Kuristimia eli induktiivisia reaktoreita käytetään vaihtovirtapiireissä kuormitusvirtojen rajoittamiseen. Tällaiset laitteet takaavat huomattavan energiansäästön ja estävät ylikuormituksen ja liiallisen kuumenemisen.
Kuristin on eräänlainen induktorikela, jonka päätarkoituksena on viivyttää virran vaikutusta tietyllä taajuusalueella. Kelan virtaa ei voi muuttaa äkillisesti, koska itseinduktion laki toimii ja sen seurauksena syntyy lisäjännite. Tarkastellaan lähemmin kuristimien toimintoja, tyyppejä ja tehtäviä.
Käyttötarkoitus
Monet ihmettelevät, mikä kuristin on ja miltä se näyttää. Laite on rautamuuntajan muotoinen, ja ainoa ero on se, että siinä on vain yksi käämi. Kela on kiedottu muuntajateräksestä valmistetun ytimen ympärille, ja levyt on erotettu toisistaan eivätkä ne ole kosketuksissa toisiinsa pyörrevirran vähentämiseksi.
Elektroninen kuristin on ominaista suuri, jopa 1 GH:n induktanssitaso, joten kela tasoittaa tehokkaasti virtapiirin virranvaihteluita. Kun virta pienenee, kela pitää sen ennallaan, ja kun virta nousee jyrkästi, kela varmistaa, että virtapiikki rajoitetaan ja estetään.
Kun tarkastellaan sitä, miksi kuristinta tarvitaan, voidaan mainita seuraavat tarkoitukset
- vähentää häiriöitä;
- tasoittaa sähkövirran pulssit;
- Energian varastointi magneettikenttään;
- Piirin osien erottaminen korkeilla taajuuksilla.
Miksi tarvitsemme kuristimen? Kuristimen päätarkoitus sähköpiirissä on estää tietyn taajuusalueen virta tai varastoida energiaa magneettikenttään.
Kuristimen merkitys johtuu siitä, että loisteputket (esim. kotitalousvalot, katulamput) eivät toimi ilman kuristinta. Se toimii purkauslampun elektrodien jännitteen rajoittimena.
Kuristimet tuottavat myös käynnistysjännitteen, joka tarvitaan sähköpurkauksen aikaansaamiseksi elektrodien välille. Näin varmistetaan, että loistelamppu on päällä. Käynnistysjännite on suunniteltu vain sekunnin murto-osalle. Kuristin on siis laite, joka vastaa lampun kytkemisestä päälle ja varmistaa vakaan toiminnan.
Toimintaperiaate
Elektroninen liitäntälaite on yksinkertaisen muotoinen, ja sen toimintaperiaate on itsestään selvä. Se koostuu sähkölangasta koostuvasta kelasta, joka on kiedottu erityisestä ferromagneettisesta materiaalista valmistetun ytimen ympärille. Toimintaperiaate perustuu kelan itseinduktioon. Kun tarkastellaan kuristimen rakennetta, on selvää, että se toimii kuten sähkömuuntaja, jossa on vain yksi käämi.
Ydin ja ferromagneettiset levyt on eristetty merkittävää häiriötä aiheuttavien Foucault'n virtojen estämiseksi. Kelan induktanssi on suuri, ja se toimii suoraan suojana äkillisiä verkkojännitepiikkejä vastaan.
Tätä mallia pidetään kuitenkin matalataajuisena. Kotitalouksien verkkojen vaihtovirta vaihtelee laajalla alueella, joten vaihtelut jaetaan kolmeen luokkaan:
- Matalat taajuudet välillä 20Hz-20kHz;
- ultraäänitaajuudet 20 kHz:n ja 100 kHz:n välillä;
- yli 100 kHz:n ultrakorkeat taajuudet.
Korkeataajuuslaitteissa ei ole ydintä, vaan niissä käytetään muovikehyksiä tai vakiovastuksia. Itse kuristimessa on tässä tapauksessa monikerroksinen käämitys.
Laskelmissa ja järjestelmien laatimisessa otetaan huomioon kuristimen kytkentä, sen parametrit ja sen verkon ominaisuudet, jossa valaisimien toimintaa on ylläpidettävä. Erityistä huomiota on kiinnitettävä siihen, missä vaiheessa lamppu alkaa hehkua, kun kaasuaineen on läpäistävä purkaus. Tässä vaiheessa tarvitaan korkeaa jännitettä, minkä jälkeen laite toimii jännitteen rajoittavana elementtinä.
Tärkeimmät ominaisuudet
Useimmissa tapauksissa kuristimilla on huomattavat mitat. Jotta laitteista saataisiin pienikokoisia suorituskyvystä tinkimättä, induktorikäämi on korvattu stabilaattorilla, joka on käytännössä tehotransistori. Tuloksena on elektroninen kuristin. Tämäntyyppinen laite on kuitenkin puolijohde, joten sitä ei pitäisi käyttää korkeataajuussovelluksissa.
Elektroninen kuristin on valittava useiden parametrien mukaan, joista tärkein on induktanssi, joka mitataan Gn:nä. Muita tärkeitä teknisiä parametreja laitteille ovat
- resistanssi, joka otetaan huomioon tasavirrassa;
- jännitteen vaihtelu sallituissa rajoissa;
- Magnetointivirta - käytetään nimellisarvoa.
Laitetta valittaessa on ensin otettava huomioon, mihin tarkoituksiin ja tehtäviin kuristinta tarvitaan sähkövirtapiireissä. Magneettisydämen käyttö sähköisissä kuristimissa mahdollistaa kompaktit laitteet, joiden induktanssiarvot pysyvät samoina. Ferriittisiä ja magnetodielektrisiä koostumuksia voidaan käyttää niiden alhaisen kapasitanssin vuoksi laajoilla taajuusalueilla.
Kuristimien tyypit
Seuraavat sähköisten kuristimien tyypit erotetaan sen perusteella, minkä tyyppisessä lampussa niitä käytetään:
- yksivaiheinen - soveltuu kotitalouksien ja toimistojen valaistusjärjestelmiin, jotka toimivat 220 V:n verkkovirralla;
- kolmivaiheinen - suunniteltu 220 ja 380 voltin jännitteille. Tällaiset kuristimet soveltuvat DRL- ja DNAT-valaisimiin.
Elektroniset kuristimet voivat kuulua johonkin näistä luokista sen mukaan, mihin ne asennetaan:
- upotettu tai näkyvissä. Ne on asennettu valaisimen runkoon, joka suojaa valaisinta ulkoisilta tekijöiltä;
- suljettu - ne ovat ilmatiiviisti suljettuja ja vedenpitäviä. Nämä laitteet voidaan asentaa ulkotiloihin avoimille alueille.
Kuristimet jaetaan käyttötarkoituksen mukaan eri tyyppeihin:
- AC. Niitä käytetään verkkojännitteen rajoittamiseen esimerkiksi sähkömoottoria tai pulssimuotoista REM-virtalähdettä käynnistettäessä;
- kyllästyminen. Asennetaan pääasiassa jännitteensäätimiin;
- tasaus - tasasuuntautuneen virran pulssien vähentäminen;
- magneettivahvistimet. Nämä induktorit vaativat magnetoitavan ytimen, koska verkossa kulkee tasavirta. Säätämällä sen parametreja on mahdollista muuttaa induktiivisen vastuksen arvoja.
Kuristimet voivat toimia pitkään, jos niitä käytetään oikein. Laite on suunniteltu rajoittamaan äkillisiä jännitepiikkejä, mikä tekee sekä laitteista että koko verkosta turvallisemman.
Aiheeseen liittyvät artikkelit:
