

  1. Часть тягового тока попадает на одну полуобмотку ДТ, перемещаясь по одной рельсе.
  2. Остальной ток идёт на вторую полуобмотку ДТ.
  3. Суммарный ток всех этих частей попадает через перемычку в среднюю точку ОО смежного ДТ. Поделившись надвое, он направляется по нитям рельс соседней РЦ.

Прибор может выдерживать диапазоны колебаний от низких до высоких. Первые могут быть от 20 Гц до 20 кГц. Средние значения составляют 20-100 кГц, а высокие – более 100 кГц. Конструкция дросселей высокой частотности совсем не похожа на конструкции ДТ низкой и средней частотности.

Назначение и область применения устройства

Дроссельный трансформатор используется в области электротехники. Он предназначен для установки на ЖД пути, оснащённые автоматической блокировкой переменного и электротягой постоянного тока. Подобное оборудование используют, чтобы стыковать системы электрической тяги. Также дроссели внедряют в трамваи, поезда метро и современные скоростные дрезины.

Их составляющие специально созданы для суровых условий окружающей среды, возникающих при эксплуатации на ЖД транспорте.

Если рассматривать устройство по назначению, то оно делится на следующие виды:

  1. Дроссели, совершающие работу на вторичных импульсных источниках питания. В самом начале происходит накапливание катушкой энергии от первоначального источника. Это осуществляется в собственном магнитом поле. После этого энергия возвращается в нагрузку.
  2. ДТ для запускания двигателей. Здесь устройство выступает в качестве ограничителя токов, отвечающих за пуск и тормоз. Дроссельная конструкция для приводов отличается мощностью не больше 30 кВт, схожа с 3-фазным трансформатором.
  3. ДТ насыщения. Его используют в стабилизаторах напряжения и ферромагнитных преобразователях. Ещё такой ДТ применяется в магнитных усилителях. Там из-за подмагничивания происходит смена индуктивной резистентности сердечником.
  4. ДТ для сглаживания. Подобным прибором убирают пульсации выпрямленного тока, если нет конденсаторов в ламповых усилителях.

Помимо прочего, аналогичные устройства распространены в сварке, в блокировочных, сигнализационных и совмещенных централизованных системах.

Основные технические характеристики

В характеристиках содержится информация о количестве витков, полном сопротивлении и показатель трансформации главной обмотки и второстепенных. Показатели дросселя-трансформатора ДТ 500:

  • количество витков главной обмотки – 7+7;
  • количество витков дополнительной обмотки – 1560, 322, 1238;
  • полное сопротивление – 0,2-0,22 Ом;
  • коэффициент трансформации – 40,23, 17.

Его масса составляет 132 кг, объём масла – 29 л. Может прослужить не больше 30 лет. Согласно правилам, температура сердечника не должна превысить 95 С. Она определяется по температуре верхних слоёв масла.

Разновидности дроссельных трансформаторов

Чаще всего встречаются следующие разновидности дроссельных трансформаторов:

  1. Низкочастотный. По внешнему виду он напоминает незамысловатый трансформатор из железа. Единственный отличием от него является сборка с одной обмоткой. Катушка делает так, что при понижении тока в цепи его значение не меняется и остаётся на нужном уровне, а при повышении значение снижается.
  2. Высокочастотный. Это электрическое устройство создано, чтобы передавать энергию высокой частоты между 2 цепями и больше электромагнитной индукцией. Оно распространено намного больше. Его катушка навивается на ферритовые и стальные сердечники либо на каркас из пластмассы.

Наличие сердечника в дросселе увеличивает его размеры. Без него он весит намного меньше.

Методика расчета

ДТ рассчитывается по методе нечёткой логики, нейронных сетей, резольвента Ла-Гранджа и другим. Разработаны специальные программы, производящие вычисление параметров устройства за считанные минуты. Основные этапы расчёта:

  • ввод требуемых данных для расчёта;
  • выдача программой значений кривой намагничивания и корректирование ошибок;
  • подсчитывание системой геометрических параметров модели сердечника.

Применив особую формулу, можно своими силами рассчитать воздушный зазор в устройстве. Она выглядит следующим образом L*I²/V. индуктивность обмотки дросселя – это L, а сила постоянного тока на обмотке – это I. Буква V обозначает объём сердечника из железа.

Примеры расчетов

Например, можно рассчитать LO² для сердечника Е42х21х20 (B66329-G1000-X127) с воздушным зазором 2 мм, сделанного из материала N27. Известные следующие параметры сердечника, с которыми придётся работать:

  • le = 97 мм;
  • Ае = 240 мм²;
  • B = 300 мТл;
  • Ig = 2 мм.1/2) *loge *(2Bw/ Ig)

    В итоге получается 1,42.

    После этого нужно приступить к вычислению µe. Это эффективная проницаемость. Она находится по формуле:

    µe= (µo*Ae)/ (le/µi + Ig/F)

    Значение будет равно 68.

    Теперь потребуется рассчитать AL – коэффициент индуктивного сопротивления. Формула вычисления:

    AL= (µo* µe)/(Ie/Ae)

    Полученный результат будет равен 208.

    Зная все эти данные, можно приступить к расчёту LO². Для этого существует следующая формула:

    LO²=(Bmax*Ae*Ie)/ (µo* µe)

    Конечный ответ – 16,60.

    Назначение сетевых и моторных дросселей

    В данной статье мы рассмотрим сетевые и моторные дроссели — фильтры низких частот, которые устанавливаются на входе и выходе частотных преобразователей. Простейшая схема подключения ПЧ выглядит следующим образом: три фазы на входе, три фазы на выходе, электродвигатель.

    Однако здесь возникает одна проблема. Дело в том, что частотный преобразователь является генератором широкого спектра помех, которые могут оказывать значительное влияние на работу устройств, находящихся неподалеку или питающихся от одной сети. С другой стороны, ПЧ сам реагирует на помехи различного рода, поскольку в его состав входят слаботочные компоненты. Поэтому при применении преобразователя очень важным является вопрос электромагнитной совместимости.

    Условно помехи можно разбить на два основных вида:

    1. помехи, передающиеся по электромагнитному полю
    2. помехи, передающиеся по питающим проводам

    В первом случае наводки можно уменьшить, проведя качественное экранирование и заземление преобразователя частоты, его проводов и периферийных устройств. Высокочастотные помехи, распространяющиеся по проводам, значительно снижаются с помощью радиочастотных фильтров.

    Назначение входного сетевого дросселя

    Сетевой дроссель, который также называют входным реактором, подключается на входе питания частотного преобразователя (обычно это силовые клеммы R, S, T). Основными параметрами сетевого дросселя являются индуктивность и максимальный длительный ток. Индуктивность выбирается такой, чтобы при рабочей частоте и номинальном рабочем токе падение напряжения на дросселе составляло 3-5%. Рассчитать падение можно по формуле:

    U=2πfLI, где f – рабочая частота (Гц), L – индуктивность дросселя (Гн), I – ток, А.

    Рассмотрим основные плюсы применения сетевого дросселя.

    1. Подавление высших гармоник, проникающих в питающую сеть от преобразователя частоты и обратно. Обычно в состав ПЧ входит радиочастотный фильтр, снижающий данные наводки. Подключение сетевого дросселя создает дополнительное подавление высокочастотных помех. В результате уровень высших гармоник питающего напряжения в значительной степени уменьшается, а действующее значение питающего тока стремится к величине тока основной гармоники (50 Гц).

    2. В случае, когда источник питания расположен близко, и сопротивление питающей линии очень низкое, использование сетевого дросселя позволяет значительно уменьшить ток короткого замыкания и увеличить время его нарастания. Это позволяет защитить ПЧ при коротких замыканиях на выходе.

    3. Если на одной шине питания расположены несколько мощных устройств, возможны ситуации, когда при их включении или выключении возникает скачок напряжения с большой скоростью нарастания. Сетевой дроссель значительно понижает этот эффект.

    При выборе оборудования следует учитывать один нюанс. Чтобы избежать перегрева дросселя, его номинальный ток должен быть равен или больше максимального тока преобразователя.

    Когда сетевой дроссель не нужен

    Оснащение преобразователей частоты сетевыми дросселями лучше взять за правило. Многие компании увеличивают гарантию в 2 раза при покупке ПЧ в комплекте с дроселями. Однако в некоторых случаях данным оборудованием можно пренебречь:

    1. В питающей сети нет мощных электроприборов, имеющих большие пусковые токи.
    2. Питающая сеть имеет сравнительно высокое сопротивление (низкий ток короткого замыкания).
    3. Режим работы ПЧ исключает резкие изменения мощности, при которых скачкообразно растет потребляемый ток.
    4. В соответствии с рекомендациями производителя, для защиты ПЧ применяются полупроводниковые предохранители, либо защитные автоматы характеристики В.
    5. Имеется большой запас по мощности ПЧ по отношению к используемому двигателю.

    Тем не менее, в целом использование сетевых дросселей значительно повышает срок службы и надежность работы частотных преобразователей.

    Использование моторного дросселя

    Моторный дроссель включается в цепи питания электродвигателя. Другие его названия – выходной реактор или синусоидальный фильтр.

    Необходимость применения моторного дросселя обусловлена принципом работы ПЧ. На выходе преобразователя стоят силовые транзисторы, которые работают в ключевом режиме. При этом образуются прямоугольные импульсы, приближающие действующее напряжение по форме к синусоиде за счет изменения длительности. Моторный дроссель снижает высшие гармоники выходного напряжения ПЧ и делает ток питания двигателя практически синусоидальным, минимизируя высокочастотные токи. Это повышает коэффициент мощности и позволяет уменьшить потери в двигателе.

    Кроме того, из-за высших гармоник на выходе ПЧ повышаются емкостные токи, которые могут привести к ощутимым потерям при длине кабеля более 20 м. Моторный дроссель существенно снижает этот эффект. Данные устройства также устанавливают там, где важно уменьшить помехи, создаваемые кабелем от ПЧ до электродвигателя.

    Следует учитывать, что номинальный ток моторного дросселя должен быть больше максимального тока двигателя. Расчет падения напряжения на дросселе следует производить с учетом максимальной рабочей частоты двигателя, которая может достигать 400 Гц.

    Другие полезные материалы:
    Как выбрать мотор-редуктор
    Выбор частотного преобразователя
    Зачем нужен контактор байпаса в УПП
    Схемы подключения устройства плавного пуска

    Что такое дроссельная заслонка в автомобиле? Принцип работы

    Чтобы обеспечивать бесперебойную работу автомобиля, его двигатель должен постоянно подпитываться нужным количеством кислорода. Важно понимать, что при разной мощности и скорости требуется различное количество топлива и воздуха. Именно за регулирование этого вопроса отвечает дроссельная заслонка. По своей природе это клапан, через который осуществляется подача воздуха.

    Что представляет и где находится заслонка

    Располагается дроссельный механизм между коллектором впуска и воздушным фильтром. Найти его достаточно просто – нужно проследить за креплением воздушного фильтра под капотом и он выведет вас к дросселю.

    Принцип работы дроссельной заслонки

    Общий принцип работы дроссельной заслонки можно описать следующим образом. При надавливании на педаль акселератора заслонка отходит от своего обычного положения, и образуются небольшие щели, через которые воздух попадает в двигатель, где, смешиваясь с бензином, образует топливную смесь. Больше щель – больше воздуха, больше топлива для работы машины.

    Дроссель может быть:

    • механическим;
    • электрическим.

    Механическая дроссельная заслонка

    Принцип работы механической заслонки сводится к креплению ее тросиком к педали акселератора. В этом случае, чем сильнее водитель нажимает на педаль газа, тем больше воздуха и топлива попадает в двигатель, что обеспечивает увеличение мощности его работы. Такой принцип работы характерен для бюджетных автомобилей. Он простой в обслуживании, эксплуатации, а также надежен и долговечен.

    При этом элементы дроссельной заслонки с механическим приводом объединяются в отдельный блок, состоящий из таких элементов:

    • корпуса;
    • системы датчиков;
    • регулятора холостого хода;
    • собственно заслонка, соединенная тросиком с педалью акселератора.

    Электрическая дроссельная заслонка

    Система заслонки с электрической заслонкой несколько отличается от своего механического собрата. Устанавливаются они на современных типах автомобилей. Главной особенность является возможность электронного управления уровнем подачи воздуха и топлива, путем считывания сведений с определенных датчиков, отвечающих за контроль каждого элемента дросселя. Здесь нет прямой механической связи между акселератором (педаль газа) и дроссельной заслонкой.

    Важно понимать, что электрический дроссель имеет многочисленные преимущества перед механическим. Прежде всего, это возможность экономного расхода топлива, обеспечение оптимальных экологических характеристик, высокий уровень безопасности при движении транспортного средства.

    Достигается это использованием электронной системы управления, которая в буквальном смысле просчитывает возможные варианты и выбирает лучшие решения. Нужно понимать, что в этом случае каждое действие контролируется системой датчиков, передающих сигналы в общий блок управления.

    Дополнительно следует отметить, что система управления получает информацию и с других узлов автомобиля. Таких как: тормозная система, коробка передач, климатической установки, системы контроля климата и других. В дальнейшем на основании полученной информации «вырабатывается» правильное решение, позволяющее гарантировать комфортный уровень езды и высокую безопасность водителя и пассажиров.

    Возможные проблемы дросселя

    Нужно учитывать, что наличие большого количества соединительных элементов рано или поздно может оказаться причиной различного рода поломок, либо же способствовать «зависанию» системы с последующим сбоев ее работы.

    Если такое произошло, присутствует риск, что транспортное средство начнет немного «тупить», а именно:

    • появятся повышенные обороты при работе двигателя на холостом ходу;
    • будут проскальзывать плавающие обороты, когда двигатель будет работать;
    • во время перехода на нейтральную передачу возможны случаи остановки двигателя;
    • расход топлива станет большим нормальной нормы, и его трудно будет контролировать;
    • двигатель не будет работать на полную мощь;
    • срабатывают сигнализирующие датчики работы заслонки.

    В зависимости от типа дроссельного привода (механический, электрический) исправить повреждение можно очисткой, либо же регулировкой. Для этого потребуется провести ряд небольших манипуляций, связанных с проверкой узла крепления заслонки.

    Выполняется это путем последовательной разборки всего узла с дальнейшей его диагностикой (визуальным осмотром), очисткой, заменой (при необходимости) поврежденных, либо отработавших свой ресурс частей. Сборка конструкции осуществляется в обратном разбору порядке.

    В случае же электрической системы, когда «руководством» всего процесса занимается общий блок управления, целесообразно обеспечивать диагностику в специальном центре, с использованием специализированного, электронно-компьютерного оборудования. Ведь в этом случае проблема может скрываться даже не в дроссельной заслонке, а многочисленных контролирующих ее работу датчиках.

    Иногда неприятность находится даже вне системы подачи воздуха. Но, если ее не устранить, она попросту будет блокировать какие-либо действия со стороны дроссельной заслонки. Обычно такие датчики не подлежат ремонту, они меняются только на новые.

    Нужно понимать, что неисправность всей топливной системы влечет за собой практически мгновенную остановку автомобиля. Поэтому, если присутствуют даже минимальные намеки на возможные неприятности, следует мгновенно на них реагировать, не скупиться на полную диагностику автомобиля и быстро устранять неполадки.

    Поделитесь информацией с друзьями:


    Дайте принцип работы дроссельной катушки Объясните класс 12 по физике CBSE

    Подсказка: дроссельная катушка работает по принципу самоиндукции. Его основная функция - обеспечивать сопротивление цепи переменному току. В то же время он не допускает никакого сопротивления постоянному току. Закон Ленца играет важную роль в принципе работы дроссельной катушки.
    Используемая формула:
    $ \ epsilon = L \ dfrac {di} {dt} $

    Полное пошаговое решение:
    Дроссельная катушка в основном представляет собой катушку с очень высокой самоиндукцией и очень низким сопротивлением.

    Самоиндукция определяется как магнитный поток, связанный с цепью из-за проходящего через нее единичного тока. В качестве альтернативы, это также может быть определено как электродвижущая сила, которая генерируется из-за единичного изменения тока в единицу времени.
    Теперь мы знаем, что в цепи переменного тока ток меняется со временем очень быстро. Таким образом, если самоиндукция катушки очень высока, электродвижущая сила (ЭДС), генерируемая в катушке, также будет очень высокой. Эта ЭДС $ \ epsilon $ всегда работает против напряжения источника, чтобы удовлетворить закону Ленца.
    Закон Ленца гласит, что генерируемая ЭДС всегда будет пытаться остановить причину своего собственного поколения. Итак, здесь ЭДС пытается остановить изменяющийся переменный ток. Значение ЭДС:
    $ \ epsilon = L \ dfrac {di} {dt} $
    Здесь L называется самоиндуктивностью, i - ток.
    Это дает полное сопротивление переменному току.
    Но из-за очень низкого сопротивления рассеиваемая мощность через дроссель очень мала. Таким образом, дроссель становится экономически эффективным.
    Дополнительная информация:
    Единица индуктивности - Генри.«L» дает меру ЭДС, генерируемой в катушке из-за ее собственного изменяющегося тока. Есть еще одна вещь, называемая взаимной индуктивностью. Это ЭДС в одной катушке из-за изменения тока в другой катушке.

    Примечание:
    - Противоположная концепция дросселя - это неиндуктивная катушка. Он не придает цепи импеданса переменного тока, но имеет очень высокое сопротивление.
    - Дроссель в основном используется для обеспечения необходимого сопротивления в цепи переменного тока без потери мощности постоянного тока.
    - Магнитный поток из-за собственного тока катушки задается как $ \ phi = L.я $.

    Что такое моторный дроссель и почему он используется?

    Дроссель - это пассивное устройство, которое увеличивает индуктивность цепи.


    Изображение предоставлено: KEB America

    Индуктивность - это свойство катушки с проводом, которая сопротивляется любому изменению тока, протекающего через нее. (Прямые провода также обладают небольшой индуктивностью.) Другими словами, если ток через катушку увеличивается, магнитное поле катушки создает напряжение (ЭДС), которое препятствует изменению. Индуктивность устройства определяет количество ЭДС, генерируемой при заданном изменении тока:

    Где:

    ЭДС = индуцированное напряжение (В)

    L = индуктивность (В * с / А = Генри, Гн)

    dI / dt = время нарастания тока (А / с)

    Дроссель двигателя - это общее название индуктивного устройства, установленного между выходом сервопривода или частотно-регулируемого привода (VFD) и выводами серводвигателя или асинхронного двигателя переменного тока.Его цель - уменьшить пики тока, возникающие на выходе привода из-за широтно-импульсной модуляции (ШИМ) напряжения.

    Дроссель двигателя - это индуктивное устройство, устанавливаемое между приводом и двигателем, которое часто рекомендуется, когда длина кабеля двигателя превышает 25 метров.
    Изображение предоставлено: Force Control Industries

    Широтно-импульсная модуляция - ключевой принцип работы большинства частотно-регулируемых приводов и сервоприводов. Он работает путем включения и выключения напряжения на управляющих транзисторах с очень высокой частотой - обычно в диапазоне 20 кГц - создавая импульсы напряжения.Частота переключения определяет ширину импульсов, а отношение времени включения к времени выключения определяет среднее напряжение, подаваемое на двигатель.

    Без моторного дросселя длинные кабели могут привести к отраженным волнам, которые вызовут скачки напряжения на двигателе.
    Изображение предоставлено: KEB America

    Однако управление ШИМ вызывает резкие изменения сигналов привода, а также шум из-за высокочастотного переключения - проблемы, которые усугубляются при использовании длинных кабелей между приводом и двигателем.Как и катушки двигателя, кабели также обладают импедансом, и если импеданс кабеля сильно отличается от импеданса двигателя, может возникнуть отраженная волна, посылая напряжение обратно через кабель от клемм двигателя к приводу. Это напряжение может, в худшем случае, добавить к напряжению, подаваемому приводом, и привести к очень высокому напряжению на двигателе, вызывая значительный нагрев двигателя и повреждение изоляции двигателя и подшипников.

    Дроссель двигателя помогает решить эти проблемы, увеличивая время нарастания (dV / dt) сигналов привода.Это уменьшает острые углы или пики формы волны напряжения до закругленных краев, защищая двигатель от скачков напряжения и связанного с этим нагрева. Дроссель, расположенный между приводом и двигателем, также помогает уменьшить электромагнитные помехи от кабелей и возможность отраженных волн.

    Без дросселя двигателя производители приводов обычно рекомендуют максимальную длину кабеля двигателя около 25 метров (рекомендации различаются в зависимости от двигателя, привода и области применения).С моторным дросселем максимальная длина кабеля может быть значительно увеличена, часто до 50 или 100 метров.


    Дроссели и реакторы являются индуктивными устройствами, и термины «дроссель», «реактор» и «индуктор» часто используются как синонимы.

    При обсуждении систем моторного привода термин «реактор» чаще всего используется для индуктивного устройства, расположенного между основным источником питания и приводом. Термин «дроссель» чаще всего используется для обозначения индуктивного устройства, расположенного между приводом и двигателем.И «дроссель», и «реактор» - это обычно используемые термины для индуктивного устройства, размещенного после входных диодов (между входным выпрямителем и звеном шины постоянного тока) в частотно-регулируемом приводе.

    ELECTRONIC CHOKE VS ELECTRICAL CHOKE ~ электрика и электроника

    Здравствуйте, читатели! Сегодня я здесь с совершенно новой темой. Многие из них обнаруживают, что в настоящее время в ламповом освещении используются электронные балласты или дроссели. Большинство из них задавалось вопросом, что не так с самым старым типом дросселя. Давайте посмотрим на подробную информацию об обоих в этой статье.

    Щелкните этот текст, чтобы узнать больше о магнитных цепях. ЧАСТИ В ТРУБЕ СВЕТА:
    • БАЛЛАСТ
    • СТАРТЕР (ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТИП)
    • ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ
    • ВЫПУСКНАЯ ТРУБКА



    РАБОЧАЯ ТРУБКА:
    На самом деле работа лампового света включает в себя следующий процесс:

    1. Когда мы включаем ламповый свет, максимальный ток течет через ламповый свет через балласт и стартер.Сначала не происходит разряда, поэтому не получается выходной сигнал.
    2. Сначала мы можем увидеть свечение в стартере, это связано с тем, что газы в стартере начинают ионизоваться из-за максимального напряжения, и, следовательно, биметаллическая полоса плавится и начинается проводимость к трубке.
    3. Затем напряжение постепенно уменьшается, так как падение напряжения создается в балласте, который является индуктором, снова оно отрывается от неподвижного контакта, и через ламповый свет проходит сильный выброс тока.
    4. Таким образом получен газовый разряд в ламповой лампе.Ток вместо того, чтобы проходить через стартер, проходит через трубку, потому что лампа лампы имеет низкое сопротивление по сравнению с сопротивлением стартера.
    5. Таким образом, при разряде ртути образуется ультрафиолетовое излучение, которое, в свою очередь, возбуждает люминофорное порошковое покрытие в свете трубки, тем самым доставляя белый видимый свет
    6. Таким образом, после зажигания ламповой лампы стартер может быть удален из ламповой лампы, так как он неактивен. (Стартер P.S используется только для ламповых ламп с электрическим балластом, а не в электронном типе)
    РАБОТА С МАГНИТНЫМ БАЛЛАСТОМ:

    На самом деле балласт магнитного или электрического типа представляет собой индуктивную катушку.Это будет похоже на трансформатор, но это не трансформатор. Это просто медный провод, намотанный на материал сердечника, который делает его похожим на трансформатор. Как правило, индукторы известны своей способностью противодействовать любому изменению входного тока, проходящего через них, поскольку они имеют запаздывающий коэффициент мощности и поэтому используются в этой схеме.

    На самом деле, как видно из работы лампового света, электроды должны иметь высокую температуру, чтобы ламповый свет загорелся. В этом начальном положении балласт будет противодействовать входному току от сети, поскольку сначала он идет прямо в пускатель, предотвращая повреждение.Стартер, включенный последовательно с балластом, работает как выключатель, который изначально находится в рабочем состоянии, после того как ток превысит номинальное значение тока, материал стартера плавится и замыкается.

    Таким образом, проводя ток, проходящий через лампу, свет. Сильный ток, создаваемый для разряда, создается противодействующим током, накопленным в катушке индуктивности. Таким образом зажигая цепь. Из-за наличия воздушной среды ток через нее ионизируется, и сопротивление постепенно уменьшается, при этом ток продолжает увеличиваться.Катушка индуктивности теперь действует как реактивная нагрузка и ограничивает ток, как уже упоминалось выше.

    Поскольку магнитные балласты не так сложны, как электронные балласты, и могут быть проблематичными, их заменяют электронные версии. Магнитные балласты находятся в розетке между вилкой лампочки и шнуром питания.

    В магнитных балластах ток проходит через катушки с медным проводом, прежде чем перейти к лампочке. Большая часть тока улавливается создаваемым им магнитным полем, и только небольшие приращения передаются на лампочку.Пропускаемый ток зависит от толщины и длины медной катушки. Этот непостоянный ток вызывает мерцание света лампы, а также создает жужжащий звук.


    Метод магнитного балласта создает огромное количество индуктивной реактивной мощности, одновременно превышающее величину активной мощности, но эту реактивную мощность можно легко и дешево снизить. компенсируется без риска каких-либо помех.
    ЭЛЕКТРОННЫЕ БАЛЛАСТЫ:

    Электронный балласт дается с нашим обычным A.Источник C с напряжением 220 В при частоте 50-60 Гц. Электронный балласт имеет выпрямитель, который сначала преобразует переменное напряжение в постоянное. С помощью конденсаторов фильтруется постоянный ток, полученный от выпрямителя. Отфильтрованный постоянный ток затем пропускается через серию индукционных катушек, которые отделены друг от друга. Теперь отфильтрованное постоянное напряжение подается на каскад высокочастотных колебаний, где колебания обычно представляют собой прямоугольную волну, а диапазон частот составляет от 20 кГц до 80 кГц. Следовательно, выходной ток имеет очень высокую частоту.


    РАБОТАЕТ:
    Как только напряжение постоянного тока фильтруется конфигурацией конденсатора, напряжение постоянного тока представляет собой высокочастотные катушки, колебания которых будут зависеть от входного напряжения и частоты. Небольшая индуктивность обеспечивается высокой скоростью изменения тока и высокой частотой генерации в электронной схеме. Формула индуктивности равна

    I = L (dI / dT)
    Обычно для накала требуется напряжение более 440+.когда переключатель включен, напряжение на лампе становится равным 1000 В. Когда процесс разряда превысит ограничение, ток будет течь через лампу и предотвратит короткое замыкание. В рабочем состоянии люминесцентной лампы электронный балласт действует как диммер для ограничения тока и напряжения.

    ФИЛЬТР ЭМИ:
    Он используется для однократного блокирования любых электромагнитных помех, если таковые имеются.

    ВЫПРЯМИТЕЛЬ:
    Он используется для преобразования A.От C до D.C

    РЕЗОНАНСНЫЙ ВЫХОД ПОЛУМОСТА:
    Он преобразует постоянный ток в прямоугольное напряжение с высокой частотой.

    Предусмотрена небольшая индуктивность, связанная с высокой скоростью изменения тока на высокой частоте, чтобы генерировать высокие значения. Обычно для включения процесса газового разряда в свете люминесцентных ламп требуется более 400 В. Когда переключатель включен, начальное напряжение на лампе становится около 1000 В из-за высокого значения, следовательно, газовый разряд происходит мгновенно.Как только процесс разряда начинается, напряжение на лампе снижается от 230 В до 125 В, а затем этот электронный балласт позволяет ограниченному току течь через эту лампу. Этот контроль напряжения и тока осуществляется блоком управления электронного балласта. В рабочем состоянии люминесцентной лампы электронный балласт действует как диммер для ограничения тока и напряжения.

    электронный балласт не производит - или не должен - производить значительное количество основных реактивных мощность . Однако решающим аргументом в пользу его использования является экономия энергии, достигаемая не столько за счет более низких внутренних потерь в самом балласте, сколько скорее за счет повышения эффективности лампы при работе на высокой частоте от выходных клемм такого электронного балласта.По этой причине они подают меньше энергии в лампы, чем магнитный балласт. Однако электронные балласты в несколько раз дороже. чем простые пассивные магнитные модели и гораздо более восприимчивы к определенным помехам и сами могут стать источником беспокойства. В отличие от магнитного балласты, которые по закону физики могут следовать только одному принципу работы и только одному основному конструкции, силовая электроника обеспечивает богатый выбор вариантов дизайна и принципов работы для проектировать электронные схемы для работы люминесцентных ламп.

