Le induttanze CA sono ampiamente utilizzate in vari installazioni elettriche e nei circuiti dei dispositivi radio, ad esempio, nel ballast, nella limitazione della corrente, nei circuiti dell'antenna di potenti generatori, nei filtri passa-banda di potenti amplificatori, ecc. Ampia applicazione recentemente gli strozzatori hanno trovato una tecnica di modellazione.

Le strozzature sono fatte per essere incluse circuiti elettrici con potenza da più voltamper a con induttanza da 0,01 a correnti fino a 10 a. L'isolamento dello starter è progettato per vari significati tensione di esercizio consentita - fino a 2500 V per bassa tensione e superiore per alta tensione. Di seguito vengono considerate solo le induttanze monofase di bassa tensione.

L'induttore è fondamentalmente una bobina con un nucleo ferromagnetico che scorre con corrente alternata. Quest'ultimo aumenta notevolmente il campo magnetico. A parità di parametri, un'induttanza con nucleo ferromagnetico è incomparabilmente più compatta di una bobina senza nucleo. Sottolineiamo che, a parità di altre condizioni, reattanza induttiva maggiore è l'induttanza, migliori sono le proprietà magnetiche del ferromagnete, cioè maggiore è la sua permeabilità magnetica.

Tutte le caratteristiche dell'induttore sono determinate dalle proprietà del suo nucleo ferromagnetico.

Le caratteristiche corrente-tensione in questo caso possono essere vicine al lineare e possono essere notevolmente non lineari.

Le proprietà di un'induttanza non lineare sono diverse da quelle di un'induttanza lineare. Quindi, a una data frequenza, la resistenza di un induttore non lineare è un valore non costante, a seconda dell'entità della tensione applicata. Tipicamente, la reattanza induttiva dell'induttore è molto inferiore con un nucleo saturo che con un nucleo insaturo. La forma della curva della corrente che scorre attraverso l'avvolgimento di un'induttanza non lineare dipende dalla forma della curva della tensione applicata e dalla sua ampiezza. Se la tensione è sinusoidale e il nucleo è insaturo, la forma della curva di corrente è quasi sinusoidale, con un nucleo chiuso saturo, la corrente è non sinusoidale.

La non linearità dell'acceleratore in alcuni casi è un fattore indesiderabile. Allo stesso tempo, determina l'uso di un'induttanza in alcuni dispositivi della moderna automazione e dell'elettronica radio.

Una certa linearizzazione della caratteristica corrente-tensione dell'induttore può essere ottenuta se il suo circuito magnetico è realizzato con traferro non magnetico. L'induttore in questo caso diventa un elemento limitatamente lineare, la cui resistenza induttiva è costante quando la corrente dell'induttore cambia entro determinati limiti.

Si consiglia inoltre l'uso di un gap non magnetico per ottenere più energia magnetica nell'induttore. I circuiti magnetici delle induttanze delle apparecchiature elettroniche di solito hanno queste lacune. Il traferro non magnetico introduce una serie di funzioni nel funzionamento dell'acceleratore. In particolare, con essa si osserva anche il fenomeno di “allargamento”, o “buckling”, del flusso magnetico. Va sottolineato che anche un grande spazio vuoto nel circuito magnetico non rende l'induttore un elemento completamente lineare, poiché Energia elettrica, speso per coprire le perdite nel nucleo, non è proporzionale al quadrato della corrente. Quando si progetta vicino a induttanze lineari, si deve inevitabilmente tenere conto della non linearità del nucleo ferromagnetico.

In linea di principio, si dovrebbero distinguere tre tipi di induttanze: induttanze AC semplici, spesso chiamate induttanze a nucleo ferromagnetico, induttanze di livellamento per raddrizzatori e induttanze controllate, o induttanze di saturazione.

Di seguito vengono considerate solo semplici induttanze CA monofase a bassa potenza.

Riso. 1.1. Progettazioni tipiche di induttanze monofase di tipo aperto: a - blindate con un circuito magnetico a nastro; b - asta con anime a nastro e due bobine; c - toroidale; g - bromo con un'anima di lastre stampate; d - blindato con supporti in plastica.

