Induktori su najznačajnije komponente u električnoj domeni. U usporedbi s drugim vrste induktora , toroidalni induktor igra ključnu ulogu u različitoj industrijskoj i komercijalnoj opremi jer su ti induktori dobro poznati zbog svojih specifičnih razina nosivosti struje i induktivnost . Dakle, trenutno mnoge industrije ovise o toroidnim induktorima kako bi zadovoljile međunarodne standarde koji zahtijevaju minimalna elektromagnetska polja u proizvodnji robe široke potrošnje. U mnogim se elektroničkim uređajima ovi induktori koriste za ograničavanje emisija magnetskog polja koje može imati vrlo ozbiljne zdravstvene učinke na potrošače. Kako bi prevladali te emisije, proizvođači elektroničkih uređaja moraju koristiti toroidne materijale vrhunske kvalitete. Ovaj članak govori o pregledu a Toroidalni induktor – rad s aplikacijama.
Što je toroidalni induktor?
Izolirana zavojnica namotana na magnetsku jezgru u obliku prstena koja je izrađena od različitih materijala kao što su ferit, željezo u prahu itd. poznata je kao toroidni induktor. Ovi induktori imaju veći induktivitet za svaki zavoj i mogu nositi dodatnu struju u usporedbi sa solenoidima od istog materijala i veličine. Dakle, oni se uglavnom koriste tamo gdje su potrebni veliki induktiviteti. Simbol toroidalnog induktora prikazan je ispod. Postoje različite vrste toroidnih induktora kao što su standardni toroidni, SMD energetski, visokotemperaturni, spojeni toroidni, toroidni induktori zajedničkog načina rada itd.
Konstrukcija toroidalnog induktora
Toroidalni induktori konstruirani su s prstenastom ili kružnom prstenastom magnetskom jezgrom koja je omotana bakrenom žicom. Ovi prstenovi su izrađeni s različitim feromagnetski materijali poput silikonskog čelika, ferita, laminiranog željeza, željeznog praha ili nikla. Ova vrsta induktora ima visoke rezultate sprezanja između namota i ranog zasićenja.
Ova konstrukcija osigurava minimalni gubitak unutar magnetskog toka što pomaže u izbjegavanju spajanja magnetskog toka s drugim uređajima. Ovaj induktor ima visoke vrijednosti induktiviteta i maksimalnu učinkovitost prijenosa energije pri niskofrekventnim primjenama.
Princip rada
Toroidni induktor jednostavno radi slično bilo kojem drugom induktoru koji se koristi za povećanje frekvencija na potrebne razine. Toroidni induktor se uvija kako bi inducirao višu frekvenciju. Oni su ekonomičniji i učinkovitiji za korištenje u usporedbi s solenoidima.
Kada se struja dovodi kroz toroidni induktor, on stvara magnetsko polje oko njega. Dakle, generirana jakost magnetskog polja uglavnom ovisi o protoku trenutne vrijednosti.
Tok magnetskog polja također se oslanja na broj zavoja koji su okomiti na tok smjera struje. Ovaj se tok mijenja istom brzinom kada promjena unutar struje teče kroz induktor. Kako se tok povezuje sa zavojnicom, on inducira elektromotornu silu u zavojnici u smjeru obrnutom od primijenjenog napona.
Šifra boje toroidalnog induktora
Trenutačno su toroidalne jezgre dostupne kao presvučene i neobložene za korištenje u različitim primjenama. Obložene jezgre daju glatkiji radijus uglova kao i zavojitu površinu. U ovim jezgrama, premaz je koristan za pružanje dodatne pokrivenosti rubova, zaštite rubova i funkcije izolacije.
Postoje različiti premazi u boji koji se koriste u toroidalnim jezgrama poput epoksidne boje i parilenskog premaza. Epoksidna boja dostupna je u različitim bojama poput plave, sive i zelene s CFR. Epoksidni premaz je odobren od strane UL i koristi se uglavnom za premazivanje toroidalnih jezgri.
- Parilenski premaz uglavnom se koristi za male toroidalne prstenove jezgre koji imaju premaz male debljine i visoku dielektričnu čvrstoću.
- Oblaganje toroidalnih jezgri uzrokuje pad početne propusnosti na temelju veličine jezgre. Dakle, to se također može dogoditi kad god su toroidalne jezgre izložene visokoj propusnosti i većim silama namotaja.
