Induktoreita käytetään sähköenergian muuntamiseen lähes kaikissa tehoelektroniikkapiireissä. Nämä ovat aktiivisia energian varastointilaitteita, joita käytetään tuottamaan varastoitua energiaa piirin eri toimintatilojen välillä. Lisäksi ne voivat toimia myös suodattimina, erityisesti kytketyille virran aaltomuodoille, ja tarjoavat myös transienttivirran rajoituksen snubber-kytkimissä. Induktorit luokitellaan eri tyyppeihin riippuen erityisistä materiaaleista ja rakennusmenetelmistä, joissa jokaisella induktorityypillä on joitain etuja. Joten tässä artikkelissa käsitellään yhtä induktorityypeistä, kuten rautasydäminen kela – sovellusten parissa työskenteleminen.

Mikä on Iron Core Induktori?

Kiinteäarvoinen kela, jossa rautasydämeä käytetään kelan sisällä lisäämään induktanssin arvoa, tunnetaan rautasydämisenä induktorina. Näillä induktoreilla on erittäin alhainen induktanssi arvo ja tämän induktorin rautasydämellä on erittäin ainutlaatuiset magneettiset ominaisuudet, jotka vahvistavat magneettikenttää. The rautasydäminen kelan symboli näkyy alla.

Rautasydän kelan symboli

Rautasydäminen kelan rakenne

Rautasydäminen kela on suunniteltu johtavasta materiaalista käämimäisesti eristetty kuparilanka kiertämällä rautasydämen ympärille. Tämä johtava materiaali yksinkertaisesti auttaa vahvistamaan induktorin magneettikenttää tekemällä induktorista paremmin magneettisen energian varastoinnissa verrattuna ilmaydinkuoreen, jolla on sama kierrosluku.

Perinteisessä rakenteessa rautasydän kytkeytyisi geometrisen muodon ympärille, joka sulkee sisäänsä kierteisesti rakennetun kelan. Johdot sisältävät usein materiaaleja, kuten nikkeli-nikkeli-rauta-seoksia, magnesiumia ja kadmiumia. Näitä johtoja käytetään kokoalueella 0,014–0,56 mm riippuen sovellusten virtatasoista ja induktiivisen komponentin kattamasta taajuusalueesta. Käämityskierrosten määrä määrää johdinjohdinjärjestelmän sähköisen induktion, joka syntyy, kun komponenttien käämien yli syötetään jännite.

Magneettisydämen induktorin perinteinen suunnittelu käyttää rautasydämeä ja ferriittimateriaalia, joka on kääritty magneettisilla piireillä halutun induktanssin aikaansaamiseksi. Tyypillinen rautasydänrakenne koostuu geometriasta, jossa kaksi tai useampi rinnakkainen lieriömäinen väliseinä on kiedottu todennäköisimmin tuurnalle ja päällystetty sitten epoksihartsilla tarvittavan magneettisen esteen luomiseksi sylinterimäisten tilojen sisäpuolelle. Tämä pituussuuntainen käämitys on yleensä kytketty muodostamaan suljettu silmukka, joka vastaa ydinmateriaalimme pi pituutta.

Rautasydäminen kelan rakenne

Toimintaperiaate

Rautasydämen induktorin toimintaperiaate perustuu siihen ominaisuuteen, että magneettinen induktio on verrannollinen piirin läpi kulkevan magneettivuon muutosnopeuteen. Joten kun vaihtovirta johdetaan rautapohjaisen yksikierroksen kelan läpi, kelassa olevan sähkön magneettikenttä yrittää työntää akselin ohi, mikä johtaa metalliin muodostuviin pyörrevirtoihin. Nämä virrat luovat magneettikentän, joka vaikuttaa ensisijaiseen kenttään, mikä johtaa päinvastaiseen magneettiseen napaisuuteen ja näin ollen kumoaa jännitteen johtimien vuodoista. Mitä enemmän käämissä on kierroksia ja sen vastus, sitä voimakkaampi tämä kumoava vaikutus on. Tästä syystä suuria määriä sähkötehoa voidaan syöttää rautasydänjohtimiin ilman vaurioita.

Lisäksi, kun sydäntä liikutetaan lankakelan sisällä ja ulkopuolella, se voi muuttaa induktanssia. Ilmasydämiin induktoreihin verrattuna nämä induktorit ovat parempia magneettisen energian varastoinnissa, koska rautamateriaali auttaa vahvistamaan induktorin magneettikenttää.

Iron Core Induktori vs Air Core

Rautasydän- ja ilmasydämen induktorien väliset erot ovat seuraavat.

Iron Core Induktori “harjattoman tasavirtamoottorin haitat ”	Air Core Induktori
Rautasydämiskelat käyttävät ferriitin/raudan magneettisydämiä.	Ilmasydänjohtimissa voidaan käyttää keraamisia, muovisia tai muita ei-magneettisia materiaaleja; muuten niissä on ilmaa vain käämien sisällä.
Näillä induktoreilla on suuret induktanssiarvot.	Ilmaytimien induktorien induktanssiarvot ovat alhaiset.
Nämä induktorit varastoivat ylivoimaisesti magneettista energiaa.	Nämä induktorit eivät ole parempia magneettisen energian varastoinnissa.
Näillä keloilla on normaalisti jonkin verran ydinhäviötä.	Nämä induktorit ovat erittäin tehokkaita korkeilla taajuuksilla, joten ne eivät kärsi ydinhäviöstä.
Nämä ovat kooltaan suuria.	Nämä ovat kooltaan pieniä.
Induktorit toimivat jopa useiden satojen MHz (megahertsien) taajuudella	Induktorit toimivat jopa 1 GHz taajuudella.
Näitä käytetään usein matalataajuisissa sovelluksissa, kuten äänilaitteissa, teollisuuden virtalähteissä, invertterijärjestelmissä jne.	Näitä käytetään usein korkeataajuuspohjaisissa sovelluksissa, kuten TV- ja radiovastaanottimissa.

Iron Core Inductor Formula

Induktorissa, jos käytetty sauva on magneettinen, kuten rauta tai ferriitti, se lisää induktorin induktanssia. Vastaavasti, jos käytetty sauva on ei-magneettinen, kuten kupari tai mikä tahansa muu materiaali, se vähentää induktorin induktanssia. Induktanssin laskennan kaava on;

L = µ0 µr N^2A/l

Missä

'N' kierrosten määrä.
'l' pituus.
'µ0' on vapaan tilan läpäisevyys.
'µr' on suhteellinen läpäisevyys.
'µr' raudalle on suurempi kuin 1 (> 1)
'µr' kuparille on pienempi kuin 1 (<1)
'A' on kelan alue.

Kuinka valita rautasydäminen kela?

Induktorien ominaisuudet ja toiminnot vaihtelevat niiden muodon, ydinmateriaalin tai käytön mukaan. Joten sinun tulee olla tietoinen näistä toiminnoista ja ominaisuuksista, jotta voidaan valita oikea induktori tiettyyn sovellukseen. Siten on monia tekijöitä, jotka on otettava huomioon valittaessa rautasydämistä kelaa, kuten induktorin suorituskyky, piirin vaatimukset, RF-näkökohdat, induktorin koko ja suojaus, toleranssiprosentti jne. Joten tekijät, jotka vaikuttavat induktanssi tulee ottaa huomioon.

Vaikuttavat tekijät

Minkä tahansa tyyppisissä kelan induktorityypeissä on joitain tekijöitä, jotka vaikuttavat kelan induktanssiin, joita käsitellään alla.

Kierrosten lukumäärä kelan sisällä

Jos kelan kierrosten määrä on suurempi, induktanssin suuruus on suurempi.

Kelan pituus

Kun kelan pituus on pidempi, induktanssin suuruus on pienempi.

“mihin paineanturia käytetään ”

Ydinmateriaali

Jos ydinmateriaalin magneettinen permeabiliteetti on suurempi, induktanssi on suurempi.

Hyödyt ja haitat

The rautasydämien kelojen edut Sisällytä seuraavat.

Näillä keloilla on vähemmän häviöitä.
Sen koko ja rakenne ovat yksinkertaisia.
Tämän tyyppisellä kelalla on korkea Q-kerroin.
Näillä induktoreilla on suuri induktanssiarvo.

The rautasydäninduktion haitat rs sisältävät seuraavat.

Näissä induktoreissa häviö kasvaa korkeilla taajuuksilla.
Tällä induktorilla on monimutkainen eristys.
Näillä keloilla on enemmän pyörrevirtaa ja myös harmonista virtaa.

Sovellukset/käytöt

Rautasydämien kelojen sovelluksia ovat seuraavat.

Näitä keloja käytetään suodatinpiireissä aaltoilujännitteen stabiloimiseksi.
Se on erittäin hyödyllinen AF-sovelluksissa ja teollisuusvirtalähteissä.
Näitä voidaan käyttää AF-kuristimena loisteputkivaloissa.
Näitä käytetään invertterijärjestelmissä.
Näitä käytetään nopeassa kuljetuksessa ja tehonkäsittelyssä.

Näin ollen tämä on yleiskatsaus rautasydämestä induktori - toimii sovellusten kanssa. Yleensä monet induktorit sisältävät magneettisen ytimen, joka on valmistettu raudasta tai ferriitistä, joka on järjestetty kelaan. Induktorissa olevan rautasydämen vaikutus on lisätä magneettikenttää ja siten induktanssia. Näiden induktorien induktanssiarvot ovat erittäin korkeat niiden rautasydämen vuoksi. Joten ne pystyvät käsittelemään maksimitehoa, vaikka niitä on rajoitettu korkean taajuuden kapasiteettiin. Näitä käytetään enimmäkseen mataliin taajuuksiin perustuvissa sovelluksissa, kuten äänilaitteissa. Tässä on sinulle kysymys, mikä on ilmasydän induktori ?