Induktoreid kasutatakse elektrienergia muundamiseks peaaegu igas jõuelektroonikas. Need on aktiivsed energiasalvestusseadmed, mida kasutatakse salvestatud energia pakkumiseks ahela erinevate töörežiimide vahel. Lisaks võivad need töötada ka filtritena, eriti lülitatud voolu lainekujude jaoks, ja pakuvad ka mööduvat voolu piiramist snubber-lülitites. Induktiivpoolid liigitatakse erinevatesse tüüpidesse sõltuvalt konkreetsetest materjalidest ja ehitusmeetoditest, kus igal induktiivpooli tüübil on teatud eelised. Nii et selles artiklis käsitletakse ühte tüüpi induktiivpoolid nagu raudsüdamiku induktiivpool – rakendustega töötamine.
Mis on raudsüdamiku induktiivpool?
Fikseeritud väärtusega induktiivpooli, milles raudsüdamikku kasutatakse pooli sees induktiivpooli induktiivsuse suurendamiseks, nimetatakse raudsüdamikuks. Nendel induktiivpoolidel on väga madal induktiivsus väärtus ja selle induktiivpooli raudsüdamikul on väga ainulaadsed magnetilised omadused, mis tugevdavad magnetvälja. The raudsüdamiku induktiivpooli sümbol on näidatud allpool.
Rauasüdamiku induktiivpooli konstruktsioon
Rauasüdamiku induktiivpool on konstrueeritud juhtivast materjalist poolitaolise isoleeritud vasktraadiga, mähkides ümber raudsüdamiku. See juhtiv materjal aitab lihtsalt induktiivpooli magnetvälja võimendada, muutes induktiivpooli paremini magnetenergiat salvestama, võrreldes sama pöörete arvuga õhusüdamiku induktoriga.
Tavalise konstruktsiooni korral ühendaks rauasüdamik geomeetrilise kujundi ümber, mis ümbritseb spiraalselt konstrueeritud mähist. Juhtmed sisaldavad sageli selliseid materjale nagu nikli nikli-raua sulamid, magneesium ja kaadmium. Neid juhtmeid kasutatakse suurusvahemikus 0,014–0,56 mm, olenevalt rakenduste voolutasemest ja induktiivse komponendiga hõlmatud sagedusvahemikust. Põimimise keerdude arv määrab elektrilise induktsiooni juhtmejuhtmesüsteemis, mis tekib, kui komponentide mähistele rakendatakse pinget.
Traditsiooniline magnetsüdamiku induktiivpooli konstruktsioon kasutab raudsüdamikku ja ferriitmaterjali, mis on soovitud induktiivsuse tagamiseks ümbritsetud magnetahelatega. Tüüpiline raudsüdamiku konstruktsioon koosneb geomeetriast, milles kaks või enam paralleelset silindrilist vaheseina keritakse kõige tõenäolisemalt tornile ja seejärel kaetakse epoksüvaiguga, et luua silindriliste ruumide ümber vajalik magnetbarjäär. See pikisuunaline mähis ühendatakse tavaliselt suletud ahela moodustamiseks, mis vastab meie südamiku materjali pi pikkusele.
Tööpõhimõte
Raudsüdamiku induktiivpooli tööpõhimõte põhineb omadusel, et magnetinduktsioon on võrdeline vooluringi läbiva magnetvoo muutumise kiirusega. Seega, kui vahelduvvool lastakse läbi rauapõhise ühe pöörde mähise, püüab mähises olev elektrimagnetväli teljest mööda suruda, mille tulemuseks on metallis tekkivad pöörisvoolud. Need voolud loovad magnetvälja, mis toimib vastu primaarvälja, mille tulemuseks on vastupidine magnetiline polaarsus ja seega juhtmete leketest tingitud pinge tühistamine. Mida rohkem pöördeid on mähises ja selle takistus, seda võimsam on see tühistav efekt. Seetõttu saab raudsüdamikuga juhtmetesse juhtida suurel hulgal elektrienergiat ilma, et see kahjustaks.
Lisaks, kui südamikku liigutatakse traadipooli sees ja väljas, võib see muuta induktiivsust. Võrreldes õhusüdamikuga induktiivpoolidega on need induktiivpoolid paremad magnetenergia salvestamisel, kuna raudmaterjal aitab induktiivpooli magnetvälja võimendada.
Raudsüdamiku induktiivpool vs õhusüdamik
Rauasüdamiku ja õhksüdamiku induktiivpoolide erinevused hõlmavad järgmist.
|
Rauasüdamiku induktiivpool |
Õhusüdamiku induktiivpool |
| Rauasüdamiku induktiivpoolid kasutavad ferriidi / raua magnetsüdamikke.
|
Õhksüdamiku juhtmetes võib kasutada keraamilisi, plastilisi või muid mittemagnetilisi materjale; vastasel juhul on õhk ainult mähistes. |
| Nendel induktiivpoolidel on suured induktiivsuse väärtused. | Õhksüdamiku induktiivpoolidel on madalad induktiivsuse väärtused. |
| Need induktiivpoolid on magnetenergia salvestamisel paremad. | Need induktiivpoolid ei ole magnetenergia salvestamisel paremad. |
| Nendel induktiivpoolidel on tavaliselt südamikukadu.
|
Need induktiivpoolid on kõrgetel sagedustel väga tõhusad, nii et need ei kannata südamiku kadu. |
| Need on suurte mõõtmetega. | Need on väikese suurusega. |
| Induktiivpoolid töötavad kuni mitusada MHz (megahertsi) | Induktiivpoolid töötavad kuni 1 GHz sagedusel. |
| Neid kasutatakse sageli madala sagedusega rakendustes, nagu heliseadmed, tööstusharude toiteallikad, invertersüsteemid jne. | Neid kasutatakse sageli kõrgsageduspõhistes rakendustes, nagu tele- ja raadiovastuvõtjad.
|
Raudsüdamiku induktiivpooli valem
Kui induktiivpoolis kasutatav varras on magnetiline nagu raud või ferriit, suurendab see induktiivpooli induktiivsust. Samamoodi, kui kasutatav varras on mittemagnetiline nagu vask või mõni muu materjal, vähendab see induktiivpooli induktiivsust. Induktiivsuse arvutamise valem on;
L = µ0 µr N^2A/l
Kus
'N' pöörete arv.
'l' pikkus.
µ0 on vaba ruumi läbilaskvus.
'µr' on suhteline läbilaskvus.
'µr' raua puhul on suurem kui 1 (>1)
µr vase puhul on väiksem kui 1 (<1)
'A' on mähise ala.
Kuidas valida raudsüdamiku induktorit?
Induktiivpoolidel on erinevad omadused ja funktsioonid olenevalt nende kujust, südamiku materjalist või kasutusest. Seega tuleks nende funktsioonide ja omadustega tutvuda, et valida konkreetse rakenduse jaoks õige induktiivpool. Seega tuleb raudsüdamiku induktiivpooli valimisel arvestada paljude teguritega, nagu induktiivpooli jõudlus, vooluahela nõuded, RF-kaalutlused, induktiivpooli suurus ja varjestus, tolerantsi protsent jne. Arvesse tuleks võtta induktiivsust.
Mõjutavad tegurid
Igat tüüpi induktiivpooli puhul on mõned tegurid, mis mõjutavad mähise induktiivsust, mida käsitletakse allpool.
Pöörete arv mähises
Kui keerdude arv mähises on suurem, on induktiivsus suurem.
Rulli pikkus
Kui pooli pikkus on pikem, on induktiivsuse suurus väiksem.
Põhimaterjal
Kui südamiku materjali magnetiline läbilaskvus on suurem, on induktiivsus suurem.
Eelised ja miinused
The raudsüdamiku induktiivpoolide eelised sisaldama järgmist.
- Nendel induktiivpoolidel on vähem kadusid.
- Selle suurus ja ehitus on lihtsad.
- Seda tüüpi induktiivpoolil on kõrge Q-tegur.
- Nendel induktiivpoolidel on suur induktiivsus.
The raudsüdamiku induktsiooni puudused rs sisaldab järgmist.
- Nendes induktiivpoolides suureneb kadu kõrgetel sagedustel.
- Sellel induktiivpoolil on keeruline isolatsioon.
- Nendel induktiivpoolidel on rohkem pöörisvoolu ja ka harmoonilist voolu.
Rakendused/Kasutusalad
Rauasüdamiku induktiivpoolide rakendused hõlmavad järgmist.
- Neid induktiivpooli kasutatakse filtriahelates pulsatsioonipinge stabiliseerimiseks.
- See on äärmiselt kasulik AF-rakendustes ja tööstuslikes toiteallikates.
- Neid saab kasutada AF drosselina luminofoorlampides.
- Neid kasutatakse invertersüsteemides.
- Neid kasutatakse kiirtranspordiks ja toite konditsioneerimiseks.
Seega on see ülevaade raudsüdamikust induktor – töökorras rakendustega. Üldiselt sisaldavad paljud induktiivpoolid magnetilist südamikku, mis on valmistatud mähisesse paigutatud rauast või ferriidist. Induktiivpoolis oleva raudsüdamiku toime eesmärk on suurendada magnetvälja ja seega induktiivsust. Nende induktiivpoolide induktiivsuse väärtused on nende raudsüdamiku tõttu väga kõrged. Seega saavad nad hakkama maksimaalse võimsusega, kuigi kõrgsagedusvõimsus on piiratud. Neid kasutatakse enamasti madala sagedusega rakendustes, näiteks heliseadmetes. Siin on teile küsimus, mis on an õhusüdamiku induktiivpool ?