Postoje mnoge prednosti korištenja obojenih toroidalnih jezgri. - Ove jezgre dobro se slažu s raznim vrstama premaza kao što su epoksi, parilen i praškasti premazi za jednostavno povećanje namotaja i također poboljšanje proboja napona.
- Temperaturni raspon rada epoksidnih premaza je do 200 stupnjeva Celzijusa.
- Premaz pruža zaštitu za rubove i također ima izolacijsku funkciju za jezgre.
- Toroidni premaz je potreban za stvaranje izolacijske barijere između žica i toroidalnih jezgri radi izbjegavanja kratkog spoja.
- Premaz u boji ne utječe na AL vrijednost toroida.
- Toroidalna jezgra s epoksidnim premazom pruža mnoge prednosti poput čvrstoće, izdržljivosti, otpornosti na vlagu, kemijske otpornosti i jakih dielektričnih svojstava.
Magnetsko polje toroidalnog induktora
Magnetsko polje toroidalnog induktora izračunava se pomoću sljedeće formule.
B = (μ0 N I/2 π r)
Gdje
'I' označava količinu struje koja teče kroz toroidal.
'r' je prosječni radijus toroida.
'n' je br. zavoja za svaku jedinicu duljine.
N = 2rn je prosječni broj zavoja toroida za svaku jedinicu duljine.
Prednosti i nedostatci
The prednosti toroidalnih induktora uključuju sljedeće.
- Ovi induktori su lagani.
Toroidalni induktor je kompaktniji u usporedbi s jezgrama drugih oblika jer se izrađuju s manje materijala. - Toroidni induktori stvaraju visoku induktivnost jer jezgra zatvorene petlje ima jako magnetsko polje i emitiraju vrlo niske elektromagnetske smetnje.
- Oni su mnogo tiši u usporedbi s drugim tipičnim induktorima zbog nedostatka zračnog raspora.
- Toroidni induktor ima jezgru zatvorene petlje, tako da će imati visoko magnetsko polje, veći induktivitet i Q faktor.
- Namoti su prilično kratki i izvijeni u zatvorenom magnetskom polju, tako da će povećati električnu izvedbu, učinkovitost i smanjiti efekte izobličenja i rubova.
- Zbog ravnoteže toroida, mali magnetski tok izlazi iz jezgre je nizak. Dakle, ovaj induktor je vrlo učinkovit i zrači manje EMI (elektromagnetske smetnje) u obližnje krugove.
The nedostaci toroidalnih induktora uključuju sljedeće.
- Toroidalna jezgra povremeno uzrokuje probleme tijekom stvarnog rada i testiranja.
- Vrlo je teško namatati strojno.
- U ovim induktorima, postizanje izolacije je kompliciranije i također je vrlo teško imati magnetski razmak između namota.
- Toroide je teže navijati, a također i ugađati. Međutim, oni su učinkovitiji u stvaranju potrebnih induktiviteta. Za isti induktivitet kao i obični solenoid, toroid zahtijeva manje zavoja i može se napraviti manje veličine.
Prijave
Primjene toroidalnih induktora uključuju sljedeće.
- Ovi se induktori koriste u različitim industrijama od telekomunikacijske industrije do zdravstvene skrbi.
- Toroidni induktori primjenjivi su u telekomunikacijama, medicinskim uređajima, industrijskim kontrolama, glazbenim instrumentima, balastima, elektroničkim kočnicama, rashladnoj opremi, elektroničkim spojkama, zrakoplovnim i nuklearnim poljima, pojačala i oprema za klimatizaciju.
- Oni se koriste u različitim elektronički sklopovi poput pretvarača, izvora napajanja i pojačala te također u električnoj opremi poput računala, radija, TV-a i audio sustava.
- Koriste se za postizanje energetske učinkovitosti kada je za niske frekvencije potrebna induktivnost.
- Oni se koriste u SMPS ili Preklopni način napajanja , EMI ( Elektromagnetske smetnje ) osjetljive sklopove i aplikacije filtara.
Dakle, ovo je pregled toroidalnog induktora a dostupne su i razne vrste induktora koji se koriste u različitim industrijama. Odabir ovih induktora uglavnom ovisi o različitim značajkama kao što su veličina kućišta, dimenzija, istosmjerni otpor, tolerancija, nazivni induktivitet, vrsta pakiranja i nazivna struja. Sve te značajke igraju ključnu ulogu pri odabiru točno toroidnog induktora za vašu specifičnu primjenu. Evo pitanja za vas, što je induktor sa zračnom jezgrom?