Le induttanze, a seconda delle condizioni operative dell'apparecchiatura a cui sono destinate, possono essere suddivise in tre gruppi:

a) induttanze per apparecchiature funzionanti in condizioni normali (temperatura umidità);

b) induttanze per funzionamento a breve termine in condizioni diverse dal normale;

c) induttanze per apparecchiature elettroniche che funzionano a lungo in condizioni difficili - ad alte temperature ambiente(fino a) o in un clima tropicale con un'umidità del 98% e una temperatura di 40 ° C. Le bobine di arresto del primo gruppo hanno, di regola, struttura aperta, il secondo gruppo - aperto, impermeabile e il terzo - chiuso, solitamente sigillato. Le induttanze più tipiche di tipo aperto sono mostrate in fig. 1.1.

Le induttanze CA sono generalmente suddivise secondo i seguenti criteri:

a) in termini di potenza - bassa potenza (fino a) e potente (oltre);

b) per frequenza - industriale (50 Hz), aumentata (400-1000 Hz) e alta (oltre 1000 Hz);

c) secondo il progetto della linea elettrica - corazzato, asta e toroidale (nelle strozzature corazzate, il nucleo copre l'avvolgimento e in altri - viceversa);

Riso. 1.2. Rappresentazioni schematiche di tre tipi di induttanze: a - con nucleo ferromagnetico chiuso; b - con un circuito magnetico avente uno spazio vuoto; c - con circuito magnetico aperto.

d) secondo il progetto degli avvolgimenti - bobina, biscotto, ecc.;

e) in base al tipo di materiale dell'anima - da acciaio elettrico o da ferrite;

f) in base al materiale dell'avvolgimento - da un filo o da un foglio;

g) in base alla progettazione - aperto; aperto, ma impermeabile e chiuso.

Gli induttori si distinguono anche per il modo in cui è realizzato il circuito magnetico: con nucleo ferromagnetico chiuso;

con circuiti magnetici a traferro non magnetico e, infine, con circuiti magnetici completamente aperti (Fig. 1.2). Questi ultimi non sono discussi in questo libro.

Gli induttori possono anche essere suddivisi in base al tipo di caratteristica dell'amperaggio: linearizzato - con intercapedine nel circuito magnetico o con nucleo chiuso insaturo, e non lineari - senza intercapedine in un circuito magnetico saturo o con nucleo altamente saturo con a spacco. La non linearità dell'acceleratore a volte è regolata: quadratica, potenza, ecc.

Nessuna lampada a scarica fluorescente (lampada da casa o da ufficio, Lampione stradale) non funzionerà senza acceleratore. Questa è una specie di quencher o limitatore di tensione, che viene inserito nel bulbo di una lampada a scarica di gas. O meglio, sui suoi elettrodi. In linea di principio, questa parola è tradotta dal tedesco. Ma questa non è l'unica funzione di questo dispositivo. L'induttore crea anche una tensione di avviamento, necessaria per la formazione di una scarica elettrica tra gli elettrodi. Ecco come si accende sorgente luminescente Sveta. A proposito, la tensione di avviamento è a breve termine, della durata di una frazione di secondo. Quindi, uno starter è un dispositivo che è responsabile sia dell'accensione della lampada che della sua lavoro normale.

Acceleratore: un dispositivo responsabile del normale funzionamento delle lampade

Principio di funzionamento

È necessario effettuare immediatamente una prenotazione sul fatto che il principio di funzionamento di questo dispositivo si basi sull'autoinduzione della bobina. Se consideriamo il dispositivo di arresto, questa è una normale bobina che funziona come un trasformatore elettrico. Cioè, puoi tranquillamente usare il termine trasformatore di arresto in una conversazione. Sebbene il design contenga solo un avvolgimento.

La bobina, infatti, è un nucleo di piastre di acciaio o ferromagnetiche isolate l'una dall'altra. Questo viene fatto specificamente in modo che non si formino correnti di Foucault, che creano grandi interferenze. Questa bobina ha un'induttanza molto alta. Allo stesso tempo, agisce effettivamente come una potente barriera di contenimento quando la tensione nella rete diminuisce, e soprattutto quando cresce fortemente.

Ma è questo design che è considerato a bassa frequenza. Perché ha un nome così? Il fatto è che la corrente alternata che entra reti domestiche- questa è una vasta gamma di fluttuazioni: da uno a un miliardo di hertz e oltre. I limiti dell'intervallo sono molto ampi, quindi, in modo puramente condizionale, le fluttuazioni sono divise in tre gruppi:

• Le basse frequenze, chiamate anche suono, hanno una gamma di oscillazioni da 20 Hz a 20 kHz.
• Frequenze ultrasoniche: da 20 kHz a 100 kHz.
• Frequenze ultra alte: oltre 100 kHz.

