AC chokes ใช้กันอย่างแพร่หลายในต่างๆ การติดตั้งไฟฟ้าและในวงจรของอุปกรณ์วิทยุ เช่น ในบัลลาสต์ การจำกัดกระแส ในวงจรเสาอากาศของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ทรงพลัง ในตัวกรองแบนด์พาสของแอมพลิฟายเออร์ทรงพลัง ฯลฯ ประยุกต์กว้างเมื่อเร็ว ๆ นี้ chokes ได้พบเทคนิคการสร้างแบบจำลอง

โช้คถูกทำขึ้นเพื่อรวมใน วงจรไฟฟ้าที่มีกำลังตั้งแต่โวลแอมแปร์หลายตัวไปจนถึงมีความเหนี่ยวนำตั้งแต่ 0.01 ถึงกระแสตั้งแต่สูงถึง 10 a ฉนวนโช๊คถูกออกแบบมาสำหรับ ความหมายต่างๆแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาต - สูงถึง 2500 V สำหรับแรงดันต่ำและสูงกว่าสำหรับแรงดันสูง ต่อไปนี้ จะพิจารณาเฉพาะโช้กเฟสเดียวแรงดันต่ำเท่านั้น

ตัวเหนี่ยวนำนั้นเป็นขดลวดที่มีแกนเฟอร์โรแมกเนติกซึ่งไหลไปรอบ ๆ ด้วยกระแสสลับ หลังเพิ่มสนามแม่เหล็กอย่างรวดเร็ว ด้วยพารามิเตอร์เดียวกัน โช้คที่มีแกนเฟอร์โรแมกเนติกจึงมีขนาดกะทัดรัดกว่าคอยล์ที่ไม่มีแกนอย่างหาที่เปรียบมิได้ เราเน้นว่า สิ่งอื่น ๆ ที่เท่าเทียมกัน ปฏิกิริยาอุปนัยยิ่งโช้กมากเท่าใด คุณสมบัติทางแม่เหล็กของเฟอร์โรแม่เหล็กก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น กล่าวคือ ยิ่งมีการซึมผ่านของแม่เหล็กมากเท่านั้น

ลักษณะทั้งหมดของตัวเหนี่ยวนำถูกกำหนดโดยคุณสมบัติของแกนเฟอร์โรแมกเนติก

ลักษณะเฉพาะของแรงดันกระแสในกรณีนี้อาจใกล้เคียงกับเชิงเส้น และอาจไม่เป็นเชิงเส้นอย่างมีนัยสำคัญ

คุณสมบัติของโช้กแบบไม่เชิงเส้นนั้นแตกต่างจากโช้กเชิงเส้น ดังนั้นที่ความถี่ที่กำหนด ความต้านทานของตัวเหนี่ยวนำที่ไม่เป็นเชิงเส้นจึงเป็นค่าที่ไม่คงที่ ขึ้นอยู่กับขนาดของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ โดยทั่วไปแล้ว ค่ารีแอกแตนซ์เชิงอุปนัยของตัวเหนี่ยวนำจะน้อยกว่ามากเมื่อมีความอิ่มตัวมากกว่าแกนที่ไม่อิ่มตัว รูปร่างของเส้นโค้งของกระแสที่ไหลผ่านขดลวดของโช้กที่ไม่เป็นเชิงเส้นขึ้นอยู่กับรูปร่างของเส้นโค้งของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้และขนาดของมัน ถ้าแรงดันไฟฟ้าเป็นไซน์และแกนกลางไม่อิ่มตัว รูปร่างของเส้นโค้งปัจจุบันเกือบจะเป็นไซนัส โดยที่แกนปิดอิ่มตัว กระแสจะไม่เป็นไซนูซอยด์

ความไม่เป็นเชิงเส้นของเค้นในบางกรณีเป็นปัจจัยที่ไม่พึงประสงค์ ในขณะเดียวกันก็กำหนดการใช้โช้คในอุปกรณ์ระบบอัตโนมัติที่ทันสมัยและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์วิทยุ

การทำให้เป็นเส้นตรงของคุณสมบัติแรงดันกระแสของตัวเหนี่ยวนำสามารถรับได้หากวงจรแม่เหล็กทำด้วยช่องว่างที่ไม่ใช่แม่เหล็ก ตัวเหนี่ยวนำในกรณีนี้จะกลายเป็นองค์ประกอบเชิงเส้นที่ จำกัด ซึ่งความต้านทานอุปนัยจะคงที่เมื่อกระแสของตัวเหนี่ยวนำเปลี่ยนแปลงภายในขอบเขตที่แน่นอน

แนะนำให้ใช้ช่องว่างที่ไม่ใช่แม่เหล็กเพื่อให้ได้พลังงานแม่เหล็กในตัวเหนี่ยวนำมากขึ้น วงจรแม่เหล็กของโช้กของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มักจะมีช่องว่างเหล่านี้ ช่องว่างที่ไม่ใช่แม่เหล็กจะแนะนำคุณลักษณะหลายอย่างในการทำงานของคันเร่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งด้วยปรากฏการณ์ "ขยาย" หรือ "โก่ง" ของฟลักซ์แม่เหล็กก็สังเกตเห็นเช่นกัน ควรสังเกตว่าแม้ช่องว่างขนาดใหญ่ในวงจรแม่เหล็กก็ไม่ได้ทำให้ตัวเหนี่ยวนำเป็นองค์ประกอบเชิงเส้นอย่างสมบูรณ์เนื่องจาก พลังงานไฟฟ้าที่ใช้เพื่อชดเชยความสูญเสียในแกนกลาง ไม่เป็นสัดส่วนกับกำลังสองของกระแส เมื่อออกแบบให้ใกล้เคียงกับโช้กเชิงเส้น ต้องคำนึงถึงความไม่เป็นเชิงเส้นของแกนเฟอร์โรแมกเนติกอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

โดยหลักการแล้ว ควรแยกความแตกต่างของโช้กสามประเภท: โช้ก AC ธรรมดา มักเรียกว่าตัวเหนี่ยวนำแกนเฟอร์โรแมกเนติก โช้กปรับให้เรียบสำหรับวงจรเรียงกระแส และโช้กควบคุม หรือโช้กความอิ่มตัว

เฉพาะโช้ก AC แบบไฟต่ำแบบเฟสเดียวแบบง่ายเท่านั้นที่พิจารณาด้านล่าง

ข้าว. 1.1. การออกแบบทั่วไปของโช้กเฟสเดียวแบบเปิด: a - หุ้มด้วยวงจรแม่เหล็กแบบเทป b - คันที่มีแกนเทปและสองขดลวด c - toroidal; g - โบรมีนที่มีแกนของแผ่นประทับตรา d - หุ้มเกราะด้วยตัวยึดพลาสติก

โช้คขึ้นอยู่กับสภาพการทำงานของอุปกรณ์ที่ตั้งใจไว้สามารถแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม:

ก) โช้กสำหรับอุปกรณ์ที่ทำงานภายใต้สภาวะปกติ (ความชื้นอุณหภูมิ)

ข) โช้คสำหรับการทำงานระยะสั้นภายใต้เงื่อนไขอื่นนอกเหนือจากปกติ

c) โช้กสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทำงานเป็นเวลานานในสภาวะที่ยากลำบาก - ที่อุณหภูมิสูง สิ่งแวดล้อม(มากถึง) หรือในสภาพอากาศเขตร้อนที่มีความชื้น 98% และอุณหภูมิ 40 ° C สำลักของกลุ่มแรกมีตามกฎ โครงสร้างเปิด, กลุ่มที่สอง - เปิด, กันน้ำและกลุ่มที่สาม - ปิด, มักจะปิดผนึก โช้กแบบเปิดทั่วไปส่วนใหญ่แสดงในรูปที่ 1.1.

AC chokes มักจะแบ่งตามเกณฑ์ต่อไปนี้:

ก) ในแง่ของพลังงาน - พลังงานต่ำ (สูงสุด) และทรงพลัง (มากกว่า);

b) ตามความถี่ - อุตสาหกรรม (50 Hz), เพิ่มขึ้น (400-1000 Hz) และสูง (มากกว่า 1,000 Hz);

c) ตามการออกแบบของสายไฟ - หุ้มเกราะ, ก้านและ toroidal (ในโช้กหุ้มเกราะ, แกนกลางครอบคลุมขดลวดและอื่น ๆ - ในทางกลับกัน);

ข้าว. 1.2. การแสดงแผนผังของโช้กสามประเภท: a - มีแกนเฟอร์โรแมกเนติกแบบปิด; b - ด้วยวงจรแม่เหล็กที่มีช่องว่าง c - ด้วยวงจรแม่เหล็กเปิด

d) ตามการออกแบบของขดลวด - ม้วน, บิสกิต, ฯลฯ .;

จ) ตามประเภทของวัสดุหลัก - จากเหล็กไฟฟ้าหรือจากเฟอร์ไรท์

f) ตามวัสดุของขดลวด - จากลวดหรือจากฟอยล์

g) โดยการออกแบบ - เปิด; เปิดแต่กันน้ำและปิด

ตัวเหนี่ยวนำยังสามารถแยกแยะได้ด้วยวิธีการสร้างวงจรแม่เหล็ก: ด้วยแกนแม่เหล็กแบบปิด

กับวงจรแม่เหล็กที่มีช่องว่างที่ไม่ใช่แม่เหล็กและสุดท้ายด้วยวงจรแม่เหล็กเปิดอย่างสมบูรณ์ (รูปที่ 1.2) หลังไม่ได้กล่าวถึงในหนังสือเล่มนี้

ตัวเหนี่ยวนำยังสามารถแบ่งย่อยตามประเภทของลักษณะแอมแปร์: เชิงเส้น - มีช่องว่างในวงจรแม่เหล็กหรือมีแกนปิดที่ไม่อิ่มตัวและไม่เป็นเชิงเส้น - ไม่มีช่องว่างในวงจรแม่เหล็กอิ่มตัวหรือแกนที่มีความอิ่มตัวสูงที่มี ช่องว่าง ความไม่เป็นเชิงเส้นของปีกผีเสื้อถูกควบคุมในบางครั้ง: กำลังสอง กำลัง ฯลฯ

ไม่มีหลอดฟลูออเรสเซนต์ (โคมไฟในครัวเรือนหรือสำนักงาน ไฟถนน) จะไม่ทำงานหากไม่มีเค้น นี่คือเครื่องดับหรือตัว จำกัด แรงดันไฟฟ้าซึ่งถูกป้อนเข้าไปในหลอดไฟของหลอดปล่อยก๊าซ หรือมากกว่าบนอิเล็กโทรด โดยหลักการแล้ว คำนี้แปลมาจากภาษาเยอรมัน แต่นี่ไม่ใช่ฟังก์ชันเดียวของอุปกรณ์นี้ ตัวเหนี่ยวนำยังสร้างแรงดันเริ่มต้น ซึ่งจำเป็นสำหรับการก่อตัวของการคายประจุไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรด อย่างนี้นี่เอง แหล่งกำเนิดแสงสเวต้า. อย่างไรก็ตาม แรงดันเริ่มต้นนั้นอยู่ในระยะสั้น ใช้เวลาเพียงเสี้ยววินาที ดังนั้นโช้คจึงเป็นอุปกรณ์ที่รับผิดชอบทั้งการเปิดไฟและการทำงานของ ทำงานปกติ.

