Индуктивни компоненти
(21 823)Резките промени на стойността на тока са изключително опасно явление, което може да повреди печатната платка на електронната система. За ефективна защита срещу електрически токови смущения се използват индукционни дросели. Следователно те са изключително важен елемент от електротехническите и електронните вериги, за които всеки специалист в индустрията трябва да знае.
Строеж на дросела
Въпреки много отговорната функция, която изпълняват дроселите, техният строеж е изключително прост. Тел с подходяща дебелина, оформена във форма на спирала, е основният елемент на конструкцията. Най-честото решение е навиването на спиралата върху сърцевина, направена от феромагнитен материал със силни магнитни свойства (между другото кобалт, никел или често използвано желязо). Друга, по-рядко използвана конструкция е дросел без сърцевина, тоест спирала, изпълнена с въздух. Недостатъкът на последното решение обаче е необходимостта от правилно укрепване на намотания проводник, за да бъде предпазен от самодеформация, както и по-ниската индуктивност в сравнение с дросели със сърцевини (със същия брой навивки). Използването на сърцевината допълнително позволява регулиране на индуктивността на дросела чрез промяна на нейното положение спрямо навитите намотки. В зависимост от условията на работа и приложението има конструкции, оборудвани със затворена магнитна верига - т.нар екранирани дросели и дросели с отворена магнитна верига.
Целта и методът на монтаж изискват използването на различни видове пасивни елементи с различни форми и начини за навиване на проводника. Най-често срещаните видове дросели са изброени по-долу:
- Дросели SMD;
- Дросели THT;
- Компенсиращи дросели DMF.
Как действа дроселът?
Дроселът предотвратява резки промени на стойността на тока благодарение на магнитното поле, създадено около проводника под напрежение. В момента на бърза промяна в протичащия електрически ток се променя и магнитното поле, което под формата на обратни токове елиминира нежеланото явление. Така нареченото потискане на тока се нарича самоиндукция и се увеличава пропорционално на промените в протичащия ток.
Най-важният параметър на дросела е неговата индуктивност, която показва способността му да генерира магнитно поле, генериращо обратен ток. За да се направи подходящ избор, трябва да се вземе предвид и съпротивлението на дросела и допустимият работен ток. Друг от параметрите, описващи свойствата на намотката, е качественият фактор Той определя способността за потискане на токове с честоти, различни от собствената му резонансна честота.
Единицата за индуктивност е Хенри [H]. Тя определя, че промяната на тока с 1 ампер в 1 секунда индуцира напрежение от 1 волт.
Увеличаването на индуктивността на бобината може да бъде повлияно от:
- Увеличаване на броя на намотките и тяхната повърхност;
- Избор на подходящ материал с висока относителна пропускливост за структурата на сърцевината;
- Съкращаване на дължината на бобината.
Използване на дроселите и тяхната функция
Устройства, в които се използват описваните индукционни елементи, ни заобикалят отвсякъде. Струва си да знаем, къде можем да ги срещнем. Ето някои примери:
- Задвижващи системи, оборудвани с инвертори - филтриране на смущения, произтичащи от регулирането на скоростта на двигателя с помощта на честотен преобразувател;
- Всички видове високоговорители - противосмутителният дросел значително подобрява акустичните качества на генерирания звук;
- Капацитивни батерии - дросел като защитни елементи за кондензаторите.
Класическа бобина и дросел – основни разлики
Дроселите принадлежат към групата на индукционните бобини. Поради тази причина термините дросел-бобина се използват като взаимозаменяеми. Тук трябва обаче да отбележим, че не всяка бобина е дросел. Тези елементи се различават предимно по начина на използването им в електрическите схеми. Дроселът е само бобина, чиято задача е да предотвратява нежелателното явление промяна на тока. Друго използване на бобината (например в електромагнити като източник на привличане на метални елементи) означава, че този елемент не може да бъде включен в групата на дроселите.
Загуби на мощност в бобините
Основната причина за загубите на мощност е съпротивлението на намотките. В резултат на това намотката се нагрява и магнитните свойства на сърцевината се променят. Това е особено опасно в случай на високи токове, тъй като може да повреди електронните компоненти и вследствие да доведе до повреда на цялата верига.
Друго важно качество е прецизността на изработка на конструкцията на бобината. Внимателното навиване на проводника или подходящите празнини между поредните намотки оказва основно влияние върху качеството на генерираното магнитно поле. Неговата дисперсия е измерима загуба на ефективността на дросела. Струва си да се спомене, че лошо направената бобина може да генерира допълнителна топлина, което увеличава описания по-горе риск от прегряване на веригата.
Качеството на самата сърцевина също оказва голямо влияние върху загубата на мощност. Неравномерното изпълнение може да доведе до генериране на големи отклонения на действителните параметри спрямо номиналните стойности.
Дросели – правилен избор
Обобщавайки, дроселите се използват в устройства, които изискват потискане на внезапни промени на стойността на тока, филтриране на сигнали или защита срещу претоварване, причинено от хармонични токове. Поради много широкото приложение и специфичните за всяка бобина параметрите трябва да се обърне специално внимание на избора на подходящия елемент на веригата. Само дросел с подходяща индуктивност и проектиран за работи с определен ток може да изпълни изискванията. Следователно при избора на такива важни елементи на електронна верига не трябва да се ръководите единствено от икономически аспекти. Струва си да заложите на асортимент от доказани производители, който ще отговаря на изискванията за качество и ще позволи дългосрочна, безпроблемна работа.
Склад:
