Induktoriai

Induktoriai leidžia kaupti elektros energiją magnetiniame lauke. Tipiški pritaikymai yra išlyginimo filtrai ir įvairios selektyvinės grandinės.

Indukcinių ritinių elektrines charakteristikas lemia jų konstrukcija, magnetinės šerdies medžiagos savybės ir jos konfigūracija, ritės apsisukimų skaičius.

Toliau pateikiami pagrindiniai veiksniai, į kuriuos reikia atsižvelgti renkantis induktorių:

a) reikiamą induktyvumo reikšmę (H, mH, mkГ-n. nHn),

b) didžiausia ritės srovė. Didelė srovė yra labai pavojinga dėl per didelio šildymo, kuris pažeidžia apvijų izoliaciją. Be to, jei srovė yra per didelė, gali atsirasti magnetinės grandinės prisotinimas magnetiniu srautu, dėl kurio labai sumažės induktyvumas,

c) induktyvumo tikslumą,

d) temperatūros induktyvumo koeficientas,

e) stabilumas, nulemtas induktyvumo priklausomybės nuo išorinių veiksnių,

f) apvijos laido aktyvioji varža,

g) Ritės Q koeficientas. Paprastai jis apibrėžiamas veikimo dažniu kaip indukcinės ir aktyviosios varžos santykis,

h) ritės dažnių diapazonas.

Šiuo metu RF induktoriai gaminami fiksuoto dažnio vertėms, kurių induktyvumas yra nuo 1 μH iki 10 mH. Norint derinti rezonansines grandines, pageidautina turėti ritinius su reguliuojamu induktyvumu.

Instrumentų derinimo grandinėse naudojami vieno sluoksnio induktoriai su atvira magnetine grandine.

Daugiasluoksnės atviros magnetinės grandinės apvijos naudojamos filtruose ir aukšto dažnio transformatoriuose. Šarvuoti daugiasluoksniai induktoriai su ferito šerdimi naudojami žemo ir vidutinio dažnio filtruose ir transformatoriuose, o panašios apvijos, bet su plienine šerdimi, naudojamos droseliuose ir žemųjų dažnių filtruose.

Induktoriaus formulės

Pagrindiniai aproksimacijos ryšiai, naudojami kuriant induktorių, yra tokie.

1. Vieno sluoksnio induktorių, kurių ilgio ir skersmens santykis yra didesnis nei 5, parametrai apibrėžiami kaip

čia L — induktyvumas, μH, M — apsisukimų skaičius, d — ritės skersmuo, cm, l — apvijos ilgis, žr.

2. Daugiasluoksnių induktorių, kurių skersmens ir ilgio santykis yra didesnis nei 1, parametrai apibrėžiami kaip

čia L — induktyvumas, μH, n — apsisukimų skaičius, dm — vidutinis ritės skersmuo, cm, e — ritės storis, žr.

Vieno ir daugiasluoksnės ritės su atvira ferito magnetine grandine turės 1,5–3 kartus didesnį induktyvumą, priklausomai nuo šerdies savybių ir konfigūracijos. Vietoj ferito šerdies dedama žalvario šerdis. sumažins induktyvumą iki 60-90%, palyginti su jo begysle verte.

Ferito šerdis gali būti naudojama norint sumažinti apsisukimų skaičių, išlaikant tą patį induktyvumą.

Gaminant ritinius, kurių induktyvumas yra nuo 100 μH iki 100 mH žemiems ir vidutiniams dažniams, rekomenduojama naudoti KM serijos šerdies ferito šarvus. Šiuo atveju magnetinė grandinė susideda iš dviejų greta sumontuotų puodelių, prie kurių pritvirtinta vienos sekcijos ritė, du tvirtinimo kronšteinai ir reguliavimo strypas.

Iš formulių galima apskaičiuoti reikiamą induktyvumą ir apsisukimų skaičių

čia N – apsisukimų skaičius, L – induktyvumas, nH, Al – induktyvumo koeficientas, nH/vit.

Visada turėtumėte atsiminti, kad prieš apskaičiuodami induktyvumą, turite nustatyti apsisukimų skaičių, kuris gali tilpti į tam tikrą ritę.

Kuo mažesnis laido skersmuo, tuo didesnis apsisukimų skaičius, bet tuo didesnė laido varža ir, žinoma, jos įkaitimas dėl išsiskiriančios galios, lygios Az2R... Ritės srovės efektyvi vertė neturėtų būti viršyti 100 mA, kai laidas yra 0,2 mm skersmens. 750 mA – 0,5 mm ir 4 A – 1 mm.

Mažos pastabos ir patarimai

Plieninių gyslų apvijų induktyvumas labai greitai mažėja, nes apvijoje didėja nuolatinė srovė. Į tai ypač reikėtų atsižvelgti projektuojant maitinimo šaltinio išlyginimo filtrus.

Didžiausia induktoriaus srovė priklauso nuo aplinkos temperatūros ir leidžia žmonoms mažėti, kai ji didėja. Todėl norint užtikrinti patikimą įrenginio veikimą, reikia numatyti didelį srovės rezervą.

Ferito toroidinės šerdys yra veiksmingos gaminant filtrus ir transformatorius, kurių dažnis viršija 30 MHz. Šiuo atveju apvijos susideda tik iš kelių apsisukimų.

Kai naudojamas bet kokio tipo laidas, dalis magnetinio lauko linijų uždaromos ne išilgai magnetinės grandinės, o per erdvę aplink ją. Šis poveikis ypač ryškus atvirų magnetinių grandinių atveju. Atkreipkite dėmesį, kad šie klaidinantys magnetiniai laukai yra trukdžių šaltiniai, todėl šerdys turi būti dedamos į įrangą taip, kad šie trukdžiai būtų kiek įmanoma sumažinti.

Induktyvumo ritės turi tam tikrą parazitinę talpą, kuri kartu su ritės induktyvumu sudaro svyruojančią grandinę. Tokios grandinės rezonansinis dažnis skirtingų tipų induktoriams gali svyruoti nuo 20 kHz iki 100 MHz.