คันเร่ง - อุปกรณ์ที่รับผิดชอบการทำงานปกติของหลอดไฟ

หลักการทำงาน

จำเป็นต้องจองทันทีว่าหลักการทำงานของอุปกรณ์นี้ขึ้นอยู่กับการเหนี่ยวนำตนเองของขดลวด ถ้าเราพิจารณาอุปกรณ์โช้ค นี่คือขดลวดธรรมดาที่ทำงานเหมือนหม้อแปลงไฟฟ้า นั่นคือคุณสามารถใช้คำว่า choke transformer ในการสนทนาได้อย่างปลอดภัย แม้ว่าการออกแบบจะมีเพียงขดลวดเดียว

อันที่จริงขดลวดเป็นแกนของเหล็กหรือแผ่นเฟอร์โรแมกเนติกที่แยกออกจากกัน สิ่งนี้ทำโดยเฉพาะเพื่อไม่ให้กระแสฟูโกต์ก่อตัวซึ่งก่อให้เกิดการรบกวนอย่างมาก ขดลวดนี้มีความเหนี่ยวนำสูงมาก ในเวลาเดียวกัน มันทำหน้าที่เป็นเครื่องกีดขวางที่ทรงพลังจริง ๆ เมื่อแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายลดลง และโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมันเพิ่มขึ้นอย่างมาก

แต่มันคือการออกแบบนี้ที่ถือว่าเป็นความถี่ต่ำ ทำไมเธอถึงมีชื่อเช่นนี้? ก็คือกระแสสลับที่ไหลเข้า เครือข่ายในครัวเรือน- นี่คือความผันผวนที่หลากหลาย: ตั้งแต่หนึ่งถึงพันล้านเฮิรตซ์ขึ้นไป ขีด จำกัด ของช่วงมีขนาดใหญ่มากดังนั้นความผันผวนตามเงื่อนไขอย่างหมดจดจึงแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม:

• ความถี่ต่ำเรียกอีกอย่างว่าเสียงมีช่วงของการสั่นตั้งแต่ 20 Hz ถึง 20 kHz
• ความถี่อัลตราโซนิก: 20 kHz ถึง 100 kHz
• ความถี่สูงพิเศษ: มากกว่า 100 kHz

ดังนั้นการออกแบบข้างต้นจึงเป็นหม้อแปลงโช้คความถี่ต่ำ สำหรับอุปกรณ์ความถี่สูงการออกแบบนั้นแตกต่างจากการไม่มีคอร์ แทนที่จะเป็นพื้นฐานของคดเคี้ยว ลวดทองแดง, ใช้โครงพลาสติกหรือตัวต้านทานแบบธรรมดา ในกรณีนี้ ตัวหม้อแปลงโช้คนั้นเป็นขดลวดแบบตัดขวาง (หลายชั้น)

ตามอุปกรณ์ โช๊คเป็นคอยล์ธรรมดาที่ทำงานเหมือนหม้อแปลงไฟฟ้า

โช้คได้รับการคำนวณอย่างระมัดระวังตามพารามิเตอร์ที่ตั้งไว้ซึ่งจะช่วยสนับสนุนการทำงานของหลอดไฟ กลางวัน. โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงเริ่มต้นของการเรืองแสงซึ่งจำเป็นต้องเจาะตัวกลางที่เป็นก๊าซด้วยการปลดปล่อย จำเป็นที่นี่ ไฟฟ้าแรงสูง. หลังจากนั้นอุปกรณ์จะกลายเป็นอุปกรณ์ควบคุม ท้ายที่สุดเพื่อให้หลอดไฟเรืองแสงไม่จำเป็นต้องใช้แรงดันไฟฟ้าจำนวนมาก ดังนั้นความคุ้มค่าของหลอดไฟประเภทนี้

แกนโช๊ค

วัสดุหลักยังแสดงด้วยหลายรายการ ทางเลือกของเขารองรับขนาดของคันเร่งเอง ตัวอย่างเช่น แกนแม่เหล็กเป็นโอกาสในการลดขนาดของตัวเหนี่ยวนำให้เหลือน้อยที่สุด ในกรณีนี้ ตัวบ่งชี้การเหนี่ยวนำจะไม่เปลี่ยนแปลง

ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับอุปกรณ์ความถี่สูงคือแกนที่ทำจากโลหะผสมแมกนีโตไดอิเล็กทริกหรือเฟอร์ไรท์ อย่างไรก็ตาม เป็นโลหะผสมที่ทำให้สามารถใช้แกนประเภทนี้ได้ในเกือบทุกช่วง

ลักษณะเฉพาะ

จำเป็นต้องเลือกโช้คหม้อแปลงตามลักษณะหลายประการซึ่งส่วนใหญ่เป็นตัวเหนี่ยวนำ (วัดใน Henry H) แต่นอกเหนือจากนี้ ยังมีอื่นๆ:

• ความต้านทาน. คำนึงถึงกระแสตรง
• การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า (อนุญาต)
• อคติปัจจุบันใช้ค่าเล็กน้อย