Quindi il design sopra è un trasformatore di induttanza a bassa frequenza. Per quanto riguarda i dispositivi ad alta frequenza, il loro design si distingue per l'assenza di un nucleo. Invece di loro, come base dell'avvolgimento filo di rame, vengono utilizzati telai in plastica o resistori convenzionali. In questo caso, il trasformatore di induttanza stesso è un avvolgimento sezionale (multistrato).

Secondo il dispositivo, l'induttanza è una normale bobina che funziona come un trasformatore elettrico.

Le bobine di arresto sono calcolate con molta attenzione in base ai parametri impostati che supporteranno il funzionamento delle lampade. luce del giorno. Ciò è particolarmente vero per l'inizio del bagliore, dove è necessario perforare il mezzo gassoso con una scarica. Richiesto qui alta tensione. Dopodiché, il dispositivo, al contrario, diventa un dispositivo di contenzione. Dopotutto, affinché la lampada si illumini, non è necessaria molta tensione. Da qui l'economicità di lampade di questo tipo.

Nucleo di strozzatura

Il materiale di base è rappresentato anche da diversi elementi. La sua scelta è alla base delle dimensioni dell'acceleratore stesso. Ad esempio, un nucleo magnetico è un'opportunità per ridurre al minimo le dimensioni dell'induttore. In questo caso, gli indicatori di induttanza non cambiano.

L'opzione migliore per i dispositivi ad alta frequenza sono i nuclei realizzati in leghe magnetodielettriche o ferrite. A proposito, sono le leghe che consentono di utilizzare anime di questo tipo in quasi tutte le gamme.

Caratteristiche

È necessario scegliere un'induttanza del trasformatore in base a diverse caratteristiche, la principale delle quali è l'induttanza (misurata in Henry H). Ma oltre a questo, ce ne sono altri:

• Resistenza. Tenuto conto in corrente continua.
• Cambio di tensione (ammesso).
• Corrente di polarizzazione, si applica il valore nominale.

Tipo di strozzature

Le lampade fluorescenti sono presentate sul mercato in un vasto assortimento. E ogni tipo di lampada fluorescente ha il proprio trasformatore di induttanza. Ad esempio, una lampada DRL e DNAT non può essere accesa dallo stesso tipo di acceleratore. Riguarda i diversi parametri di avvio e mantenimento della combustione. Qui, la tensione è diversa e la forza attuale.

Ma la lampada MGL può funzionare anche dall'acceleratore Lampade DRL, e da DNAT. Ma c'è un momento. La luminosità del bagliore di questa sorgente luminosa dipenderà dalla tensione applicata. sì e Temperatura colorata sarà diverso.

Attenzione! Qualsiasi trasformatore induttore in termini di durata "sopravviverà" a diverse lampade. Naturalmente, con la riserva che il funzionamento della lampada venga eseguito correttamente.

Ma devi tenere conto del fatto che la lampada "invecchia" nel corso degli anni. Su elettrodi di tungsteno lampade fluorescenti luce del giorno, viene applicata una speciale pasta di metallo alcalino. Quindi questa pasta evapora gradualmente, gli elettrodi sono esposti, il che significa che la tensione aumenta, il che porta al surriscaldamento dell'induttore. Il risultato finale può essere due opzioni:

1. Ci sarà un'interruzione nell'avvolgimento della bobina, che interromperà l'alimentazione di tensione agli elettrodi.
2. La bobina si chiuderà. E questo è il collegamento della lampada direttamente alla rete AC. La lampada si brucerà - questo è certo, o potrebbe esplodere, il che comporterà danni alla lampada nel suo insieme.

Pertanto, consiglio: non aspettare che la lampada stessa si esaurisca. Esiste un programma di sostituzione speciale, determinato dal produttore e che deve essere rigorosamente rispettato. Elettricisti esperti durante la manutenzione preventiva devono controllare questi dispositivi di illuminazione per un parametro di tensione. Se si avvicina al limite della norma, la lampada viene cambiata anche prima della durata. È meglio sostituire una lampada economica rispetto a un costoso trasformatore induttore.

Aggiungiamo che oggi i produttori offrono sistemi di protezione migliorati per le lampade fluorescenti. Al loro design sono stati aggiunti interruttori automatici di sicurezza, che vengono attivati ​​da un aumento della tensione all'interno della sorgente luminosa a scarica di gas.

Separazione per scopo

Tutte le induttanze, infatti, sono divise in due gruppi principali, come le lampade in cui sono installate.

1. Monofase. Sono utilizzati nelle lampade per uso domestico e da ufficio con connessione a una rete a 220 volt.
2. Trifase. Collegarsi a una rete a 380 volt. Questi includono lampade DRL e DNAT.

A seconda del luogo di installazione, anche questi dispositivi sono divisi in due gruppi:

1. Incorporato. Sono anche chiamati aperti. Tali induttanze sono installate nell'alloggiamento della lampada, che lo protegge da umidità, polvere e vento.
2. Chiuso (sigillato, impermeabile). Questi dispositivi hanno una scatola speciale che li protegge. Tali modelli possono essere installati all'aperto sotto il cielo aperto.

Analoghi elettronici

La maggior parte delle strozzature sono dispositivi abbastanza grandi. Per ridurne le dimensioni, ma allo stesso tempo non modificare i parametri, è necessario sostituire l'induttore con uno stabilizzatore a semiconduttore, che, in linea di principio, è un transistor ad alta potenza. Cioè, alla fine, si ottiene uno starter elettronico.

Infatti, il transistor installato stabilizza i picchi di tensione (fluttuazioni), ne riduce l'ondulazione. Ma bisogna tener conto del fatto che l'induttanza elettronica è pur sempre un dispositivo a semiconduttore. Quindi non ha senso usarlo in dispositivi ad alta frequenza.

Come molti dispositivi elettronici, le induttanze sono contrassegnate in base ai loro parametri. Questa è un'abbreviazione piuttosto complicata che sarà incomprensibile per gli elettricisti inesperti. Pertanto, è stata introdotta la codifica a colori. Cioè, sul dispositivo vengono applicati diversi anelli colorati, che determinano l'induttanza del dispositivo. I primi due anelli sono l'induttanza nominale, il terzo è il moltiplicatore, il quarto è la tolleranza.

Attenzione! Se ci sono solo tre anelli colorati sull'acceleratore, per impostazione predefinita si presume che la sua tolleranza sia del 20%.

La codifica a colori è conveniente, soprattutto per coloro che stanno iniziando a comprendere il campo dell'elettronica. Con il suo aiuto, puoi selezionare con precisione i parametri dei dispositivi installati (transistor, induttanza elettronica, resistore e così via).

Conclusione sull'argomento

Abbiamo quindi determinato il valore dell'acceleratore, il suo dispositivo, il principio di funzionamento e la classificazione. Come mostra la pratica, questo dispositivo può funzionare per decenni se la lampada stessa viene utilizzata correttamente. Anche le maggiori sovratensioni sono perfettamente smorzate dall'induttanza. E, quindi, la lampada brillerà a lungo e senza problemi.

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Questo materiale riguarda vari tipi avvolgimenti fabbricati dai prodotti di avvolgimento dell'industria.

Un aumento della frequenza operativa e della potenza dei convertitori porta al fatto che il numero di giri del trasformatore diminuisce e non possono riempire l'intero strato lungo la larghezza dell'avvolgimento. In questo caso, invece di filo di avvolgimentoè meglio usare un foglio e la sua larghezza è scelta in modo tale da riempire l'intero strato in larghezza. Ciò è necessario per ridurre l'induttanza di dispersione dell'avvolgimento. Il numero di strati di pellicola coincide con il numero di giri e resta solo da scegliere lo spessore della pellicola. Nei trasduttori a bassa frequenza, lo spessore della lamina può essere scelto per riempire l'intera finestra. Ciò riduce la resistenza ohmica dell'avvolgimento e, di conseguenza, le perdite in esso contenute. Tuttavia, nei convertitori ad alta frequenza questa regola non è più valida a causa dell'effetto pelle. Quando si valuta l'influenza dell'effetto pelle, è necessario tenere conto della forma della corrente, che in alcune topologie di convertitori può differire significativamente da quella sinusoidale, ad esempio in un convertitore a ponte (vedi Fig. Riso. uno). Il valore dell'induttanza e della capacità del filtro in questa figura viene scelto per i valori di ingresso e uscita mostrati per corrente e tensione mostrati nello stesso posto.