    РАЗНИЦА МЕЖДУ НИМИ:

    Еще одно отличие состоит в том, что электронные балласты изменяют частоту электрического тока без изменения напряжения. В то время как магнитные балласты в люминесцентных лампах работают с частотой 60 герц, электронные балласты значительно увеличивают эту частоту до 20 000 герц.

    Из-за такой высокой частоты вы не увидите мерцания огней и не услышите жужжание люминесцентных ламп с электронными балластами.

    Сравнение электронных балластов и магнитных балластов
    Помимо того, что они не мерцают и работают тише, чем магнитные балласты, предпочтение отдается электронным балластам, поскольку они имеют много других преимуществ. Они меньше по размеру и меньше весят. Они также полезны для окружающей среды и вашего банковского счета, поскольку они энергоэффективны и, следовательно, снижают ваш ежемесячный счет за электроэнергию.

    Еще одно преимущество заключается в том, что электронные балласты могут использоваться в лампах, работающих в параллельном и последовательном режимах.Если одна из ламп погаснет, это не повлияет на другие лампы, даже если все лампы используют один и тот же балласт.

    Кроме того, если вы хотите заменить свой магнитный балласт на электронный, это дешево и относительно легко.

    10 ПРИЧИН, ПОЧЕМУ МЫ ПРЕДПОЧИТАЕМ ЭЛЕКТРОННЫЕ БАЛЛАСТЫ:

    1. Увеличивает срок службы лампы.
    2. Потери балласта меньше и в большинстве случаев незначительны.
    3. Масса не менее
    4. Минимальный размер
    5. Отсутствие вибрации при запуске
    6. Нет мерцания в трубке
    7. Нет интерфейса RF
    8. Слишком низкий уровень шума
    9. Работает только при напряжении питания.
    10. Запуск происходит мгновенно, поскольку электронный дроссель работает быстрее.

    ДЛЯ ЛУЧШЕГО ПОНИМАНИЯ КОНЦЕПЦИИ БАЛЛАСТА ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО:

    Принцип работы дросселя; Технические характеристики Choke

    Дроссель очень важен для лампового света.Обычно ламповый свет без дросселя не работает.

    Рабочий:

    Нормальное рабочее напряжение ламповой лампы составляет около 110, но, естественно, доступное напряжение составляет 240 В в Индии, следовательно, дроссель появляется изображение, которое дает выходное напряжение 110 В.

    Но для включения света (для ионизации газа в трубке) системе требуется 800 - 1000 В, чтобы использовать этот стартер, который блокирует ток, протекающий от дроссель загорится, поэтому на нагрузке будет расти напряжение.при достижении максимального напряжения стартер может выдерживать, стартер замыкает цепь, и на лампу подается напряжение нарастания.

    Принцип: -
    Дроссель на самом деле является индуктором. Поскольку мы знаем, что индуктор противодействует скорости изменения тока, здесь мы создаем ток I, который сначала приводится к нулю с помощью биметаллических контактов, имеющихся в пускателе

    Согласно к формулам E = L * di / dt здесь L постоянная а di равно I-0 и dt - время, необходимое для того, чтобы I стало нулем Соответственно, индуцируется высокое напряжение, и этого напряжения достаточно для перемещения электронов от одного электрода к другому, несмотря на наличие среды между электродами.

    Как только проводимость начинается там после дросселя, просто подайте напряжение, достаточное для проводимости, то есть 110 В.

    Дроссель показан в контуре лампового освещения как: -

    Таким образом, дроссель выполняет две функции: -
    1. Обеспечивает высокое напряжение во время пуска для ионизации газа
    2. Обеспечивает низкое напряжение для непрерывной работы лампового света.

    На рынке доступны два типа дросселей: -

    1.Медный дроссель.
    2. Электронный дроссель.

    Медный дроссель обычно имеет следующие характеристики: -

    Для однотрубного светового потока, потребляемого дросселем, составляет 0,39 А, а коэффициент мощности 0,5 только при дельте Т = 70. а коэффициент мощности электронного дросселя составляет от 0,8 до 0,9.

    Таким образом, в настоящее время наиболее широко используются электронные дроссели, поскольку коэффициент мощности очень высокий, поэтому потребляемый ток будет низким. Кроме того, потери в медном дросселе выше, чем в электронном дросселе, также отсутствует мерцание света при запуске электронного дросселя по сравнению с медным дросселем.

    ВЧ дроссель

    против индуктора - блог о пассивных компонентах

    Дроссели и ВЧ дроссели в основном представляют собой один и тот же тип электрических компонентов. Разница в конструкции связана с функцией, которую устройство будет выполнять в цепи. Большинство инженеров больше знакомы с индукторами - некоторые думают, что оба устройства могут использоваться взаимозаменяемо - которые распространены в частотно-избирательных системах, таких как тюнер для радиоприемников или фильтров.

    Катушки индуктивности

    Стандартный индуктор создается путем плотной намотки проводов (катушек) вокруг твердого стержня или цилиндрического кольца, называемого сердечником индуктора.Когда ток циркулирует по проводам, создается магнитный поток, который противоположен изменению тока (сопротивляется любому изменению электрического тока), но пропорционален значению тока. Кроме того, в катушке индуцируется напряжение из-за движения магнитного потока. Сила магнитного потока зависит от типа сердечника.

    Катушки индуктивности классифицируются в зависимости от типа сердечника, на который намотана катушка. На рисунке 1 показаны символы, используемые для различения некоторых типов.

    Рисунок 1: Символы индуктивности. Источник: www.electronics-tutorials.ws

    Шт.

    Как мы видели, индукторы сопротивляются изменению тока (переменного тока), но легко пропускают постоянный ток. Эта способность противодействовать изменениям тока и взаимосвязи между потоком тока и магнитным потоком в катушке индуктивности измеряется показателем качества, называемым индуктивностью, с символом L и единицами измерения Генри (H), в честь американского ученого и первого секретаря Смитсоновского института. , Джозеф Генри.