ประเภทของโช้ค

หลอดฟลูออเรสเซนต์มีจำหน่ายในท้องตลาด และหลอดฟลูออเรสเซนต์แต่ละประเภทก็มีหม้อแปลงโช้คของตัวเอง ตัวอย่างเช่น ไฟ DRL และ DNAT ไม่สามารถจุดไฟจากคันเร่งชนิดเดียวกันได้ มันคือทั้งหมดที่เกี่ยวกับพารามิเตอร์ต่างๆ ในการสตาร์ทและบำรุงรักษาการเผาไหม้ ที่นี่แรงดันไฟฟ้าแตกต่างกันและความแรงของกระแส

แต่หลอดไฟ MGL ก็สามารถทำงานได้จากคันเร่ง ไฟDRLและจาก DNAT แต่มีช่วงเวลาหนึ่ง ความสว่างของการเรืองแสงของแหล่งกำเนิดแสงนี้จะขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ ใช่และ อุณหภูมิที่มีสีสันจะแตกต่างกัน

ความสนใจ! หม้อแปลงไฟฟ้าเหนี่ยวนำใด ๆ ในแง่ของอายุการใช้งานจะ "รอด" หลอดไฟหลายหลอด แน่นอนด้วยการจองว่าการทำงานของหลอดไฟนั้นดำเนินไปอย่างถูกต้อง

แต่คุณต้องคำนึงถึงความจริงที่ว่าหลอดไฟ "มีอายุ" ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา บนขั้วไฟฟ้าทังสเตน หลอดฟลูออเรสเซนต์กลางวันใช้ผงโลหะอัลคาไลพิเศษ ดังนั้นการวางนี้จึงค่อยๆระเหยออกไปอิเล็กโทรดจะถูกเปิดเผยซึ่งหมายความว่าแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นซึ่งนำไปสู่ความร้อนสูงเกินไปของตัวเหนี่ยวนำ ผลลัพธ์สุดท้ายสามารถเป็นได้สองทางเลือก:

1. จะเกิดการแตกในขดลวดที่คดเคี้ยวซึ่งจะปิดการจ่ายแรงดันไฟไปยังอิเล็กโทรด
2. ขดลวดจะปิด และนี่คือการเชื่อมต่อของหลอดไฟกับไฟ AC โดยตรง หลอดไฟจะไหม้ - แน่นอนหรืออาจระเบิดซึ่งจะทำให้หลอดไฟเสียหายโดยรวม

ดังนั้นคำแนะนำ - อย่ารอจนกว่าหลอดไฟจะไหม้ มีกำหนดการเปลี่ยนพิเศษซึ่งกำหนดโดยผู้ผลิตและต้องปฏิบัติตามอย่างเคร่งครัด ช่างไฟฟ้าที่มีประสบการณ์ในระหว่างการบำรุงรักษาเชิงป้องกันต้องตรวจสอบพารามิเตอร์แรงดันไฟฟ้าของอุปกรณ์ให้แสงสว่างเหล่านี้ หากเข้าใกล้ขีด จำกัด ของบรรทัดฐานหลอดไฟจะเปลี่ยนก่อนอายุการใช้งาน เป็นการดีกว่าที่จะเปลี่ยนหลอดไฟราคาไม่แพงกว่าหม้อแปลงไฟฟ้าเหนี่ยวนำราคาแพง

เราเสริมว่าผู้ผลิตในปัจจุบันเสนอระบบป้องกันที่ดีขึ้นสำหรับหลอดฟลูออเรสเซนต์ เบรกเกอร์วงจรนิรภัยถูกเพิ่มเข้าไปในการออกแบบ ซึ่งเกิดจากแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นภายในแหล่งกำเนิดแสงที่ปล่อยก๊าซ

แยกตามวัตถุประสงค์

อันที่จริง โช้คทั้งหมดแบ่งออกเป็นสองกลุ่มหลัก เช่น หลอดไฟที่ติดตั้ง

1. เฟสเดียว ใช้ในโคมไฟในครัวเรือนและสำนักงานที่เชื่อมต่อกับเครือข่าย 220 โวลต์
2. สามเฟส. เชื่อมต่อกับเครือข่าย 380 โวลต์ ซึ่งรวมถึงหลอดไฟ DRL และ DNAT

ตามสถานที่ติดตั้ง อุปกรณ์เหล่านี้ยังแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม:

1. ฝังตัว พวกเขาจะเรียกว่าเปิด โช้คดังกล่าวติดตั้งอยู่ในตัวโคมซึ่งช่วยป้องกันความชื้น ฝุ่นละออง และลม
2. ปิด (ปิดผนึกกันน้ำ). อุปกรณ์เหล่านี้มีกล่องป้องกันพิเศษ โมเดลดังกล่าวสามารถติดตั้งกลางแจ้งได้ภายใต้ท้องฟ้าเปิด

แอนะล็อกอิเล็กทรอนิกส์

โช้คส่วนใหญ่เป็นอุปกรณ์ที่ค่อนข้างใหญ่ เพื่อลดขนาด แต่ในขณะเดียวกันไม่เปลี่ยนพารามิเตอร์จำเป็นต้องเปลี่ยนตัวเหนี่ยวนำด้วยตัวกันโคลงของเซมิคอนดักเตอร์ซึ่งโดยหลักการแล้วเป็นทรานซิสเตอร์กำลังสูง นั่นคือในที่สุดจะได้รับโช้คอิเล็กทรอนิกส์

อันที่จริงทรานซิสเตอร์ที่ติดตั้งไว้จะรักษาแรงดันไฟฟ้ากระชาก (ความผันผวน) ลดการกระเพื่อมของมัน แต่คุณต้องคำนึงถึงความจริงที่ว่าโช้คอิเล็กทรอนิกส์ยังคงเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ดังนั้นจึงไม่สมเหตุสมผลที่จะใช้ในอุปกรณ์ความถี่สูง

เช่นเดียวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ โช้กจะถูกทำเครื่องหมายตามพารามิเตอร์ นี่เป็นคำย่อที่ค่อนข้างซับซ้อนซึ่งช่างไฟฟ้าที่ไม่มีประสบการณ์จะเข้าใจยาก ดังนั้นจึงมีการแนะนำรหัสสี นั่นคือมีการใช้วงแหวนสีหลายวงบนอุปกรณ์ซึ่งกำหนดความเหนี่ยวนำของอุปกรณ์ วงแหวนสองวงแรกเป็นตัวเหนี่ยวนำเล็กน้อย วงที่สามคือตัวคูณ วงที่สี่คือค่าความคลาดเคลื่อน

ความสนใจ! หากมีวงแหวนสีสามวงบนคันเร่ง ให้ถือว่าค่าเผื่อของมันคือ 20% ตามค่าเริ่มต้น

การกำหนดรหัสสีนั้นสะดวก โดยเฉพาะสำหรับผู้ที่เริ่มเข้าใจด้านไฟฟ้า ด้วยความช่วยเหลือ คุณสามารถเลือกพารามิเตอร์ของอุปกรณ์ที่ติดตั้งได้อย่างแม่นยำ (ทรานซิสเตอร์ โช้คอิเล็กทรอนิกส์ ตัวต้านทาน และอื่นๆ)

บทสรุปในหัวข้อ

ดังนั้นเราจึงได้กำหนดค่าของคันเร่ง อุปกรณ์ หลักการทำงานและการจัดหมวดหมู่ ตามแนวทางปฏิบัติ อุปกรณ์นี้สามารถทำงานได้นานหลายสิบปีหากตัวโคมไฟทำงานอย่างถูกต้อง แม้แต่แรงดันไฟกระชากที่ใหญ่ที่สุดก็ยังทำให้หายใจไม่ออกได้อย่างสมบูรณ์ และด้วยเหตุนี้โคมจึงจะส่องแสงได้นานและไม่มีปัญหา

กระทู้ที่เกี่ยวข้อง:

เนื้อหานี้เกี่ยวกับ หลากหลายชนิดขดลวดที่ผลิตโดยผลิตภัณฑ์ม้วนอุตสาหกรรม

การเพิ่มความถี่ในการทำงานและกำลังของตัวแปลงนำไปสู่ความจริงที่ว่าจำนวนรอบของหม้อแปลงลดลงและไม่สามารถเติมชั้นทั้งหมดตามความกว้างของขดลวดได้ ในกรณีนี้ แทน ขดลวดควรใช้ฟอยล์และเลือกความกว้างเพื่อเติมเต็มความกว้างของชั้นทั้งหมด นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อลดการเหนี่ยวนำการรั่วไหลของขดลวด จำนวนชั้นฟอยล์ตรงกับจำนวนรอบและเหลือเพียงการเลือกความหนาของฟอยล์ ในทรานสดิวเซอร์ความถี่ต่ำ สามารถเลือกความหนาของฟอยล์เพื่อเติมเต็มหน้าต่างทั้งหมดได้ ซึ่งจะช่วยลดความต้านทานโอห์มมิกของขดลวดและทำให้สูญเสียในนั้น อย่างไรก็ตาม ในตัวแปลงความถี่สูง กฎนี้ใช้ไม่ได้อีกต่อไปเนื่องจากผลกระทบต่อผิวหนัง เมื่อประเมินอิทธิพลของเอฟเฟกต์ผิวหนัง จำเป็นต้องคำนึงถึงรูปร่างของกระแสด้วย ซึ่งในโทโพโลยีของคอนเวอร์เตอร์บางตัวอาจแตกต่างอย่างมากจากไซน์ไซด์คอนเวอร์เตอร์ เช่น ในคอนเวอร์เตอร์บริดจ์ (ดูรูปที่ ข้าว. หนึ่ง). ค่าของการเหนี่ยวนำและความจุของตัวกรองในรูปนี้ถูกเลือกสำหรับค่าอินพุตและเอาต์พุตที่แสดงสำหรับกระแสและแรงดันที่แสดงที่นั่น

ข้าว. 1. ตัวแปลงสะพาน

ข้าว. 2. หน้าต่าง Transformer บนแกน EC70

บน รูปที่ 2หน้าต่างหม้อแปลงแสดงบนแกน EC70 ขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิประกอบด้วยฟอยล์สี่ชั้นแต่ละชั้น รูปแสดงให้เห็นว่าการพันรอบกระจกเต็มบาน แต่ไม่น่าเป็นไปได้ที่หม้อแปลงความถี่สูงจริง ๆ จำนวนชั้นและความหนาของฟอยล์จะใหญ่มากจนเต็มหน้าต่างทั้งหมด
ก่อนที่จะเลือกความหนาของฟอยล์ จำเป็นต้องกำหนดกระแสในขดลวดและเนื้อหาฮาร์มอนิกของกระแส วิธีที่ดีที่สุดในการทำเช่นนี้คือการใช้เครื่องจำลอง และในขณะเดียวกัน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีการสั่นที่เด่นชัดในตัวแปลงในสถานะคงตัวด้วยลูปป้อนกลับแบบปิด การจำลองสามารถทำได้ เช่น ใช้ POWER 4-5-6 . กราฟแสดงผลการจำลอง

