14 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство и виды дросселя, классификация по типу конструкции и сферы применения, зачем он нужен

Что такое дроссель и для чего он нужен

Термин «дроссель» в переводе с немецкого языка означает «ограничивать» или «сглаживать» в зависимости от контекста. В технике применяют два вида этого устройства: механический и электротехнический. Термин «ограничивать» больше подходит к первому виду, а «сглаживать» — ко второму, но лучше разобраться подробнее, для чего бывает нужен дроссель и как он устроен.

Электротехнический вид

По своей конструкции этот вид устройства представляет собой магнитопроводящий сердечник с намотанным на него проводником. При прохождении через него переменного тока возникает магнитный поток в сердечнике, имеющий небольшое временное запаздывание по сравнению с силой тока. В период спадания прохождения электротока магнитный поток еще некоторое время находится на стадии возрастания и индуцирует ток, имеющий направление, противоположное основному.

Иначе говоря, дроссель является индукционным сопротивлением, способным сглаживать пиковые значения силы тока уменьшать амплитуду пульсации. Это свойство используется во многих бытовых и промышленных электроприборах, работающих от сети переменного тока.

Особенности конструкции

Как отмечалось, конструктивно это устройство состоит из проводника, который намотан на сердечник. По форме сердечник может быть любым:

  • линейным;
  • кольцеобразным;
  • овальным;
  • подковообразным.

Выпускаются эти элементы как открытого типа, так и с закрытым корпусом в зависимости от сферы применения и конструкции конкретного прибора.

Сфера применения

Во время включения электродвигателей переменного тока отмечается скачок напряжения. Дроссель в этом случае играет роль токоограничителя и защищает сеть от перегрузки.

В стабилизаторах напряжения такое устройство служит для уменьшения амплитуды переменного тока и сглаживания пульсаций.

В магнитных усилителях устанавливаются особые дроссельные устройства: их сердечник способен подмагничиваться постоянным током. Изменяя параметры последнего, можно изменять параметры самого дросселя, а конкретно — индуктивное сопротивление.

В лампах дневного света (ЛДС) дроссель выполняет две задачи:

  • способствует зажиганию тлеющего разряда после срабатывания стартера;
  • предотвращает мигание лампы из-за перепадов напряжения в сети.

В инверторах и импульсных блоках питания применяют дроссельные блоки с целью ограничения резких всплесков тока. Рассматриваемое устройство в этом случае играет роль фильтра.

При выборе сварочного аппарата возникает дилемма: отдать предпочтение качеству или цене. Второе, как правило, побеждает. Более дешевые «сварочники» отличаются тяжелым зажиганием дуги и разбрызгиванием металла во время сварки из-за пульсаций силы тока. Использование дросселя в цепи сварочного аппарата позволяет получить качественный и ровный сварочный шов, упрощает поджиг дуги и ее удержание.

Проверка исправности

Конструкция дросселя настолько простая, что он очень редко выходит из строя. Но к сожалению, иногда это случается. Самые распространенные неисправности — межвитковое замыкание и обрыв цепи, причинами которых, как правило, являются внешние воздействия (вибрация, намокание, механическое повреждение и т. п. ).

Обрыв цепи диагностировать проще всего: с помощью прозвонки или тестера проверяется цепь между контактами на входе и выходе. Если мультиметр показывает бесконечное сопротивление или на прозвонке индикатор не горит, значит, где-то есть обрыв.

Замыкание между витками определить при помощи прозвонки не получится. В этом случае необходим прибор, который точно замеряет сопротивление. Используют мультиметр в режиме омметра, замеряют показатели и сравнивают с номинальным значением. При расхождении более 20% однозначно необходима замена дросселя, так как присутствует межвитковое замыкание.

Читать еще:  Сварочный аппарат для полипропиленовых труб: критерии выбора

Механический дроссель

Этот класс устройства имеет два типа: с механическим и электрическим приводом. По своей конструкции они представляют собой заслонку с тем или иным приводом, регулирующую прохождение потока газа или жидкости.

Львиная доля механических дросселей установлена на двигателях внутреннего сгорания между впускным коллектором и воздушным фильтром. Нажатие на педаль акселератора поворачивает дроссельную заслонку и увеличивает поток входящего воздуха. Это приводит к увеличению подачи топливно-воздушной смеси в цилиндры и ускоряет двигатель.

Если педаль газа соединена тросиком или системой тяг с дросселем — значит, последний имеет механический привод, характеризующийся высокой надежностью и простотой ремонта. В некоторых моделях автомобилей для более точного управления оборотами двигателя используется система из датчиков положения педали газа и электропривода заслонки дросселя.

Электрический дроссель: принцип действия, назначение, применение

Дроссель (в переводе с немецкого – «сокращать») – это одна из разновидностей катушек индуктивности. Главное предназначение этого элемента электрической схемы – «задерживать» (снижать на определенный период времени) влияние токов определенного диапазона частот. При этом резко изменить силу тока в катушке практически нереально – здесь вступает в силу закон самоиндукции, благодаря которому на выходе формируется дополнительное напряжение.

Дроссель необходим в электрической цепи в том случае, когда необходимо подавить переменную составляющую тока (например, помехи), существенно снизить пульсации в сети, а также ограничить или разделить в соответствии с поставленной задачей различные частотные сигналы (изоляция или развязка).

В электро – и радиотехнике применяется переменный ток в диапазоне от единиц до сотен миллиардов Гц. (1 герц – это одно колебание в секунду).

Условно такие широкие границы подразделяются на несколько участков:

  1. низкие ( звуковые) частоты (20 Гц – 20 кГц);
  2. ультразвуковые частоты (20 – 100 кГц);
  3. высокие и сверхвысокие частоты (от 100 кГц и выше).

Конструктивно низкочастотный дроссель очень напоминает обычный электрический трансформатор, только всего с одной обмоткой.

Последняя представляет собой витки изолированного провода, навитого на стальной сердечник, набранный из изолированных пластин (чтобы избежать возникновение токов Фуко), и обладает большой индуктивностью. Такая катушка характеризуется сильным противодействием любым изменениям тока в цепи: поддерживает его при убывании, и сдерживает при резком нарастании.

Также дроссели широко используются и при реализации различных высокочастотных электрических схем. В данном случае их исполнение может быть одно – или многослойным, при этом часто сердечники (как стальные, так и ферромагнитные) не используются. Иногда в качестве основы для навивки применяют обычные резисторы или пластмассовые каркасы. В диапазоне длинных и средних волн для обеспечения заданных параметров используется также специальная секционная намотка провода.

Главная техническая характеристика дросселя – индуктивность, которая измеряется в генри (Гн), сопротивление постоянному току, допустимое изменение напряжения, номинальный ток подмагничивания, а также добротность.

Последний показатель широко используется при расчетах колебательных контуров.

Применение магнитных сердечников позволяет существенно уменьшить габариты дросселей при тех же заявленных параметрах индуктивности. На высоких частотах используются ферритовые и магнитодиэлектрические составы, позволяющие, благодаря небольшой собственной емкости, использовать их в широком диапазоне.

По своему назначению такой вид катушек индуктивности можно подразделить на следующие виды:

  • переменного тока. Используются для токоограничения в сети; например, во время пуска электродвигателя или импульсных ИВЭП.
  • насыщения. Главное область применения – стабилизаторы напряжения.
  • сглаживающие. Предназначены для ослабления пульсаций уже выпрямленного тока.
  • магнитные усилители (МУ). Представляют собой катушки индуктивности, сердечник которой подмагничивается за счет постоянного тока. Меняя параметры последнего, можно изменять индуктивное сопротивление.

Существуют также трехфазные дроссели для использования в соответствующих цепях.

Сегодня разнообразные типы дросселей нашли широкое применение для решения разнообразных инженерных задач.

Интересное видео об электрических дросселях смотрите ниже:

Что такое дроссель и для чего он нужен, объясняю просто и доступно

Здравствуйте уважаемые посетители моего канала! В этой статье я хочу поговорить с вами о таком важном и многими до конца не понятым элементом как дроссель. И постараюсь буквально на пальцах объяснить, как же этот загадочный радиоэлемент функционирует.

Читать еще:  Газовый резак: классификация, устройство, сферы применения

Что такое дроссель

Итак, по факту дроссель — это не что иное, как самая обычная медная катушка в большинстве случаев намотанная на ферритовый либо же металлический сердечник. Но так же дроссель может быть и вообще без сердечника.

Как он работает

Итак, мы имеем дроссель (катушку из меди намотанную на сердечник). Если мы начнем пропускать через него ток, то он начинает формировать электромагнитное поле вокруг катушки. При этом для формирования поля нужна энергия и получается, что в первый момент протекания тока он тратится на формирование этого магнитного поля.

То есть, грубо говоря, в первый момент времени протекания тока дроссель приостанавливает протекание тока по нему. Как только электромагнитное поле полностью сформировано дроссель уже не препятствует протеканию тока и он продолжает движение дальше.

Если увеличить напряжение на дросселе, то сила тока так же увеличивается, а дроссель увеличивает свое магнитное поле. Уже на выходе из дросселя рост напряжения будет происходить с запаздыванием, так как часть энергии была потрачена на формирование электромагнитного поля.

А теперь давайте представим, что рост напряжения имел импульсный характер. Дроссель его (импульс) полностью поглотит и на выходе будет стабильное напряжение без всяких скачков.

Данный эффект активно используется, например, в сетевых фильтрах, которые благодаря установленным дросселям успешно отфильтровывают импульсные помехи напряжения.

Каждый существующий дроссель характеризуется такой величиной как индуктивность (физическая величина, характеризующая магнитные свойства электрической цепи).

При этом верно утверждение: чем больше индуктивность проводника, тем большим будет сформированное магнитное поле при идентичном значении протекающего электрического тока.

Индуктивность измеряется в «H» – Генри и чем большей индуктивностью обладает дроссель, тем больше энергии нужно потратить чтобы полностью сформировать электромагнитное поле вокруг него.

Чем больше витков в катушке, тем большей индуктивностью она будет обладать, а при помещении в катушку сердечника индуктивность увеличивается многократно.

Кстати, если индуктивность дросселя будет достаточна большой, а частота тока высокой, то он (дроссель) просто напросто полностью заблокирует протекание переменного электрического тока, так как просто не будет успевать насыщаться до переполюсовки питания.

Дроссель в понижающих DC-DC преобразователях

Эффект накопления электромагнитного поля в дросселе активно используется в понижающих DC-DC преобразователях, в которых используется еще одно крайне любопытное свойство дросселя, а именно:

Итак, наш дроссель накопил электромагнитное поле, вот только хранить его он ну никак не умеет и отдает его именно в виде электричества (а не тепла).

Это происходит следующим образом: дроссель буквально бомбардируется короткими импульсами, которые сформированы транзистором из линии питания.

Давайте проследим путь одного импульса: Происходит импульс величиной в 12 Вольт, но настолько короткий, что дроссель не успевает насытиться полностью (поле не до конца сформировано).

После подачи импульса электрическая цепь трансформируется и уже дроссель выполняет роль источника питания.

Но так как насыщение произошло не полностью, он отдает напряжение уже не 12 Вольт, а более низкое, например, 5 Вольт.

При этом, регулируя продолжительность импульса, мы тем самым контролируем (увеличиваем или же уменьшаем) напряжение, которое приходит на нагрузку.

При этом таких импульсов может быть до нескольких тысяч и даже более в одну секунду. А для того, чтобы сгладить пульсацию, в схему добавляется конденсатор.

Дроссель в повышающих DC-DC

А теперь давайте поговорим о самом интересном свойстве дросселя. Как вы, наверное, уже поняли дроссель никак не может сохранить накопленную энергию и отдает ее сразу. А как вы думаете, что произойдет, если полностью насыщенный дроссель мгновенно отключить от цепи?

А произойдет то, что дроссель будет настолько стремиться отдать свой заряд, что на его выводах будет существенно расти напряжение до таких величин, пока не произойдет пробой воздушной прослойки между выводами дросселя.

Именно это уникальное свойство используется в повышающих преобразователях.

Читать еще:  Пресс для макулатуры: выбор и особенности различных видов оборудования

Работает это следующим образом: пока цепь с дросселем замкнута, ток преспокойно протекает по замкнутой цепи.

Но если в цепи установить размыкатель (обычно это транзистор), то в момент размыкания цепи в дросселе импульсно возрастет напряжение и если постоянно выполнять размыкание и замыкание, то можно будет снимать импульсное высокое напряжение.

Не забываем, что из цепи никуда не делся источник питания и получается, что в таком случае напряжение источника питания и дросселя суммируется.

Заключение

Вот такими удивительными свойствами обладает, казалось бы, самый обыкновенный дроссель. Если вам понравилась статья, тогда обязательно оцениваем его лайком и репостом, так же милости просим в комментарии. Спасибо за внимание!

Что такое дроссель?

В цепях с переменным током с целью ограничения тока нагрузки используются дроссели, то есть индуктивные сопротивления. Такие устройства обеспечивают существенную экономию электроэнергии, не допускают перегрузку и чрезмерный нагрев.

Дроссель представляет собой один из видов катушек индуктивности, основным назначением которого является задержание влияния тока на конкретный диапазон частот. Причём резкое изменение силы тока в катушке невозможно, поскольку работает закон самоиндукции, вследствие чего создается дополнительное напряжение. Рассмотрим детально принцип действия, виды и назначение дросселей.

Назначение

Многих интересует, что такое дроссель и как он выглядит. Устройство выполнено в виде железного трансформатора, единственным отличием является наличие одной обмотки. Катушка накручена на сердечник из трансформаторной стали, при этом пластины разделены и не контактируют друг с другом с целью снижения вихревого тока.

Электронный дроссель характеризуется высоким уровнем индуктивности до 1Гн, катушка эффективно противодействует изменениям тока в электроцепи. При снижении силы тока катушка его поддерживает, а в случае резкого повышения катушка обеспечивает ограничение и предотвращение резкого скачка.

Рассматривая, для чего нужен дроссель, следует назвать такие цели:

  • снижение помех;
  • сглаживание пульсаций электрического тока;
  • накапливание энергии в магнитном поле;
  • отделение частей схемы по высокой частоте.

Зачем же нужен дроссель? Основным его назначением в электросхеме является задержка на себе тока конкретного частотного диапазона или накопление энергии в магнитном поле.

Важность дросселя объясняется тем фактом, что люминесцентные газоразрядные лампы (к примеру, бытовые светильники, фонари на улицах) не функционируют без дросселя. Он выступает в роли ограничителя напряжения, подающегося на электроды газоразрядной лампы.

Также дроссельные устройства формируют пусковое напряжение, требуемое для создания электрического разряда между электродами. Благодаря этому обеспечивается включение люминесцентной лампы. Пусковое напряжение рассчитано всего на доли секунды. Таким образом, дроссель – это устройство, отвечающее за включение лампы и ее стабильное функционирование.

Принцип работы

Электронный дроссель имеет простую конфигурацию и понятный принцип функционирования. Он представляет собой катушку из электропровода, которая намотана на сердечник из специального ферромагнитного материала. Принцип работы базируется на самоиндукции катушки. При рассмотрении конструкции дросселя, становится понятным, что она работает как электрический трансформатор, только с одной обмоткой.

Сердечник и ферромагнитные пластины изолированы с целью предотвращения токов Фуко, создающих существенные помехи. Катушка имеет большую индуктивность, причем непосредственно выступает защитным ограждением при резких скачках напряжения в сети.

Однако данная конструкция считается низкочастотной. Переменный ток в бытовых сетях колеблется в широком диапазоне, поэтому колебания разделяются на три категории:

  • низкие частоты в пределах 20Гц-20кГц;
  • ультразвуковые частоты от 20 кГц до 100 кГц.;
  • сверхвысокие частоты более 100 кГц.

В высокочастотных устройствах не предусмотрен сердечник, вместо него применяются каркасы из пластика или стандартные резисторы. А сам дроссель в таком случае имеет конфигурацию многослойной навивки.

В процессе расчетов и составления схем, как подключить дроссель учитываются его параметры и характеристики сети, в которой необходимо поддерживать работу ламп. Особенное внимание при подключении необходимо уделять этапу начала свечения лампы, когда требуется пробивание газовой среды при помощи разряда. В этот момент необходимо высокое напряжение, а после этого прибор выступает в качестве сдерживающего напряжение элемента.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector