Drosseln, d.h. induktive Drosseln, werden in Wechselstromkreisen zur Begrenzung von Lastströmen eingesetzt. Diese Geräte sorgen für eine erhebliche Energieeinsparung und verhindern Überlastung und übermäßige Erwärmung.
Eine Drossel ist eine Art von Induktionsspule, deren Hauptzweck darin besteht, die Wirkung des Stroms über einen bestimmten Frequenzbereich zu verzögern. Es ist nicht möglich, den Strom in der Spule plötzlich zu ändern, da das Gesetz der Selbstinduktion wirkt und dadurch eine zusätzliche Spannung erzeugt wird. Schauen wir uns die Funktionen, Typen und Aufgaben von Drosseln genauer an.
Zweck
Viele Menschen fragen sich, was eine Drossel ist und wie sie aussieht. Das Gerät hat die Form eines Eisentransformators, mit dem einzigen Unterschied, dass es nur eine einzige Wicklung hat. Die Spule ist auf einen Kern aus Transformatorstahl gewickelt, und die Platten sind voneinander getrennt und berühren sich nicht, um Wirbelströme zu reduzieren.
Die elektronische Drossel sich durch eine hohe Induktivität von bis zu 1 GH auszeichnet, wirkt die Spule den Stromschwankungen im Stromkreis wirksam entgegen. Wenn der Strom abnimmt, hält die Spule ihn aufrecht, und wenn der Strom stark ansteigt, sorgt die Spule dafür, dass der Stromstoß begrenzt und verhindert wird.
Wenn man bedenkt, warum eine Drossel benötigt wird, gibt es folgende Gründe
- Reduzierung von Störungen;
- Glättung von elektrischen Stromschwankungen;
- Zur Speicherung von Energie im Magnetfeld;
- Trennung von Schaltungsteilen bei hohen Frequenzen.
Warum brauchen wir also eine Drossel? Der Hauptzweck einer Drossel in einem elektrischen Stromkreis besteht darin, den Strom in einem bestimmten Frequenzbereich zu sperren oder Energie im Magnetfeld zu speichern.
Die Bedeutung der Drossel ergibt sich aus der Tatsache, dass Leuchtstoffröhren (z. B. Haushaltslampen, Straßenlaternen) ohne Drossel nicht funktionieren. Er wirkt als Spannungsbegrenzer an den Elektroden der Entladungslampe.
Die Drosseln erzeugen auch die Startspannung, die zur Erzeugung einer elektrischen Entladung zwischen den Elektroden erforderlich ist. Dadurch wird sichergestellt, dass die Leuchtstofflampe eingeschaltet ist. Die Startspannung ist nur für den Bruchteil einer Sekunde ausgelegt. Eine Drossel ist also eine Vorrichtung, die für das Einschalten der Lampe und ihren stabilen Betrieb verantwortlich ist.
Prinzip der Arbeitsweise
Das elektronische Vorschaltgerät hat einen einfachen Aufbau und das Funktionsprinzip ist selbsterklärend. Er besteht aus einer Spule aus elektrischem Draht, die auf einen Kern aus speziellem ferromagnetischem Material gewickelt ist. Das Funktionsprinzip beruht auf der Selbstinduktion der Spule. Betrachtet man den Aufbau der Drossel, so wird deutlich, dass sie wie ein elektrischer Transformator mit nur einer Wicklung funktioniert.
Der Kern und die ferromagnetischen Platten sind isoliert, um Foucaultsche Ströme zu verhindern, die erhebliche Störungen verursachen. Die Spule hat eine hohe Induktivität und wirkt direkt als Schutz vor plötzlichen Netzspannungsstößen.
Dieses Design gilt jedoch als niederfrequent. Der Wechselstrom in Haushaltsnetzen schwankt in einem weiten Bereich, so dass die Schwankungen in drei Kategorien unterteilt werden:
- tiefe Frequenzen zwischen 20Hz-20kHz;
- Ultraschallfrequenzen zwischen 20 kHz und 100 kHz;
- ultrahohe Frequenzen über 100 kHz.
Hochfrequenzgeräte haben keinen Kern, sondern verwenden stattdessen Kunststoffrahmen oder Standardwiderstände. Und die Drossel selbst hat in diesem Fall eine mehrlagige Wicklungsanordnung.
Bei den Berechnungen und der Ausarbeitung der Schemen, wie die Drossel anzuschließen ist, werden ihre Parameter und die Charakteristiken des Netzes berücksichtigt, in dem es notwendig ist, den Betrieb der Lampen aufrechtzuerhalten. Besonders zu beachten ist dabei der Zeitpunkt, an dem die Lampe zu glühen beginnt und das Gasmedium von einer Entladung durchdrungen werden muss. An diesem Punkt ist eine hohe Spannung erforderlich, und danach wirkt das Gerät als Spannungsbegrenzer.
Wichtigste Merkmale
In den meisten Fällen haben die Drosseln beträchtliche Abmessungen. Um die Geräte kompakt zu machen, ohne die Leistung zu beeinträchtigen, wird die Induktionsspule durch einen Stabilisator ersetzt, der im Wesentlichen ein Leistungstransistor ist. Das Ergebnis ist eine elektronische Drossel. Allerdings handelt es sich bei diesem Gerätetyp um einen Halbleiter, so dass er nicht für Hochfrequenzanwendungen verwendet werden sollte.
Eine elektronische Drossel muss nach mehreren Parametern ausgewählt werden, von denen der wichtigste die Induktivität ist, die in Gn gemessen wird. Die anderen wichtigen technischen Parameter für Geräte sind
- Widerstand, der bei Gleichstrom berücksichtigt wird;
- Spannungsschwankungen innerhalb der zulässigen Grenzen;
- Magnetisierungsstrom - es wird der Nennwert verwendet.
Bei der Auswahl eines Gerätes sollte man sich zunächst von den Zwecken und Aufgaben leiten lassen, für die eine Drossel in Stromkreisen benötigt wird. Die Verwendung von Magnetkernen in elektrischen Drosseln ermöglicht kompakte Geräte bei gleichbleibenden Induktivitätswerten. Ferrit- und magnetodielektrische Kompositionen können aufgrund ihrer geringen Kapazität in weiten Frequenzbereichen eingesetzt werden.
Arten von Drosseln
Die folgenden Typen elektrischer Vorschaltgeräte werden nach der Art der Lampe unterschieden, in der sie verwendet werden:
- einphasig - geeignet für Beleuchtungsanlagen in Haushalten und Büros, die mit 220 V betrieben werden;
- dreiphasig - ausgelegt für 220 und 380 Volt. Solche Drosseln sind für DRL- und DNAT-Lampen geeignet.
Elektronische Drosseln können je nach Einbauort einer der beiden Kategorien zugeordnet werden:
- vertieft oder offen. Sie sind in den Leuchtenkörper eingebaut, der sie vor äußeren Einflüssen schützt;
- geschlossen - sie sind hermetisch versiegelt und wasserdicht. Diese Geräte können im Freien in offenen Bereichen installiert werden.
Je nach Verwendungszweck werden die Drosseln in verschiedene Typen unterteilt:
- AC. Sie werden zur Begrenzung der Netzspannung verwendet, z. B. beim Anlassen eines Elektromotors oder einer gepulsten REM-Stromversorgung;
- Sättigung. Hauptsächlich in Spannungsreglern eingebaut;
- Glättung - zur Verringerung der Pulsationen des gleichgerichteten Stroms;
- magnetische Verstärker. Diese Drosseln benötigen einen magnetisierbaren Kern, da Gleichstrom im Netz vorhanden ist. Durch Anpassung seiner Parameter können die Werte des induktiven Widerstands geändert werden.
Drosseln können bei richtiger Anwendung über lange Zeiträume funktionsfähig bleiben. Das Gerät wurde entwickelt, um plötzliche Überspannungen zu begrenzen und damit sowohl die Geräte als auch das gesamte Netz sicherer zu machen.
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