    RF Дроссели

    Мы можем думать о ВЧ дросселях как о применении катушек индуктивности. Они спроектированы как фиксированные катушки индуктивности с целью перекрытия или подавления высокочастотных сигналов переменного тока (AC), в том числе сигналов от радиочастотных (RF) устройств, и обеспечения прохождения низкочастотных сигналов и сигналов постоянного тока. Строго говоря, в идеале ВЧ дроссель - это индуктор, который отклоняет все частоты и пропускает только постоянный ток. Для этого дроссель (или катушка индуктивности) должен иметь высокий импеданс в диапазоне частот, который он предназначен для подавления, как мы можем видеть, проверив формулу для значения импеданса, X L :

    X L = 6.283 * ж * л

    Где f - частота сигнала, а L - индуктивность. Мы видим, что чем выше частота, тем выше импеданс, поэтому сигнал с высокой частотой встретит эквивалентное сопротивление (импеданс), которое заблокирует его прохождение через дроссель. Низкочастотные сигналы и сигналы постоянного тока будут проходить с небольшими потерями мощности.

    Дроссели обычно состоят из катушки из изолированных проводов, намотанных на магнитный сердечник, или круглой «бусинки» из ферритового материала, нанизанной на провод.Их часто наматывают сложными узорами, чтобы уменьшить их внутреннюю емкость.

    Обычно ВЧ дроссели можно увидеть на компьютерных кабелях. Они известны как ферритовые шарики и используются для устранения цифрового радиочастотного шума. Как показано на Рисунке 2, ферритовые бусины имеют цилиндрическую или торообразную форму и обычно надеваются на проволоку.

    Рис. 2. Ферритовый шарик. Источник: Wuerth Elektronik

    Саморезонанс

    Реальные катушки индуктивности и дроссели не являются 100-процентными индуктивными.При подаче питания появляются паразитные элементы, которые изменяют поведение устройства и изменяют полное сопротивление. Провода катушки, используемой для изготовления индуктора, всегда создают последовательное сопротивление, а расстояние между витками катушки (обычно разделенных изоляцией) создает паразитную емкость. Этот элемент является параллельным компонентом последовательной комбинации паразитного резистора и идеальной катушки индуктивности. Типичная эквивалентная схема катушки индуктивности показана на рисунке 3.

    Рисунок 3: Эквивалентная схема индуктора

    Реактивное сопротивление идеальной катушки индуктивности и паразитного конденсатора определяется по известным формулам:

    X L = wL = 6.283 * ширина * длина (1)

    X C = 1 / (wC) = 1 / (6,283 * f * C) (2)

    Из-за наличия реактивных сопротивлений значение полного импеданса цепи изменяется с частотой. С увеличением частоты реактивное сопротивление конденсатора падает, а емкость катушки индуктивности увеличивается. Существует частота, при которой реактивное сопротивление идеальной катушки индуктивности и паразитного конденсатора равны. Это называется собственной резонансной частотой параллельной резонансной системы. В параллельном резонансном контуре полное сопротивление на резонансной частоте является максимальным и чисто резистивным.На рисунке 4 показаны графики зависимости импеданса от частоты в соответствии с уравнениями 1 (красным) и 2 (синим). Общий импеданс (черный) показывает резонансную частоту в точке, где оба импеданса равны. Импеданс в этой точке является чисто резистивным и имеет максимальное значение.

    Рисунок 4. Импеданс в зависимости от частоты. Источник: Texas Instruments

    Руководство по пониманию синфазных дросселей - Блог о пассивных компонентах

    Источник: Coilcraft article

    .

    Статья на веб-сайте Coilcraft: Руководство по пониманию синфазных дросселей - Автор Крис Хэйр

    Что такое синфазный дроссель?

    Синфазный дроссель - это электрический фильтр, который блокирует высокочастотный шум, общий для двух или более линий данных или линий электропередач, позволяя проходить желаемому постоянному или низкочастотному сигналу.Синфазный шумовой ток (CM) обычно излучается такими источниками, как нежелательные радиосигналы, неэкранированная электроника, инверторы и двигатели. Если не фильтровать этот шум, он создает проблемы с помехами в электронике и электрических цепях.

    Как работают синфазные дроссели?

    В нормальном или дифференциальном режиме (одиночный дроссель) ток проходит по одной линии в одном направлении от источника к нагрузке и в противоположном направлении по обратной линии, замыкающей цепь.В обычном режиме шумовой ток проходит по обеим линиям в одном и том же направлении.

    Дроссели синфазного режима имеют две или более обмоток, расположенных таким образом, что ток синфазного режима создает магнитное поле, препятствующее любому увеличению тока синфазного режима. Это похоже на то, как работают однолинейные (дифференциальные) индукторы. Индукторы создают магнитные поля, препятствующие изменениям тока.

    В обычном режиме ток в группе линий движется в одном направлении, поэтому объединенный магнитный поток складывается для создания противоположного поля, блокирующего шум, как показано красными и зелеными стрелками в сердечнике тороида, показанном на рисунке 1.В дифференциальном режиме ток движется в противоположных направлениях, а поток вычитается или нейтрализуется, так что поле не противоречит сигналу нормального режима.

    Как выбрать синфазный дроссель?

    Основными критериями выбора синфазного дросселя являются:

    • Требуемый импеданс: какое ослабление шума необходимо?
    • Требуемый частотный диапазон: В какой полосе частот находится шум?
    • Требуемый ток: какой ток в дифференциальном режиме он должен выдерживать?

    Дроссели электромагнитных помех высокоскоростной и сверхскоростной линии передачи данных

    USB, высокоскоростные и сверхскоростные синфазные дроссели линии передачи данных эффективно снижают синфазный шум в высокоскоростных интерфейсах, таких как USB 2.0, USB 3.1 Gen 1, HDMI, IEEE 1394, LVDS, HDBaseTTM, шина MOST® и т. Д. Они поддерживают превосходную целостность сигнала для высокоскоростной связи с частотами среза дифференциального режима -3 дБ до 6,5 ГГц. Большинство из них обеспечивают ослабление синфазного сигнала более 30 дБ на частоте 500 МГц и 25 дБ в диапазоне ГГц.

    Синфазные дроссели электромагнитных помех линии передачи данных

    Дроссели синфазного сигнала линии передачи данных для поверхностного монтажа предназначены для ослабления синфазных помех на частотах до 100 МГц. Серия PDLF может снизить шум в 32 раза от 15 МГц до 300 МГц и доступна в версиях с 2, 3 и 4 линиями.Серия PTRF оптимизирована для требований FCC и ITU-T (ранее CCITT). Эти детали обеспечивают затухание от 15 до 25 дБ, импеданс более 1000 Ом и изоляцию 1500 В между обмотками. M2022 может подавлять синфазный шум до 500 МГц в компактном корпусе 1812.

    Дроссели электромагнитных помех в синфазном режиме линии передачи данных / питания

    Семейства

    LPD, MSD и PFD представляют собой низкопрофильные, миниатюрные дроссели синфазного сигнала, занимающие мало места, которые можно использовать для ослабления синфазного шума или дифференциального шума в приложениях для передачи данных и линий электропередач.

    Дроссели EMI синфазного режима линии электропередачи поверхностного монтажа

    Недорогие, высокопроизводительные дроссели синфазного тока для поверхностного монтажа бывают разных размеров и корпусов. Они предназначены для устранения синфазных помех, проводимых в линии переменного тока в широком диапазоне частот, с изоляцией до 1500 В (среднеквадратичное значение). Эти синфазные дроссели могут работать в широком диапазоне токов от 0,06 до 15 ампер, обеспечивая ослабление там, где требуется фильтрация линии, например, в импульсных источниках питания.

    Синфазные дроссели электромагнитных помех в линии питания через отверстие

    Недорогие высокоэффективные дроссельные катушки серии BU со сквозным отверстием предназначены для устранения синфазных помех, проводимых в линии в широком диапазоне частот. BU9S и BU9HS идеально подходят для сигнальных линий; остальные БУ могут использоваться в импульсных источниках питания и цепях питания. Для низкопрофильных применений фильтры BU9 и BU9S доступны в горизонтальной конфигурации, что снижает их высоту до менее чем полдюйма (12.5 мм).

    CMT Синфазные дроссели электромагнитных помех

    Синфазные дроссели тороидального типа

    CMT предназначены для обеспечения наивысшего сопротивления синфазного сигнала в самом широком диапазоне частот. Эти детали идеально подходят для любых приложений, требующих высокого напряжения смещения постоянного тока, и хорошо подходят для использования в импульсных источниках питания. Эти синфазные дроссели наиболее эффективны при фильтрации питающих и обратных проводов синфазными сигналами одинаковой амплитуды. Катушки индуктивности дифференциального режима доступны для фильтрации сигналов, не совпадающих по фазе, или сигналов с неравномерной амплитудой.

    Прочтите полную статью на веб-сайте Coilcraft здесь: Руководство по пониманию синфазных дросселей - Автор Крис Хэйр

    Что такое дроссельная катушка? (с иллюстрациями)

    Дроссельная катушка - это часть, используемая в электрических цепях, чтобы пропускать постоянный ток и блокировать прохождение переменного тока.Эти катушки используются в ряде электрических устройств. Когда он используется как часть схемы радиоприемника, он попадает в один из двух частотных классов: аудио или радио. В схемах с более высокими частотами используются материалы сердечника, отличные от материалов, используемых в схемах с более низкими частотами.

    Идея заключается в том, чтобы пропустить полезный сигнал в процессе передачи сигнала по цепи, одновременно отфильтровывая другие нежелательные сигналы.Одним из типов нежелательного сигнала является синфазный шум, который фильтруется синфазной дроссельной катушкой. Линии электропередач являются примером источника синфазного шума. Без катушки линия электропередачи создала бы много электрических шумов по пути к месту назначения, которые затем принимались бы на другом конце и, возможно, вызывали бы помехи для сигнала.

    Дроссельная катушка работает, потому что действует как индуктор.Когда ток, проходящий через нее, изменяется, как и токи переменного тока, он обычно создает магнитное поле в катушке, которое работает против этого тока. Это свойство, известное как индуктивность, блокирует прохождение большей части переменного тока. В результате токи, которые не меняются, такие как токи постоянного тока, могут продолжаться, в то время как те, которые изменяются, блокируются самим магнитным полем, которое они создали.

    В основе этой детали лежит материал, из которого создается ее магнитное поле.Катушки, используемые для фильтрации высоких частот, могут использовать воздушный сердечник или ферритовый сердечник, в то время как катушки более низкой частоты могут использовать железный сердечник. Материал сердечника определяет силу магнитного поля и величину индуктивности катушки.

    Катушки индуктивности

    похожи на конденсаторы с одним ключевым отличием в том, как они работают.Оба хранят электрические заряды, которые проходят через них, но конденсаторы хранят заряд внутри изолятора, расположенного между двумя проводниками на конденсаторе. Дроссельная катушка хранит электрический заряд в магнитном поле, созданном вокруг нее, а не в какой-либо конкретной части самой катушки. Обе части используются в электронных схемах, но конденсаторы обычно накапливают электрические заряды, а катушки их фильтруют.

    При выборе наилучшего типа для использования в цепи инженер будет учитывать напряжение, сопротивление катушки постоянному току и уровень индуктивности.Эти факторы определяют, какая катушка будет наиболее эффективно пропускать правильные токи, блокируя нежелательные.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *