Inductoren worden gebruikt voor de omzetting van elektrische energie in bijna elk vermogenselektronicacircuit. Dit zijn apparaten voor actieve energieopslag, die worden gebruikt om opgeslagen energie te leveren tussen verschillende bedrijfsmodi binnen een circuit. Bovendien kunnen ze ook werken als filters, vooral voor geschakelde stroomgolfvormen en bieden ze ook voorbijgaande stroombegrenzing binnen snubberschakelaars. Inductoren worden ingedeeld in verschillende typen, afhankelijk van de specifieke materialen en constructiemethoden, waarbij elk type inductor enkele voordelen heeft. Dus dit artikel bespreekt een van de soorten inductoren zoals ijzeren kern inductor – werken met applicaties.
Wat is een ijzeren kerninductor?
De inductor met vaste waarde waarin een ijzeren kern in de spoel wordt gebruikt om de inductantiewaarde van een inductor te verhogen, staat bekend als een inductor met ijzeren kern. Deze inductoren hebben een zeer laag inductie waarde en de ijzeren kern van deze inductor heeft zeer unieke magnetische eigenschappen die het magnetische veld versterken. De ijzeren kern inductor symbool wordt hieronder weergegeven.
Constructie van inductor met ijzeren kern
De inductor met ijzeren kern is ontworpen met een spoelachtige geïsoleerde koperdraad van geleidend materiaal door deze om een ijzeren kern te wikkelen. Dit geleidende materiaal helpt eenvoudigweg bij het versterken van het magnetische veld van de inductor door de inductor beter te maken in het opslaan van magnetische energie in vergelijking met een luchtkerninductor met hetzelfde aantal windingen.
In een conventioneel ontwerp zou een ijzeren kern rond een geometrische vorm worden gewikkeld die een spiraalvormig geconstrueerde spoel omsluit. Draden bevatten vaak materialen zoals nikkel-nikkel-ijzerlegeringen, magnesium en cadmium. Deze draden worden gebruikt in groottebereiken van 0,014 tot 0,56 mm, afhankelijk van de huidige niveaus van de toepassing en het frequentiebereik dat wordt gedekt door de inductieve component. De hoeveelheid tussenwindingen bepaalt de elektrische inductie binnen het draadgeleidersysteem die wordt geproduceerd wanneer er spanning wordt aangelegd over de componentwikkelingen.
Een traditioneel ontwerp van een magnetische kerninductor maakt gebruik van een ijzeren kern en ferrietmateriaal dat is omwikkeld met magnetische circuits om de gewenste inductantie te bieden. Een typisch ontwerp met een ijzeren kern bestaat uit een geometrie waarin twee of meer parallelle cilindrische partities hoogstwaarschijnlijk op een doorn worden gewikkeld en vervolgens worden gecoat met een epoxyhars om de noodzakelijke magnetische barrière rond de binnenkant van de cilindrische ruimtes te creëren. Deze longitudinale wikkeling is meestal verbonden om een gesloten lus te vormen die overeenkomt met de lengte van ons kernmateriaal pi.
Werkend principe
Het werkingsprincipe van een inductor met ijzeren kern is gebaseerd op de eigenschap dat magnetische inductie evenredig is met de veranderingssnelheid van magnetische flux door een circuit. Dus wanneer een wisselstroom door een op ijzer gebaseerde spoel met één winding wordt geleid, probeert het magnetische veld van elektriciteit in de spoel voorbij de as te duwen, wat resulteert in de wervelstromen die in het metaal worden gevormd. Deze stromen creëren een magnetisch veld dat tegen de primaire stroom werkt, wat resulteert in een tegengestelde magnetische polariteit en dus de spanning van lekken in draden opheft. Hoe meer windingen er in een spoel zijn en hoe krachtiger dit opheffende effect is. Dit is de reden waarom grote hoeveelheden elektrisch vermogen in ijzeren kerngeleiders kunnen worden gevoerd zonder dat er schade wordt veroorzaakt.
Bovendien kan de inductantie veranderen wanneer de kern binnen en buiten de draadspoel wordt bewogen. In vergelijking met luchtkerninductoren zijn deze inductoren superieur in het opslaan van magnetische energie omdat het ijzermateriaal helpt bij het versterken van het magnetische veld van een inductor.
IJzeren kerninductor versus luchtkern
De verschillen tussen de inductoren met ijzeren kern en luchtkern omvatten het volgende.
|
IJzeren kerninductor |
Air Core-inductor |
| IJzeren kerninductoren maken gebruik van magnetische kernen van ferriet/ijzer.
|
Luchtkerngeleiders kunnen keramiek, plastic of andere niet-magnetische materialen gebruiken; anders hebben ze alleen lucht in de wikkelingen. |
| Deze inductoren hebben grote inductantiewaarden. | Luchtkerninductoren hebben lage inductantiewaarden. |
| Deze inductoren zijn superieur in het opslaan van magnetische energie. | Deze inductoren zijn niet superieur in het opslaan van magnetische energie. |
| Deze inductoren hebben normaal gesproken enig kernverlies.
|
Deze inductoren zijn zeer efficiënt bij hoge frequenties, dus ze hebben geen last van kernverlies. |
| Deze zijn groot van formaat. | Deze zijn klein van formaat. |
| De inductoren werken tot enkele honderden MHz (megahertz) | De inductoren werken op een frequentie tot 1 GHz. |
| Deze worden vaak gebruikt in laagfrequente toepassingen zoals audioapparatuur, voedingen in industrieën, invertersystemen, enz. | Deze worden vaak gebruikt in op hoge frequenties gebaseerde toepassingen zoals tv- en radio-ontvangers.
|
IJzeren kerninductor formule
Als de gebruikte staaf in de inductor magnetisch is zoals ijzer of ferriet, zal dit de inductantie van de inductor vergroten. Evenzo, als de gebruikte staaf niet-magnetisch is zoals koper of een ander materiaal, zal dit de inductantie van de inductor verminderen. De formule voor inductantieberekening is;
L = µ0 µr N^2A/l
Waar
'N' aantal beurten.
'l' lengte.
‘µ0’ is de doorlaatbaarheid van vrije ruimte.
‘µr’ is relatieve permeabiliteit.
‘µr’ voor ijzer is groter dan 1 (>1)
‘µr’ voor koper is kleiner dan 1 (<1)
'A' is een gebied van de spoel.
Hoe een ijzeren kerninductor kiezen?
Inductoren hebben verschillende eigenschappen en functies op basis van hun vorm, kernmateriaal of gebruik. Men moet dus op de hoogte zijn van deze functies en eigenschappen om de juiste inductor voor een specifieke toepassing te selecteren. Er zijn dus veel factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij het selecteren van een inductor met ijzeren kern, zoals de prestaties van een inductor, vereisten van het circuit, RF-overwegingen, grootte en afscherming van een inductor, tolerantiepercentage, enz. Dus de factoren die van invloed zijn op de rekening moet worden gehouden met inductie.
Beïnvloedende factoren
In elk type inductor zijn er enkele factoren die de inductantie van de spoel beïnvloeden die hieronder worden besproken.
Aantal windingen binnen de spoel
Als het aantal windingen in de spoel groter is, zal de grootte van de inductantie hoger zijn.
Lengte van de spoel
Als de spoellengte langer is, zal de grootte van de inductantie kleiner zijn.
Kernmateriaal
Als de magnetische permeabiliteit van het kernmateriaal groter is, zal de inductantie groter zijn.
Voor-en nadelen
De voordelen van ijzeren kerninductoren omvatten het volgende.
- Deze inductoren hebben minder verliezen.
- De grootte en constructie zijn eenvoudig.
- Dit type inductor heeft een hoge Q-factor.
- Deze inductoren hebben een grote inductantiewaarde.
De nadelen van ijzeren kerninductie rs omvatten het volgende.
- In deze inductoren neemt het verlies toe bij hoge frequenties.
- Deze inductor heeft een gecompliceerde isolatie.
- Deze inductoren hebben meer wervelstroom en ook harmonische stroom.
Toepassingen/gebruik
De toepassingen van inductoren met ijzeren kern omvatten het volgende.
- Deze inductoren worden gebruikt in filtercircuits om de rimpelspanning te stabiliseren.
- Het is uiterst nuttig binnen AF-toepassingen en industriële voedingen.
- Deze kunnen worden gebruikt als AF-smoorspoel in TL-buizen.
- Deze worden gebruikt in invertersystemen.
- Deze worden gebruikt bij snelle doorvoer en stroomconditionering.
Dit is dus een overzicht van een ijzeren kern inductor - werken met applicaties. Over het algemeen bevatten veel inductoren een magnetische kern die is gemaakt met ijzer of ferriet dat in de spoel is gerangschikt. Het effect van de ijzeren kern in de inductor is het vergroten van het magnetische veld en daarmee de inductantie. De inductantiewaarden van deze inductoren zijn zeer hoog vanwege hun ijzeren kern. Ze kunnen dus maximaal vermogen aan, hoewel ze beperkt zijn binnen de hoogfrequente capaciteit. Deze worden meestal gebruikt in laagfrequente toepassingen zoals audioapparatuur. Hier is een vraag voor u, wat is een lucht kern inductor ?