ข้าว. 3. รูปคลื่นปัจจุบัน ขดลวดปฐมภูมิหม้อแปลงสะพาน

บน รูปที่ 3แสดงกระแสของขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงบริดจ์ (ดูรูปที่. ข้าว. หนึ่ง) และเนื้อหาฮาร์มอนิกที่แรงดันไฟฟ้าอินพุตสูงสุดและโหลดสูงสุด แน่นอนว่าไม่มีส่วนประกอบกระแสตรง ความถี่ของฮาร์มอนิกพื้นฐานคือ 50 kHz นอกจากนี้ สเปกตรัมยังมีฮาร์โมนิกคี่สองตัวที่มีความถี่ 150 และ 250 kHz บน รูปที่ 4แสดงกระแสของหนึ่งในครึ่งขดลวดทุติยภูมิ กระแสเหนี่ยวนำของตัวกรองถูกกำหนดเป็น รูปที่ 5. มูลค่าสูงสุดมีส่วนประกอบคงที่และกระเพื่อมปัจจุบันที่มีความถี่ในการทำงานสองเท่า

ข้าว. 4. กระแสของขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงสะพาน

ข้าว. 5. กระแสเหนี่ยวนำตัวกรองสะพาน

การเลือกความหนาของฟอยล์ขึ้นอยู่กับขนาดของส่วนประกอบ DC ของกระแสและค่าฮาร์โมนิกของส่วนประกอบ AC รวมถึงขนาดของการสูญเสียที่อนุญาตในขดลวด

วิธีการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์นั้นซับซ้อนและไม่มีวิธีวิเคราะห์ สามารถใช้ในการวิเคราะห์เส้นโค้ง Dowell ได้ แต่วิธีนี้ค่อนข้างยุ่งยากและยุ่งยาก

ข้าว. 6. ผลการคำนวณบนเครื่องจำลอง

แสดงผลการคำนวณได้ที่ รูปที่ 6. มันแสดงกราฟของการสูญเสียเทียบกับความหนาของฟอยล์สำหรับขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิของหม้อแปลงและสำหรับขดลวดของตัวเหนี่ยวนำตัวกรอง โปรดทราบว่ากราฟสำหรับขดลวดของหม้อแปลงไฟฟ้ามีประเภทขั้นต่ำสุด แต่สำหรับขดลวดเหนี่ยวนำจะไม่มี

สำหรับขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้า จะสังเกตเห็นการสูญเสียขั้นต่ำที่ความหนาของฟอยล์ 0.35 ของความลึกการเจาะซึ่งอยู่ที่ประมาณ 0.2 มม. เนื่องจากกระแสน้ำ ขดลวดทุติยภูมิมีส่วนประกอบ DC ที่สำคัญ สำหรับขดลวดทุติยภูมิ ความหนาของฟอยล์ระบุจะมากกว่าและเท่ากับประมาณครึ่งหนึ่งของความลึกการเจาะที่ความถี่การทำงาน 50 kHz

ข้าว. มะเดื่อ 7. หน้าต่างหม้อแปลงที่มีขดลวดฟอยล์ที่มีความหนาที่เลือกตามผลการคำนวณ

บน รูปที่ 7แสดงหน้าต่างหม้อแปลงที่มีขดลวดฟอยล์ที่มีความหนาตามที่ระบุข้างต้น อย่างที่คุณเห็น การเติมหน้าต่างน้อยกว่า 20% ด้วยการเติมหน้าต่างเล็กน้อยการเหนี่ยวนำการรั่วไหลจะเพิ่มขึ้น เพื่อลดความซับซ้อนของขดลวดโดยการสลับชั้นหลักและรอง อย่างไรก็ตาม ในกรณีนี้ ประการแรก ต้นทุนจะเพิ่มขึ้น และประการที่สอง ความสามารถในการรับส่งข้อมูลจะเพิ่มขึ้น คุณสามารถใช้วิธีการม้วนแซนวิชได้ .

เนื่องจากขดลวดเหนี่ยวนำแตกต่างจากขดลวดหม้อแปลงเพราะ ในขดลวดเหนี่ยวนำซึ่งส่วนใหญ่เป็นกระแสตรงสามารถเพิ่มความหนาของฟอยล์ที่คดเคี้ยวและลดการสูญเสียได้ ในกรณีนี้ ความหนาของฟอยล์ถูกเลือกให้เป็น 0.7 มม. ซึ่งเป็น 3.4 เท่าของความหนาของการเจาะที่ 100 kHz ในกรณีนี้ หน้าต่างโช้คที่มีแกน RM12 จะเต็มไปหมด

การออกแบบโช้คค่อนข้างหลากหลาย การเลือกประเภทโช้คขึ้นอยู่กับการใช้งาน นอกเหนือจากพารามิเตอร์ที่ชัดเจน - การเหนี่ยวนำ, กระแสสูงสุด, กระแสอิ่มตัว ยังจำเป็นต้องคำนึงถึงองค์ประกอบฮาร์มอนิกของกระแสด้วยเพราะ การสูญเสียตัวเหนี่ยวนำ กระแสสลับสูงกว่าการสูญเสียที่กระแสตรงอย่างมาก

หากจำเป็นต้องใช้โช้คสำหรับวงจร กระแสตรงในกรณีที่ปริมาณระลอกปัจจุบันมีขนาดเล็ก คุณสามารถใช้ดรัมคอร์โช้ก (ดรัมคอร์) ได้ชื่อมาจากความคล้ายคลึงภายนอกกับที่สอดคล้องกัน เครื่องเคาะจังหวะ. แกนต่ำของโช้คดังกล่าวประกอบด้วยแผ่นแบนสองแผ่นที่ด้านบนและด้านล่างและแกนที่แคบระหว่างพวกมัน คุณลักษณะการออกแบบให้กระแสไฟโดยไม่มีความอิ่มตัวของแกนมากกว่าในโช้ค Toroidal

ข้าว. 8. โช๊คกับแกนดรัม

อย่างไรก็ตาม จะเห็นได้จาก รูปที่ 8ซึ่งแสดงให้เห็นแกนที่มีขดลวด การใช้โช้คดังกล่าวในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับหรือกระแสตรงที่มีระลอกคลื่นขนาดใหญ่เป็นสิ่งที่ไม่พึงปรารถนา เนื่องจากความสูญเสียของกระแสสลับสูงเนื่องจากเอฟเฟกต์ระยะใกล้ในขดลวดหลายชั้น

ปัจจุบันโช้กดังกล่าวผลิตโดยบริษัทหลายแห่ง ในหมู่พวกเขาคือ Ferroxcube ซึ่งเป็น บริษัท ที่รู้จักกันน้อยในรัสเซียซึ่งผลิตแกนประเภทดรัมขนาดเล็กที่มีความสูง 0.8-3 มม. และเส้นผ่านศูนย์กลาง 3.5-8 มม. จากเฟอร์ไรท์ ZS92 ชนิดใหม่ . ความถี่สูงสุดที่วัสดุนี้ได้รับการออกแบบถึง 400 kHz การเหนี่ยวนำความอิ่มตัวที่ 25 ° C คือ 0.47 T และความหนาแน่นของพลังงานที่ 100 ° C ความถี่ 100 kHz และการเหนี่ยวนำ 0.2 T ถึง 350 kW / m 3 .

แต่ "จุดเด่น" หลักของเฟอร์ไรท์นี้คือคุณสมบัติของอุณหภูมิที่ดี ที่อุณหภูมิ 175 องศาเซลเซียส ความเหนี่ยวนำของโช้คที่มีแกนดังกล่าวจะลดลงครึ่งหนึ่ง ในขณะที่เฟอร์ไรต์ MnZn แบบดั้งเดิม จะลดลงเหลือ 10% ของตัวเริ่มต้น ข้อดีของเฟอร์ไรต์ ZS92 มากกว่าเฟอร์ไรท์แบบเดิมเริ่มปรากฏให้เห็นที่อุณหภูมิประมาณ 120°C

ข้าว. 9. ตัวเหนี่ยวนำทดสอบในการทดลอง West Coast Magnetics

ในคอนเวอร์เตอร์ทุกวันนี้ มักใช้โช้คคอยล์ฟอยล์ (ดูโช๊คขวาสุดบน ข้าว. 9). สำลักที่มีขดลวดดังกล่าวถือเป็นรายละเอียดใน . ในสถานที่เดียวกัน การคำนวณเปรียบเทียบของพารามิเตอร์ของโช้กที่มีขดลวดฟอยล์แบบเกลียวและโช้กที่มีขดลวดฟอยล์แบบดั้งเดิมได้ดำเนินการในที่เดียวกัน

จากการคำนวณนี้เป็นไปตามที่ความถี่ 400 kHz อัตราส่วนระหว่างความต้านทานของขดลวดที่กระแสสลับและกระแสตรงสำหรับโช้คบาดแผลแบบเกลียวคือ R AC \u003d 20.2R DC และสำหรับโช้คแผลฟอยล์ธรรมดา R AC \u003d] 0] อาร์ ดีซี ในกรณีนี้ ในกรณีแรก ค่าความต้านทานอยู่ที่ประมาณ 11.6 mOhm และในกรณีที่สอง มีค่าเกิน 62 mOhm อธิบายข้อดีของการสำลักแผลเป็นเกลียว ระยะไกลระหว่างชั้น ในตัวอย่างข้างต้น มันคือ 4 มม. ซึ่งประมาณ 38 เท่าของความลึกการเจาะที่ 400 kHz ในกรณีนี้จะไม่ปรากฏเอฟเฟกต์ความใกล้ชิดดังนั้นความต้านทานของขดลวดต่อกระแสสลับจะลดลง

ข้อดีของตัวเหนี่ยวนำแผลเป็นเกลียวก็ได้รับการยืนยันเช่นกัน ในงานนี้ได้ทำการตรวจสอบโช้กสำหรับตัวแก้ไขตัวประกอบกำลัง โช้ครอยแผลเฮลิคอล โช้ครอยแผลฟอยล์แบบธรรมดา และโช้ครอยลวดพันกันได้รับการทดสอบแล้ว ความต้านทานขั้นต่ำ R DC \u003d 2.92 mOhm กลายเป็นโช้กที่มีขดลวดเกลียวสำหรับโช้กอีกสองตัวค่าความต้านทานคือ 3.92 mOhm ในทุกกรณี ขดลวดประกอบด้วย 16 รอบ

มีการทดลองที่น่าสนใจที่ West Coast Magnetics . วิศวกรของบริษัทนี้ทำการทดสอบเปรียบเทียบโช้กสี่ประเภท (ดู ข้าว. 9) ออกแบบมาสำหรับคอนเวอร์เตอร์ที่มีกำลัง 1-100 กิโลวัตต์ จากซ้ายไปขวาในรูปนี้ มีอุปกรณ์ดังต่อไปนี้