Riso. 1. Convertitore a ponte

Riso. 2. Finestra del trasformatore su nucleo EC70

Sul figura 2 la finestra del trasformatore è mostrata su un nucleo EC70, gli avvolgimenti primario e secondario sono costituiti da quattro strati di lamina ciascuno. La figura mostra che l'avvolgimento riempie l'intera finestra, ma è improbabile che in un vero trasformatore ad alta frequenza il numero di strati e lo spessore della lamina siano così grandi da riempire l'intera finestra.
Prima di scegliere lo spessore della lamina, è necessario determinare le correnti negli avvolgimenti e il contenuto armonico della corrente. Il modo migliore per farlo è con un simulatore e allo stesso tempo assicurarsi che non ci siano oscillazioni pronunciate nel convertitore in stato stazionario con un anello di retroazione chiuso. La simulazione può essere eseguita, ad esempio, utilizzando POWER 4-5-6 . I grafici mostrano i risultati della simulazione.

Riso. 3. Forma d'onda corrente avvolgimento primario trasformatore a ponte

Sul figura 3 mostra la corrente dell'avvolgimento primario del trasformatore a ponte (vedi Fig. Riso. uno) e il suo contenuto armonico alla massima tensione di ingresso e al massimo carico. Ovviamente non c'è una componente di corrente continua, la frequenza dell'armonica fondamentale è di 50 kHz. Inoltre, lo spettro contiene due armoniche dispari con una frequenza di 150 e 250 kHz. Sul figura 4 mostra la corrente di uno dei semiavvolgimenti secondari. Viene data la corrente di induttanza del filtro figura 5. Valore più alto ha una componente costante e un ripple di corrente con una doppia frequenza di funzionamento.

Riso. 4. Corrente del semiavvolgimento secondario del trasformatore a ponte

Riso. 5. Corrente di induttanza del filtro a ponte

La scelta dello spessore della lamina dipende dall'entità della componente CC della corrente e dal valore delle armoniche delle componenti CA, nonché dall'entità delle perdite ammissibili negli avvolgimenti.

I metodi matematici di analisi sono complessi e non hanno una soluzione analitica. Può essere utilizzato per l'analisi delle curve di Dowell , ma questo metodo è piuttosto noioso e ingombrante.

Riso. 6. Risultati del calcolo al simulatore

I risultati del calcolo sono presentati su figura 6. Mostra i grafici della perdita rispetto allo spessore della lamina per gli avvolgimenti primari e secondari del trasformatore e per l'avvolgimento dell'induttore del filtro. Si noti che i grafici per gli avvolgimenti del trasformatore hanno estremi del tipo minimo, ma per l'avvolgimento dell'induttore no.

Per l'avvolgimento primario del trasformatore, le perdite minime si osservano con uno spessore della lamina di 0,35 della profondità di penetrazione, che è di circa 0,2 mm. Dal momento che le correnti avvolgimento secondario contengono una significativa componente continua, per l'avvolgimento secondario lo spessore nominale della lamina è maggiore e uguale a circa la metà della profondità di penetrazione ad una frequenza operativa di 50 kHz.

Riso. Fig. 7. Finestra del trasformatore con avvolgimento a lamina con uno spessore selezionato in base ai risultati del calcolo

Sul figura 7 mostra una finestra del trasformatore con un avvolgimento a lamina con lo spessore sopra indicato. Come puoi vedere, il riempimento delle finestre è inferiore al 20%. Con un piccolo riempimento della finestra, l'induttanza di dispersione aumenta. Per ridurlo, è possibile complicare l'avvolgimento alternando lo strato primario e quello secondario. Tuttavia, in questo caso, in primo luogo, aumenterà il costo e, in secondo luogo, aumenterà la capacità di trasmissione. Puoi anche usare il metodo di avvolgimento a sandwich .

Poiché l'avvolgimento dell'induttore è diverso dall'avvolgimento del trasformatore, perché Nell'avvolgimento dell'induttore, flussi principalmente di corrente continua, è possibile aumentare lo spessore della lamina dell'avvolgimento e ridurre al minimo le perdite in essa. In questo caso, lo spessore della lamina è stato scelto per essere 0,7 mm, che è 3,4 volte lo spessore di penetrazione a 100 kHz. In questo caso, la finestra di strozzatura con il nucleo RM12 è completamente riempita.

