Электротехника дроссель: Электрический дроссель: принцип действия, назначение, применение

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
  • Применение дросселя
  • Электронные аналоги

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.

Что такое дроссель — для чего он нужен и чем можно заменить • Мир электрики


На чтение: 2 минОбновлено: Рубрика: Основы электротехникиАвтор: admin























Содержание

  1. Что такое дроссель
  2. Назначение
  3. Ремонт и замена

Если вы знакомы с радиоэлектроникой или хотя бы имеете представление о том, как выглядят платы блоков питания, зарядных устройств, комплектующих компьютерной техники, то наверняка знаете, что они редко обходятся без дросселей — ферритовых колец с медной обмоткой. Какую же функцию выполняет эта деталь и в каких случаях используется?

Что такое дроссель

Простота и надёжность конструкции обеспечили широкое распространение дросселей

Слово «дроссель» произошло от немецкого Drossel — сокращать, ограничивать. В механике есть множество деталей со схожими названиями, а вот в электротехнике понятие «дроссель» может означать лишь одну из разновидностей катушки индуктивности, способную сглаживать нежелательные колебания частоты и других параметров электрического сигнала.

Закон самоиндукции не допускает резкого снижения силы тока в дросселе, формируя на выходной обмотке дополнительное напряжение.

Назначение

Установка дросселя необходима в том случае, когда любые переменные параметры тока являются нежелательными для цепи. Проще говоря, этот компонент позволяет «отсеять» помехи в заданном диапазоне, устранить паразитные пульсации и колебания.

Кроме того, иногда дроссель играет роль разделителя сигнала. С его помощью реализуется электронная изоляция участка сети, выполняется развязка частот и другие базовые операции, без которых невозможна стабильная работа сложных схем.

Ремонт и замена

Перед тем как ремонтировать сломанный дроссель, лучше предварительно измерить его индукцию

Конструкция большинства дросселей относительно проста — две обмотки на круглом магнитном сердечнике. Следовательно, и ремонтировать их несложно. При обрыве обмотки достаточно выпаять компонент с платы, удалить повреждённую проволоку и намотать новую с таким же сечением.

При ремонте простых бытовых приборов допустима замена дросселя парой катушек индуктивности, резисторами с малым сопротивлением или даже перемычками, однако, прежде чем принимать такое решение, следует детально изучить схему устройства и убедиться, что удаление дросселя не нарушит её функционирование.

Законы индукции — база, на которой построена работа многих современных электронных устройств. Достоточно их изучить для того чтобы разбираться со всеми нюансами применения дросселей, трансформаторов и катушек индуктивности.

Рейтинг

( 1 оценка, среднее 1 из 5 )




0






admin/ автор статьи



Понравилась статья? Поделиться с друзьями:








Что такое моторный дроссель и для чего он используется?

Вы здесь: Домашняя страница / Часто задаваемые вопросы + основы / Что такое моторный дроссель и для чего он используется?

By Danielle Collins Оставить комментарий

Дроссель — это пассивное устройство, которое добавляет индуктивность в цепь.

Изображение предоставлено: KEB America

Индуктивность — это свойство катушки с проводом, которое 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 величину ЭДС, генерируемую при заданном изменении тока:

Где:

ЭДС = индуктивное напряжение (В)

L = индуктивность (В*с/А = Генри, Гн)

9001dt s)

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

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

Широтно-импульсная модуляция является ключевым принципом работы большинства частотно-регулируемых приводов и сервоприводов. Он работает путем включения и выключения напряжения на транзисторах привода с очень высокой частотой — обычно в диапазоне 20 кГц — создавая импульсы напряжения. Частота коммутации 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, вызывающим скачки напряжения на двигателе.
Изображение предоставлено: KEB America

Однако ШИМ-управление 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, посылающая напряжение обратно по кабелю от клемм двигателя к приводу. В худшем случае это напряжение может добавиться к напряжению, подаваемому приводом, и привести к очень высокому напряжению на двигателе, что приведет к значительному нагреву двигателя и повреждению его изоляции и подшипников.

Дроссель двигателя помогает устранить 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 нагревания. 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 обозначения индуктивного устройства, размещаемого после входных диодов (между входным выпрямителем и звеном шины постоянного тока) в ЧРП.  

Рубрики: Двигатели переменного тока, Часто задаваемые вопросы + основы, Рекомендуемые, Сервоприводы, Серводвигатели

Катушка индуктивности

— Каково назначение дросселя в этой схеме?

спросил

Изменено
3 года, 7 месяцев назад

Просмотрено
2к раз

\$\начало группы\$

Я собираюсь модифицировать старое зарядное устройство, но прежде чем начать, я хочу точно понять, как оно работает. Каково назначение дросселя в этой схеме?

Некоторые люди на моей работе предположили, что дроссель должен быть на выходе мостового выпрямителя, а не на входе, но очевидно, что он был изготовлен таким образом не просто так. Зачем вам нужен дроссель на стороне переменного тока мостового выпрямителя?

  • индуктор

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Почти уверен, что он предназначен для ограничения тока в сильно разряженной батарее.

По сути, он добавляет реактивное сопротивление последовательно с (почти) источником напряжения, которым является трансформатор, чтобы гарантировать, что ток не поднимается до глупых уровней, если батарея очень разряжена.

Другой подход к тому же, что вы также видите в зарядных устройствах для аккумуляторов, — это трансформатор, разработанный с магнитным шунтом, что увеличивает индуктивность рассеяния (в основном с тем же эффектом).

Несколько грубый, не лучший по коэффициенту мощности, но дешевый и ОЧЕНЬ прочный и надежный.

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Таким образом, целью L (зависит от значения) может быть ограничение тока в диодах на ΔI=VΔt/L во временной области. Диоды часто сильно нагреваются на радиаторе.

В частотной области I(f)=V/(Rs+DCR+ESR+jXL(f)), но только для рабочего цикла, когда диоды открыты.

Rs= сопротивление диода выше 0,8 В
DCR= сопротивление индуктора постоянному току
ESR= ​​батарея ~= 5 В/CCA

Низкое выходное сопротивление трансформатора ограничено взаимной связью и сопротивлением обмотки.

Полное сопротивление L1 Z(f)= DCR + jωL

Когда диодный мост BR1 находится в проводящем состоянии непосредственно перед пиковым переменным напряжением, они также имеют очень низкое сопротивление Rs (которое обратно номинальной мощности диода).