ตัวเหนี่ยวนำบนแกนรูปตัว E ที่มีช่องว่างของสังกะสีเฟอร์ไรท์พร้อมขดลวดทองแดงหกชั้น ซึ่งผลิตขึ้นตามเทคโนโลยีที่เป็นกรรมสิทธิ์ของบริษัท การซึมผ่านของแม่เหล็กเริ่มต้นของเฟอร์ไรท์คือ 2000 พื้นที่หน้าตัดของขดลวดเหนี่ยวนำคือ 31600 mils วงกลม (circular mil เท่ากับพื้นที่ของวงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 mil หรือ 5.07-10 -4 mm2 ).
- โช้ค Toroidal เหล็ก-นิกเกิลที่มีการซึมผ่านต่ำพร้อมลวด AWG 13 รอบ 10 เส้น
- โช้ค Toroidal เหล็ก-นิกเกิลที่มีปริมาณธาตุเหล็กสูงและบาดแผล bifilar 10 รอบของลวด AWG 7 เส้น
- ซื้อโช้คแบบเกลียวแบน การทดลองใช้โช้คประเภทนี้ 2 อัน ได้แก่ 22 รอบและหน้าตัดคดเคี้ยว 22600 มิลกลม และ 12 รอบที่มีหน้าตัดคดเคี้ยว 38200 มิลวงกลม การทดสอบได้ดำเนินการที่กระแส
65 A การเหนี่ยวนำขั้นต่ำของโช้กที่กระแสนี้คืออย่างน้อย 10 μH วงจรทดสอบค่อนข้างง่าย - วงจร LC เรโซแนนซ์: ขนานกับตัวเหนี่ยวนำตัวเก็บประจุสองตัวที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมที่มีความจุ 0.1 F เชื่อมต่อกับค่าเทียบเท่าเล็กน้อย ความต้านทานอนุกรม(อีเอสอาร์). ผลการทดลองแสดงในรูปที่ 10 พร้อมกราฟของการสูญเสียในตัวเหนี่ยวนำขึ้นอยู่กับแอมพลิจูดของระลอกคลื่นปัจจุบันที่ความถี่ 100 และ 250 kHz ในรูปนี้ ใช้สัญกรณ์กราฟต่อไปนี้

1 - สำลักบนแกนรูปตัว W;
2 - ตัวเหนี่ยวนำบนแกนวงแหวนที่มีธาตุเหล็กสูง
3 - สำลักด้วยขดลวดเกลียว 12 รอบ;
4 - สำลักบนแกนโลหะผสมเหล็ก - นิกเกิล toroidal;
5 - สำลักด้วยขดลวดเกลียว 22 รอบ

ดังที่เห็นได้จากผลการทดลอง พบการสูญเสียน้อยที่สุดในโช้ค ซึ่งผลิตขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีที่เป็นกรรมสิทธิ์ของ West Coast Magnetics ผลลัพธ์ที่ดีด้วยคลื่นระลอกคลื่นเล็ก ๆ และโช้คที่มีขดลวดเป็นเกลียว 12 รอบ อย่างไรก็ตาม ด้วยแอมพลิจูดของการเต้นที่เพิ่มขึ้น มันเริ่มที่จะยอมให้สำลักบนแกน toroidal การสูญเสียขนาดใหญ่ในโช้คที่มีเกลียวคดเคี้ยว 22 รอบเป็นที่เข้าใจ - ด้วยจำนวนที่เพิ่มขึ้นระยะห่างระหว่างชั้นลดลงและอิทธิพลของเอฟเฟกต์ความใกล้ชิดเพิ่มขึ้น

โปรดทราบว่าในตัวอย่างสองในสามตัวอย่างที่ให้ไว้ในบทความ โช้คแบบเกลียวและแบบเกลียวมีประสิทธิภาพดีกว่าโช้คแบบแผลฟอยล์แบบเดิม อย่างไรก็ตาม ในตัวอย่างเหล่านี้ การเปรียบเทียบดำเนินการตามความต้านทานของขดลวดในกระแสสลับและกระแสตรง และในตัวอย่างที่สาม เป็นการทดลองเต็มรูปแบบโดยทดสอบโช้กในวงจรการทำงาน กล่าวคือ นอกเหนือจากการสูญเสียในขดลวดแล้วยังคำนึงถึงการสูญเสียในแกนด้วย นอกจากนี้ โช้คที่มีจำนวนรอบต่างกันก็มีส่วนร่วมในการทดสอบ และโช้คจาก West Coast Magnetics มีจำนวนน้อยที่สุด ซึ่งส่วนใหญ่มักจะกำหนดผลลัพธ์ไว้ล่วงหน้า

จากการทดสอบโช้คจากผู้ผลิตหลายราย ยังไม่สามารถสรุปข้อดีของขดลวดประเภทใดประเภทหนึ่งได้ ตัวอย่างเช่น โช้คแผลเป็นเกลียวล่าสุดของ Coilcraft ซึ่งยังไม่ได้รับการทดสอบนั้นดูมีความหวังมาก
อย่างไรก็ตาม บทความนี้สามารถสรุปข้อสรุปบางประการได้

โช้กแกนดรัมโปรไฟล์ต่ำเหมาะที่สุดในวงจรไฟฟ้ากระแสตรงที่มีแอมพลิจูดต่ำ
- โช้กกรีดเกลียวแบบแบนเหมาะสำหรับใช้ในวงจรที่กระแสกระเพื่อมไม่เกิน 5-10%
- ในวงจรที่มีแอมพลิจูดระลอกคลื่นขนาดใหญ่ เช่น ในตัวแปลงเรโซแนนซ์ ควรใช้โช้กที่มีความสูงแกนขนาดใหญ่เพราะ ซึ่งจะช่วยลดจำนวนชั้นที่คดเคี้ยว ชัยชนะในการทดสอบตัวเหนี่ยวนำ West Coast Magnetics จากการออกแบบของตัวเองนั้นส่วนใหญ่มาจากจำนวนชั้นที่คดเคี้ยวน้อยที่สุด - หกชั้น
- หากใช้แกนที่มีช่องว่างที่ไม่ใช่แม่เหล็ก เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบของขอบ ขอแนะนำให้เอาช่องว่างนี้ออกจากตัวนำที่คดเคี้ยว