Il design delle strozzature è piuttosto vario. La scelta del tipo di induttanza dipende dall'applicazione. Oltre ai parametri ovvi - induttanza, corrente massima, corrente di saturazione, è necessario tenere conto anche della composizione armonica delle correnti, perché perdite dell'induttore corrente alternata significativamente superiore alle perdite in corrente continua.

Se è necessaria un'induttanza per il circuito corrente continua dove la quantità di ondulazione di corrente è piccola, è possibile utilizzare un'induttanza del nucleo del tamburo (nucleo del tamburo). Ha preso il nome a causa della somiglianza esterna con il corrispondente strumento a percussione. Il nucleo a basso profilo di un tale strozzatore è costituito da due dischi piatti in alto e in basso e un'asta stretta tra di loro. La caratteristica del design fornisce più corrente senza saturazione del nucleo rispetto a un'induttanza toroidale.

Riso. 8. Strozzatore con anima del tamburo

Tuttavia, come si può vedere da figura 8, che mostra un nucleo con un avvolgimento, l'uso di tale induttanza in un circuito CA o CC con grandi ondulazioni è indesiderabile, poiché le perdite CA sono elevate a causa dell'effetto di prossimità in un avvolgimento multistrato.

Tali strozzatori sono attualmente prodotti da molte aziende. Tra questi c'è Ferroxcube, un'azienda poco conosciuta in Russia che produce anime in miniatura del tipo a tamburo con un'altezza di 0,8-3 mm e un diametro di 3,5-8 mm da un nuovo tipo di ferrite ZS92 . La frequenza massima per la quale questo materiale è progettato raggiunge i 400 kHz, l'induzione di saturazione a 25 °C è 0,47 T e la densità di potenza a 100 °C, una frequenza di 100 kHz e un'induzione di 0,2 T raggiunge 350 kW / m 3 .

Ma il principale "punto culminante" di questa ferrite sono le sue buone proprietà di temperatura. Alla temperatura di 175°C l'induttanza di un'induttanza con tale nucleo si dimezzerà solo, mentre per le ferriti MnZn tradizionali scenderà al 10% di quella iniziale. I vantaggi delle ferriti ZS92 rispetto a quelle tradizionali iniziano a manifestarsi ad una temperatura di circa 120°C.

Riso. 9. Induttori testati nell'esperimento di West Coast Magnetics

Nei convertitori di oggi, viene spesso utilizzato uno strozzatore a lamina piatta (vedi strozzatore all'estrema destra su Riso. 9). Uno strozzatore con un tale avvolgimento è considerato in dettaglio in . Nello stesso luogo è stato effettuato un calcolo comparativo dei parametri delle strozzature con avvolgimento a spirale e strozzatura con avvolgimento tradizionale a lamina.

Da questo calcolo ne consegue che a una frequenza di 400 kHz, il rapporto tra la resistenza dell'avvolgimento a corrente alternata e continua per un'induttanza a spirale è R AC \u003d 20,2R DC e per un'induttanza con un avvolgimento a lamina convenzionale R AC \u003d] 0] R CC. In questo caso, nel primo caso, il valore della resistenza era di circa 11,6 mOhm e nel secondo caso superava i 62 mOhm. Viene spiegato il vantaggio dello strozzatore a spirale lunga distanza tra gli strati. Nell'esempio sopra, era 4 mm, che è circa 38 volte la profondità di penetrazione a 400 kHz. In questo caso, l'effetto di prossimità praticamente non appare, quindi la resistenza dell'avvolgimento sulla corrente alternata diminuisce.

Il vantaggio di un induttore a spirale è confermato anche in. In questo lavoro sono state studiate le induttanze per il rifasatore. Sono stati testati induttanze elicoidali, induttanze convenzionali a lamina e induttanze a filo avvolto. La resistenza minima R DC \u003d 2,92 mOhm si è rivelata in un'induttanza con un avvolgimento a spirale, per le altre due induttanze il valore di resistenza era di 3,92 mOhm. In tutti i casi, gli avvolgimenti erano costituiti da 16 giri.

Un interessante esperimento è stato condotto presso la West Coast Magnetics . Gli ingegneri di questa azienda hanno condotto test comparativi di quattro tipi di induttanze (vedi. Riso. 9), progettato per convertitori con una potenza di 1-100 kW. Da sinistra a destra in questa figura si trovano i seguenti dispositivi.

Induttore su nucleo a forma di E con intercapedine di ferrite di zinco con avvolgimento di sei strati di lamina di rame, realizzato secondo la tecnologia proprietaria dell'azienda. La permeabilità magnetica iniziale della ferrite è 2000. L'area della sezione trasversale dell'avvolgimento dell'induttore è 31600 mil circolari (mil circolare è uguale all'area di un cerchio con un diametro di 1 mil, o 5,07-10 -4 mm2 ).
- Induttanza toroidale ferro-nichel a bassa permeabilità con 13 spire di filo 10 AWG.
- Induttanza toroidale ferro-nichel ad alto contenuto di ferro e avvolgimento bifilare 10 spire di filo 7 AWG.
- Acquistato strozzatori con avvolgimento a spirale piatta. Nell'esperimento sono state utilizzate due strozzature di questo tipo: con 22 spire e una sezione di avvolgimento di 22600 mil circolari e con 12 spire con una sezione di avvolgimento di 38200 mil circolari. Le prove sono state effettuate in corrente
65 A, l'induttanza minima delle induttanze a questa corrente era di almeno 10 μH. Il circuito di prova era abbastanza semplice: un circuito LC risonante: due condensatori collegati in serie con una capacità di 0,1 F erano collegati in parallelo con l'induttanza con un piccolo equivalente resistenza in serie(ESR). I risultati dell'esperimento sono mostrati in Figura 10 con grafici delle perdite nell'induttore a seconda dell'ampiezza delle ondulazioni di corrente a frequenze di 100 e 250 kHz. In questa figura viene adottata la seguente notazione per i grafici.

1 - strozzatura su un nucleo a forma di W;
2 - induttore su nucleo toroidale ad alto contenuto di ferro;
3 - strozzatore con avvolgimento a spirale di 12 giri;
4 - strozzatura su anima toroidale in lega ferro-nichel;
5 - strozzatore con un avvolgimento a spirale di 22 giri.

Come si può vedere dai risultati dell'esperimento, le perdite più piccole sono state osservate nella strozzatura, prodotta secondo la tecnologia proprietaria di West Coast Magnetics. Buoni risultati con una piccola ampiezza di pulsazioni e una strozzatura con un avvolgimento a spirale di 12 giri, tuttavia, con un aumento dell'ampiezza delle pulsazioni, inizia a cedere alle strozzature sui nuclei toroidali. Sono comprensibili grandi perdite in uno starter con un avvolgimento a spirale di 22 giri: con un aumento del loro numero, la distanza tra gli strati è diminuita e l'influenza dell'effetto di prossimità è aumentata.

Si noti che in due dei tre esempi forniti nell'articolo, lo strozzatore con avvolgimento elicoidale ha sovraperformato il tradizionale strozzatore con avvolgimento a lamina. Tuttavia, in questi esempi, il confronto è stato effettuato in base alla resistenza degli avvolgimenti per corrente alternata e continua, e nel terzo esempio si trattava di un esperimento in scala reale in cui le induttanze sono state testate in un circuito funzionante, ad es. Oltre alle perdite nell'avvolgimento, sono state prese in considerazione anche le perdite nel nucleo. Inoltre, ai test hanno preso parte strozzature con un numero diverso di giri e la strozzatura della West Coast Magnetics aveva il numero più piccolo, il che, molto probabilmente, ne ha ampiamente predeterminato i risultati.

Sulla base del test di induttanze di vari produttori, non è ancora possibile trarre conclusioni sul vantaggio dell'uno o dell'altro tipo di avvolgimento. Ad esempio, le ultime strozzature a spirale di Coilcraft, che non sono state testate, sembrano molto promettenti.
Tuttavia, da questo articolo si possono trarre alcune conclusioni.

Le induttanze del tamburo a basso profilo sono utilizzate al meglio nei circuiti CC con un'ampiezza di ondulazione ridotta.
- Le induttanze a spirale piatta sono adatte per l'uso in circuiti in cui l'ondulazione di corrente non supera il 5-10%.
- Nei circuiti con una grande ampiezza di ondulazione, ad esempio nei convertitori risonanti, è preferibile utilizzare induttanze con un'altezza del nucleo grande, perché questo riduce il numero di strati di avvolgimento. Vincere nei test dell'induttore West Coast Magnetics di propria progettazione è in gran parte dovuto al minor numero di strati di avvolgimento: sei.
- Se viene utilizzato un nucleo con un traferro non magnetico, per evitare effetti sui bordi, è opportuno rimuovere questo spazio dai conduttori dell'avvolgimento.