इलेक्ट्रिक थ्रॉटल - ऑपरेशनचे सिद्धांत आणि वापराची उदाहरणे

हस्तक्षेप दाबण्यासाठी, प्रवाहाच्या लहरी गुळगुळीत करण्यासाठी, कॉइल किंवा कोरच्या चुंबकीय क्षेत्रात ऊर्जा साठवण्यासाठी, सर्किटचे भाग एकमेकांपासून उच्च वारंवारतेने वेगळे करण्यासाठी वापरल्या जाणार्‍या इंडक्टरला चोक किंवा अणुभट्टी म्हणतात (जर्मन ड्रॉसेलन - ते मर्यादा, पाचर).

म्हणून, इलेक्ट्रिकल सर्किटमधील चोकचा मुख्य हेतू म्हणजे विशिष्ट वारंवारता श्रेणीमध्ये विद्युत प्रवाह स्वतःवर धारण करणे किंवा चुंबकीय क्षेत्रात विशिष्ट कालावधीसाठी ऊर्जा जमा करणे.

भौतिकदृष्ट्या, कॉइलमधील विद्युतप्रवाह ताबडतोब बदलू शकत नाही, त्यास मर्यादित वेळ लागतो, - थेट या स्थितीचे अनुसरण करते लेन्झच्या नियमातून.

जर कॉइलमधून विद्युत् प्रवाह त्वरित बदलला जाऊ शकतो, तर कॉइलमध्ये एक अनंत व्होल्टेज दिसेल. कॉइलचे स्व-प्रेरण, जेव्हा विद्युत् प्रवाह बदलतो, तेव्हा स्वतःच एक व्होल्टेज तयार करतो — सेल्फ-इंडक्शनचा EMF… अशा प्रकारे चोकमुळे विद्युतप्रवाह कमी होतो.

जर सर्किटमधील विद्युत् प्रवाहाचा व्हेरिएबल घटक दाबणे आवश्यक असेल (आणि आवाज किंवा कंपन हे व्हेरिएबल घटकाचे केवळ उदाहरण आहे), तर अशा सर्किटमध्ये एक चोक स्थापित केला जातो — प्रेरक, ज्यामध्ये हस्तक्षेप वारंवारतेवर विद्युत् प्रवाहासाठी महत्त्वपूर्ण आगमनात्मक प्रतिकार असतो. मार्गावर चोक स्थापित केल्यास नेटवर्कमधील लहरी मोठ्या प्रमाणात कमी होतील. त्याचप्रमाणे, सर्किटमध्ये कार्यरत असलेल्या वेगवेगळ्या फ्रिक्वेन्सीचे सिग्नल एकमेकांपासून वेगळे किंवा वेगळे केले जाऊ शकतात.

रेडिओ अभियांत्रिकीमध्ये, इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीमध्ये, मायक्रोवेव्ह तंत्रज्ञानामध्ये, हर्ट्झपासून गिगाहर्ट्झपर्यंतच्या युनिट्सचे उच्च-फ्रिक्वेंसी प्रवाह वापरले जातात. 20 kHz मधील कमी फ्रिक्वेन्सी ऑडिओ फ्रिक्वेन्सीचा संदर्भ देते, त्यानंतर अल्ट्रासोनिक रेंज — 100 kHz पर्यंत आणि शेवटी HF आणि मायक्रोवेव्ह रेंज — 100 kHz, युनिट्स, दहापट आणि शेकडो MHz पेक्षा जास्त.

तर तो थ्रॉटल आहे सेल्फ इंडक्शन कॉइल, विशिष्ट पर्यायी प्रवाहांसाठी मोठ्या प्रेरक प्रतिरोध म्हणून वापरले जाते.

जर चोकमध्ये कमी फ्रिक्वेंसी प्रवाहांना मोठा प्रेरक प्रतिकार असणे आवश्यक आहे, तर त्यात मोठे इंडक्टन्स असणे आवश्यक आहे आणि या प्रकरणात ते स्टीलच्या कोरसह तयार केले जाते. उच्च-फ्रिक्वेंसी चोक (उच्च-फ्रिक्वेंसी प्रवाहांना उच्च प्रतिकार दर्शविते) सहसा कोरशिवाय बनविले जाते.

लो-फ्रिक्वेंसी चोक हे लोखंडी ट्रान्सफॉर्मरसारखे दिसते, फक्त फरक आहे की त्यावर फक्त एक कॉइल आहे. वळण ट्रान्सफॉर्मरच्या स्टीलच्या कोरवर जखमेच्या आहे ज्याच्या प्लेट्स एडी प्रवाह कमी करण्यासाठी इन्सुलेटेड आहेत.

अशा कॉइलमध्ये उच्च इंडक्टन्स (1 एन पेक्षा जास्त) असते, ज्यामध्ये ते स्थापित केले जाते त्या इलेक्ट्रिकल सर्किटमधील करंटमधील कोणत्याही बदलास महत्त्वपूर्ण प्रतिकार असतो: जर विद्युत् प्रवाह झपाट्याने कमी होऊ लागला, तर कॉइल त्यास समर्थन देते, जर विद्युत् प्रवाह सुरू झाला. झपाट्याने वाढवा, कॉइल मर्यादित होईल, ते झपाट्याने जमा होणार नाही.

चोक लागू करण्याच्या विस्तृत क्षेत्रांपैकी एक म्हणजे उच्च-फ्रिक्वेंसी सर्किट्स... मल्टी-लेयर किंवा सिंगल-लेयर कॉइल्स फेराइट किंवा स्टीलच्या कोरवर जखमेच्या असतात किंवा फेरोमॅग्नेटिक कोरशिवाय वापरल्या जातात - फक्त एक प्लास्टिक फ्रेम किंवा फक्त वायर. सर्किट मध्यम आणि लांब पल्ल्याच्या लहरींवर चालते, नंतर विभागीय वळण अनेकदा शक्य असते.

फेरोमॅग्नेटिक कोअर चोक त्याच इंडक्टन्सच्या कोरलेस चोकपेक्षा लहान असतो. उच्च फ्रिक्वेन्सीवर ऑपरेशनसाठी, फेराइट किंवा मॅग्नेटो-डायलेक्ट्रिक कोर वापरले जातात, ज्याची अंतर्गत क्षमता कमी असते. अशा चोक बर्‍यापैकी विस्तृत वारंवारता श्रेणीवर कार्य करू शकतात.

तुम्हाला माहिती आहेच की, चोकचे मुख्य पॅरामीटर म्हणजे इंडक्टन्स, कोणत्याही कॉइलप्रमाणे... या पॅरामीटरचे एकक हेन्री आहे आणि पदनाम Gn आहे. पुढील पॅरामीटर म्हणजे विद्युत प्रतिरोधकता (थेट प्रवाहात), ohms (ohms) मध्ये मोजली जाते.

मग परवानगीयोग्य व्होल्टेज, रेटेड बायस करंट आणि अर्थातच गुणवत्तेचा घटक यासारखी वैशिष्ट्ये आहेत, जी एक अत्यंत महत्त्वाची पॅरामीटर आहे, विशेषत: ऑसीलेटिंग सर्किट्ससाठी. विविध प्रकारच्या अभियांत्रिकी समस्यांचे निराकरण करण्यासाठी आज विविध प्रकारचे चोक मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.

चोकचे प्रकार

कॉइलशिवाय चोक इलेक्ट्रिकल सर्किट्समध्ये उच्च-वारंवारता आवाज दाबण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत. ते सामान्यतः पोकळ सिलेंडर (किंवा ओ-रिंग) च्या स्वरूपात बनवलेले फेराइट कोर असतात ज्यामधून वायर जाते.

कमी फ्रिक्वेन्सीवर (औद्योगिक फ्रिक्वेन्सीसह) अशा चोकची प्रतिक्रिया लहान असते आणि उच्च फ्रिक्वेन्सीवर (0.1 मेगाहर्ट्झ ... 2.5 GHz) ती मोठी असते. अशा प्रकारे, केबलमध्ये उच्च-वारंवारता हस्तक्षेप झाल्यास, अशा चोकमुळे 10 ... 15 डीबीच्या इन्सर्टेशन लॉससह ते दाबले जाते.मॅंगनीज-जस्त आणि निकेल-झिंक फेराइट्स वळण न घेता चोकचे चुंबकीय कोर तयार करण्यासाठी वापरले जातात.

एसी चोक मोठ्या प्रमाणावर प्रतिरोधक (प्रेरणात्मक) प्रतिरोधक, एलआर- आणि एलसी-सर्किटचे घटक, तसेच एसी कन्व्हर्टरच्या आउटपुट फिल्टरमध्ये वापरले जातात. असे चोक ~ 1 mA ते 10 A पर्यंतच्या करंट्ससाठी मायक्रोहेनरीजच्या दहाव्या भागापासून शेकडो हेन्रीपर्यंतच्या इंडक्टन्ससह तयार केले जातात. त्यांच्यामध्ये फेरो- किंवा फेरीमॅग्नेटिक सामग्रीच्या चुंबकीय कोरवर एकच कॉइल असते.

एसी चोक डिझाइन करताना, खालील मुख्य नाममात्र पॅरामीटर्स विचारात घेणे आवश्यक आहे: आवश्यक शक्ती (करंटचे सर्वात परवानगीयोग्य मूल्य), विद्युत् प्रवाहाची वारंवारता, प्रतिष्ठा आणि वजन.

गुणवत्ता घटक विविध पद्धतींनी वाढविला जाऊ शकतो. चुंबकीय सर्किट्सच्या उत्पादनाच्या दृष्टिकोनातून, हे लक्षात घेणे आवश्यक आहे की गुणवत्ता यामुळे वाढू शकते:

• उच्च चुंबकीय पारगम्यता आणि कमी नुकसानासह चुंबकीय सामग्रीची निवड;

• चुंबकीय सर्किटचे क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र वाढवणे;

• नॉन-चुंबकीय अंतर सादर करत आहे.

गुळगुळीत चोक — कन्व्हर्टरच्या इनपुट किंवा आउटपुटवर व्होल्टेज किंवा करंटचे व्हेरिएबल घटक कमी करण्यासाठी डिझाइन केलेले कन्व्हर्टरचे घटक. अशा चोकमध्ये एकच विंडिंग असते ज्यामध्ये (AC चोकच्या विपरीत) AC आणि DC दोन्ही घटक असतात. चोक कॉइल लोडसह मालिकेत जोडलेले आहे.

चोकमध्ये मोठे इंडक्टन्स असणे आवश्यक आहे (आगमनात्मक प्रतिकार). त्याच्या वळणावर, व्होल्टेजच्या पर्यायी घटकामध्ये एक ड्रॉप दिसून येतो, तर स्थिर घटक (विंडिंगच्या लहान सक्रिय प्रतिकारामुळे) लोडवर सोडला जातो.

सध्याचे घटक थेट चुंबकीय प्रवाह (जे चुंबकीय यंत्र म्हणून काम करतात) आणि चोक मॅग्नेटिक सर्किटमध्ये एक पर्यायी प्रवाह तयार करतात, सायनसॉइडल… विद्युतप्रवाहाच्या स्थिर घटकामुळे, चुंबकीय सर्किटमधील चुंबकीय प्रवाह (प्रेरण) प्रारंभिक चुंबकीकरण वक्रानुसार बदलतो, तर व्हेरिएबल घटकामुळे, चुंबकीकरण रिव्हर्सल संबंधित वर्तमान मूल्यांवर आंशिक चक्रांमध्ये होते.

जसजसा विद्युतप्रवाह वाढत जातो तसतसे चुंबकीय प्रवाहाचा पर्यायी घटक कमी होतो (सतत वैकल्पिक प्रवाहाच्या घटकावर), ज्यामुळे विभेदक चुंबकीय पारगम्यता कमी होते आणि त्यानुसार, चोकच्या इंडक्टन्समध्ये घट होते. भौतिकदृष्ट्या, वाढत्या चुंबकीय प्रवाहासह प्रेरण कमी होणे हे या वस्तुस्थितीमुळे होते की हा प्रवाह जसजसा वाढतो, चोकचे चुंबकीय सर्किट अधिकाधिक संतृप्त होत जाते.

संपृक्तता पासून गुदमरणे एसी सर्किट्समध्ये समायोज्य प्रेरक प्रतिक्रिया म्हणून वापरले जातात. अशा चोकमध्ये किमान दोन विंडिंग असतात, त्यापैकी एक (कार्यरत) पर्यायी प्रवाह सर्किटमध्ये समाविष्ट असतो आणि दुसरा (नियंत्रण) - डीसी सर्किटमध्ये असतो. सॅच्युरेशन चोक्सच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत वक्र B ची नॉनलाइनरिटी वापरणे आहे. (एच) चुंबकीय सर्किट्सचे, जेव्हा ते नियंत्रण आणि ऑपरेटिंग प्रवाहांद्वारे चुंबकीकृत केले जातात.

अशा चोकच्या चुंबकीय सर्किटमध्ये चुंबकीय नसलेले अंतर नसते. सॅच्युरेशन चोक्सची मुख्य वैशिष्ट्ये (स्मूथिंग चोक्सच्या तुलनेत) चुंबकीय सर्किटमधील चुंबकीय प्रवाहाच्या परिवर्तनीय घटकाचे लक्षणीय उच्च मूल्य आणि त्याच्या बदलाचे साइनसॉइडल स्वरूप आहे.

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांच्या विकासामुळे चोकवर वेगवेगळ्या आवश्यकता लागू होतात, विशेषतः, त्यास आकारात घट आणि उच्च घटक असेंब्ली घनतेच्या परिस्थितीत इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक हस्तक्षेपाची पातळी कमी करणे आवश्यक आहे. या समस्येचे निराकरण करण्यासाठी विकसित केले गेले पृष्ठभाग माउंट बोर्डवर आधारित मल्टीलेयर फेराइट चिप फिल्टर.

अशी उपकरणे पातळ-फिल्म तंत्रज्ञानाचा वापर करून तयार केली जातात. फेराइटचे पातळ थर सब्सट्रेटवर जमा केले जातात (उदाहरणार्थ, तैवानची कंपनी चिलिसिन इलेक्ट्रॉनिक्स Ni-Zn फेराइट वापरते), ज्या दरम्यान अर्ध-वळण कॉइल रचना तयार होते.

स्तर जमा केल्यानंतर, ज्याची संख्या कित्येक शंभरपर्यंत पोहोचू शकते, सिंटरिंग होते, ज्या दरम्यान फेराइट चुंबकीय कोर असलेली व्हॉल्यूम कॉइल तयार होते. या डिझाइनबद्दल धन्यवाद, भटकी फील्ड कमीतकमी कमी केली जातात आणि त्यानुसार, एकमेकांवरील घटकांचा परस्पर प्रभाव व्यावहारिकरित्या वगळला जातो, कारण शक्तीच्या रेषा प्रामुख्याने चुंबकीय सर्किटच्या आत बंद असतात.

फेराइट चिप्ससह मल्टीलेअर फिल्टर्स: a — उत्पादन तंत्रज्ञान; b — 1 मिमीच्या पायरीसह स्केलशी संबंधित देखावा

मल्टीलेयर फेराइट चिप फिल्टरचा वापर ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक्स, वीज पुरवठा इत्यादींच्या पॉवर आणि सिग्नल सर्किट्समधील उच्च-फ्रिक्वेंसी हस्तक्षेप फिल्टर करण्यासाठी केला जातो. चिप फिल्टरचे मुख्य उत्पादक चिलिसिन इलेक्ट्रॉनिक्स, टीडीके कॉर्पोरेशन (जपान), मुराता मॅन्युफॅक्चरिंग कं, लिमिटेड (जपान), विशय इंटरटेक्नॉलॉजी (यूएसए) इ.

कार्बोनिल लोहावर आधारित मॅग्नेटो डायलेक्ट्रिकपासून बनविलेले चुंबकीय कोर चोक 0.5 … 100.0 MHz श्रेणीत कार्यरत रेडिओ उपकरणांमध्ये वापरले जातात.

चोकमध्ये, सर्व ज्ञात मऊ चुंबकीय सामग्रीपासून बनविलेले चुंबकीय कोर वापरले जाऊ शकतात: इलेक्ट्रिकल स्टील्स, फेराइट्स, मॅग्नेटो-डायलेक्ट्रिक्स, तसेच अचूक, आकारहीन आणि नॅनोक्रिस्टलाइन मिश्र धातु.

ट्रान्सफॉर्मर, चुंबकीय अॅम्प्लिफायर आणि तत्सम उपकरणांमधील चोकच्या विपरीत, चुंबकीय सर्किट चुंबकीय नुकसान कमी करताना चुंबकीय प्रवाह एकाग्र करण्यासाठी कार्य करते. या प्रकरणात, चुंबकीय सर्किटद्वारे केले जाणारे मुख्य कार्य व्यावहारिकपणे कमी सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता असलेल्या मॅग्नेटो-डायलेक्ट्रिक सामग्रीपासून त्याचे उत्पादन वगळते.

मॅग्नेटो-डायलेक्ट्रिक्स सारख्या फ्रिक्वेंसी रेंजमध्ये ऑपरेट करण्यासाठी डिझाइन केलेल्या विविध ग्रेडच्या फेराइट्सची विस्तृत श्रेणी मॅग्नेटो-डायलेक्ट्रिक्सची मॅन्युफॅक्चरिंग श्रेणी कमी करते इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक उपकरणांचे चुंबकीय सर्किट. 

गुदमरल्यासारखे अॅप

तर, हेतूनुसार, इलेक्ट्रिक चोकमध्ये विभागले गेले आहेत:

दुय्यम स्विचिंग पुरवठ्यामध्ये एसी चोक कार्यरत आहेत. कॉइल प्राथमिक उर्जा स्त्रोताची ऊर्जा त्याच्या चुंबकीय क्षेत्रात साठवते, नंतर ती लोडमध्ये हस्तांतरित करते. इनव्हर्टिंग कन्व्हर्टर्स, अॅम्प्लीफायर्स - ते चोक वापरतात, कधीकधी ट्रान्सफॉर्मरसारखे एकाधिक विंडिंगसह. हे त्याच प्रकारे कार्य करते फ्लोरोसेंट दिव्याची चुंबकीय गिट्टी, प्रज्वलित करण्यासाठी आणि रेट केलेला प्रवाह राखण्यासाठी वापरला जातो.

इंजिन सुरू होते चोक - चालू मर्यादा सुरू करणे आणि ब्रेक करणे. हे प्रतिरोधकांवर उष्णतेच्या रूपात विसर्जन शक्तीपेक्षा अधिक कार्यक्षम आहे. 30 किलोवॅट पर्यंतच्या पॉवरसह इलेक्ट्रिक ड्राइव्हसाठी, असे थ्रोटल समान दिसते तीन-फेज ट्रान्सफॉर्मर (थ्री-फेज चोक थ्री-फेज सर्किट्समध्ये वापरले जातात).

संतृप्त चोकहे व्होल्टेज स्टॅबिलायझर्स आणि फेरोरेसोनंट कन्व्हर्टर्स (ट्रान्सफॉर्मरचे अंशतः चोकमध्ये रूपांतरित केले जाते) तसेच चुंबकीय अॅम्प्लीफायर्समध्ये वापरले जाते, जेथे सर्किटचा प्रेरक प्रतिकार बदलण्यासाठी कोर चुंबकीकृत केला जातो.

गुळगुळीत चोकमध्ये अर्ज केला फिल्टर सुधारित वर्तमान लहर काढण्यासाठी. खूप मोठे कॅपेसिटर नसल्यामुळे ट्यूब अॅम्प्लिफायर्सच्या उत्कर्षाच्या काळात स्मूथिंग पॉवर चोक खूप लोकप्रिय होते. रेक्टिफायर नंतर लाट गुळगुळीत करण्यासाठी, चोक्स अगदी योग्य वापरावे लागले.

पॉवर सर्किटमध्ये असताना व्हॅक्यूम आर्क दिवे संलग्न थ्रोटल बूस्टर - हे विशेष अॅम्प्लीफायर होते ज्यात चोक दिवे साठी एनोड लोड म्हणून काम करतात.

चोक डीपी वर सोडलेला वाढलेला एसी व्होल्टेज पुढील दिव्याच्या ग्रिडला ब्लॉकिंग कॅपेसिटर C द्वारे पुरवला जातो. तुलनेने अरुंद वारंवारता श्रेणी वाढवणे आवश्यक आहे आणि या बँडमध्ये मोठ्या एकसमानतेची आवश्यकता नाही.