Что такое дроссель в электронике

В данной статье мы рассмотрим сетевые и моторные дроссели — фильтры низких частот, которые устанавливаются на входе и выходе частотных преобразователей. Простейшая схема подключения ПЧ выглядит следующим образом: три фазы на входе, три фазы на выходе, электродвигатель.

Что такое дроссель в электронике

Однако здесь возникает одна проблема. Дело в том, что частотный преобразователь является генератором широкого спектра помех, которые могут оказывать значительное влияние на работу устройств, находящихся неподалеку или питающихся от одной сети. С другой стороны, ПЧ сам реагирует на помехи различного рода, поскольку в его состав входят слаботочные компоненты. Поэтому при применении преобразователя очень важным является вопрос электромагнитной совместимости.

Условно помехи можно разбить на два основных вида:

  1. помехи, передающиеся по электромагнитному полю
  2. помехи, передающиеся по питающим проводам

В первом случае наводки можно уменьшить, проведя качественное экранирование и заземление преобразователя частоты, его проводов и периферийных устройств. Высокочастотные помехи, распространяющиеся по проводам, значительно снижаются с помощью радиочастотных фильтров.

Назначение входного сетевого дросселя

Сетевой дроссель, который также называют входным реактором, подключается на входе питания частотного преобразователя (обычно это силовые клеммы R, S, T). Основными параметрами сетевого дросселя являются индуктивность и максимальный длительный ток. Индуктивность выбирается такой, чтобы при рабочей частоте и номинальном рабочем токе падение напряжения на дросселе составляло 3-5%. Рассчитать падение можно по формуле:

U=2πfLI, где f – рабочая частота (Гц), L – индуктивность дросселя (Гн), I – ток, А.

Рассмотрим основные плюсы применения сетевого дросселя.

1. Подавление высших гармоник, проникающих в питающую сеть от преобразователя частоты и обратно. Обычно в состав ПЧ входит радиочастотный фильтр, снижающий данные наводки. Подключение сетевого дросселя создает дополнительное подавление высокочастотных помех. В результате уровень высших гармоник питающего напряжения в значительной степени уменьшается, а действующее значение питающего тока стремится к величине тока основной гармоники (50 Гц).

2. В случае, когда источник питания расположен близко, и сопротивление питающей линии очень низкое, использование сетевого дросселя позволяет значительно уменьшить ток короткого замыкания и увеличить время его нарастания. Это позволяет защитить ПЧ при коротких замыканиях на выходе.

3. Если на одной шине питания расположены несколько мощных устройств, возможны ситуации, когда при их включении или выключении возникает скачок напряжения с большой скоростью нарастания. Сетевой дроссель значительно понижает этот эффект.

При выборе оборудования следует учитывать один нюанс. Чтобы избежать перегрева дросселя, его номинальный ток должен быть равен или больше максимального тока преобразователя.

Когда сетевой дроссель не нужен

Оснащение преобразователей частоты сетевыми дросселями лучше взять за правило. Многие компании увеличивают гарантию в 2 раза при покупке ПЧ в комплекте с дроселями. Однако в некоторых случаях данным оборудованием можно пренебречь:

  1. В питающей сети нет мощных электроприборов, имеющих большие пусковые токи.
  2. Питающая сеть имеет сравнительно высокое сопротивление (низкий ток короткого замыкания).
  3. Режим работы ПЧ исключает резкие изменения мощности, при которых скачкообразно растет потребляемый ток.
  4. В соответствии с рекомендациями производителя, для защиты ПЧ применяются полупроводниковые предохранители, либо защитные автоматы характеристики В.
  5. Имеется большой запас по мощности ПЧ по отношению к используемому двигателю.

Тем не менее, в целом использование сетевых дросселей значительно повышает срок службы и надежность работы частотных преобразователей.

Использование моторного дросселя

Моторный дроссель включается в цепи питания электродвигателя. Другие его названия – выходной реактор или синусоидальный фильтр.

Необходимость применения моторного дросселя обусловлена принципом работы ПЧ. На выходе преобразователя стоят силовые транзисторы, которые работают в ключевом режиме. При этом образуются прямоугольные импульсы, приближающие действующее напряжение по форме к синусоиде за счет изменения длительности. Моторный дроссель снижает высшие гармоники выходного напряжения ПЧ и делает ток питания двигателя практически синусоидальным, минимизируя высокочастотные токи. Это повышает коэффициент мощности и позволяет уменьшить потери в двигателе.

Читайте также:  Припой для сварки нержавейки

Кроме того, из-за высших гармоник на выходе ПЧ повышаются емкостные токи, которые могут привести к ощутимым потерям при длине кабеля более 20 м. Моторный дроссель существенно снижает этот эффект. Данные устройства также устанавливают там, где важно уменьшить помехи, создаваемые кабелем от ПЧ до электродвигателя.

Следует учитывать, что номинальный ток моторного дросселя должен быть больше максимального тока двигателя. Расчет падения напряжения на дросселе следует производить с учетом максимальной рабочей частоты двигателя, которая может достигать 400 Гц.

Что такое дроссель в электронике

Согласитесь: лишние приборы, без которых вполне может работать система освещения, покупать и устанавливать ни к чему. К таким устройствам, вызывающим сомнение, относится дроссель для люминесцентных ламп. Вы не знаете, нужен ли он в схеме подключения или без него можно обойтись?

Мы поможем вам разобраться с возникшим вопросом. В статье подробно рассмотрены особенности, назначение дросселя и выполняемые им функции. Приведены фото и схема подключения, которая поможет самостоятельно собрать люминесцентный светильник и выполнить его запуск, правильно подключив все компоненты в электроцепь.

В помощь домашнему мастеру мы подобрали ряд видеороликов, содержащих рекомендации по подключению люминесцентных лампочек, а также по выбору нужного дросселя в зависимости от типа лампы.

Назначение и устройство дросселя

Разрядные лампы, представителем которых является люминесцентная разновидность, нельзя зажечь как обычные, обеспечив электроснабжение. Они попросту не будут работать. Чтобы получить свечение такого типа источника, потребуется дополнительно использовать пуско-регулирующий аппарат.

Назначение балласта в схеме включения

Выходит, что для функционирования люминесцентной лампочки необходимо не только обеспечить протекание тока, но и приложить к ней напряжение.

Поэтому в схеме включения задействуют балласт – сопротивление. Оно включается последовательно с лампой и предназначено для ограничения тока, протекающего через ее электроды.

Его роль могут выполнять различные электротехнические компоненты:

  • в случае постоянного тока – это резисторы;
  • при переменном – дроссель, конденсатор и резистор.

Среди этих приспособлений наиболее удачным вариантом является дроссель. Он обладает реактивным сопротивлением без выделения излишнего тепла. Способен ограничить ток, предотвратив его лавинообразное нарастание при включении в электросеть.

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Дроссель не только является неотъемлемым элементом в стартерной схеме включения, он выполняет такие функции:

  • способствует созданию безопасного и достаточного для конкретной лампочки тока, который обеспечивает оперативный разогрев ее электродов при разжигании;
  • импульс повышенного напряжения, образующийся в обмотке, способствует возникновению разряда в колбе люминесцента;
  • обеспечивает стабилизацию разряда при номинальном значении электротока;
  • способствует беспроблемной работе лампочки вопреки отклонениям напряжения, периодически возникающим в сети.

Важное значение для функционирования люминесцентных источников света имеет индуктивность дросселя. Поэтому при покупке этого электромеханического компонента следует обращать внимание на технические параметры, которые должны соответствовать характеристикам лампочки.

Что такое дроссель в электронике

Из чего состоит пускорегулятор?

Дроссель, используемый в схемах включения лампочек люминесцентного типа, – это не что иное, как намотка провода на сердечнике – катушка индуктивности. Именно ее промышленное исполнение и носит название дросселя в электротехнике, что дословно переводится как «ограничитель».

Что такое дроссель в электронике

Дроссель с нужными техническими характеристиками производят в промышленных условиях, поэтому у потребителя не возникнет проблем при подборе нужного варианта, соответствующего параметрам подключаемой лампочки.

Более того, имея навыки сбора различных электротехнических приспособлений, соответствующие комплектующие и электроинструменты, можно попытаться самостоятельно соорудить катушку с нужной индуктивностью.

Что такое дроссель в электронике

Дроссель состоит из следующих элементов:

  • проволока в изоляционном материале;
  • сердечник – чаще всего ферритового типа или из прочего материала;
  • заливочная масса, компаунд – в ее состав входят вещества, устойчивые к горению, что обеспечивает дополнительную изоляцию витков обмоточного провода;
  • корпус, в который помещена намотка – его производят из термоустойчивых полимеров.

Наличие последнего элемента зависит от особенностей и характеристик конкретной модели ограничителя тока.

Что такое дроссель в электронике

Стартерная схема несовершенна, хотя и показывает отличный результат. Но мерцание лампочки, шумность дросселя и его большие размеры, а также фальшьстарт из-за ненадежного стартера привели к изобретению более совершенной версии пускорегулятора – электронной.

ЭПРА в процессе функционирования способствуют снижению мощности по­терь до 50%, избавляют от миганий лампочки. Их использование позволило уменьшить массу дросселей, а также существенно повысить отдачу осветительного прибора.

Читайте также:  Оцинковка что это за металл

Правда стоимость электронного балласта существенно выше ЭМПРА, да и приобретать нужно у производителей с отличной репутацией – таких как Philips, Osram, Tridonic, прочие.

Схема + самостоятельное подключение

Люминесцентную лампочку просто так не включишь – ей требуется зажигатель и ограничитель тока. В миниатюрных моделях производитель все эти элементы предусмотрительно встроил в корпус и потребителю остается лишь вкрутить изделие в подходящий патрон светильника/люстры и щелкнуть выключателем.

А для более габаритных изделий потребуется пускорегулирующая аппаратура, которая бывает как электромеханического, так и электронного типа. Чтобы ее правильно подсоединить, обеспечив беспроблемную работу прибора, предстоит знать порядок подключения отдельных элементов в электроцепь.

Что такое дроссель в электронике

Правда имея схему, но не имея практического опыта по выполнению подобного рода работ, сложно будет справиться с задачей. Более того, если подключение требуется выполнить вне дома – в коридоре учебного учреждения или прочего общественного заведения – то самовольное вмешательство в работу электросети может обернуться проблемами.

Для этого в штате учреждений должен быть электрик, работающий на постоянной основе или же обслуживающий заведение по мере возникновения потребностей в его услугах.

Что такое дроссель в электронике

Рассмотрим пошаговое подключение двух трубчатых ЛЛ к электросети с использованием стартерной схемы. Для чего понадобится 2 стартера, дросселирующий компонент, тип которого должен обязательно соответствовать типу лампочек.

А также следует обратить внимание на суммарную мощность пускателей, которая не должна превышать этот параметр у дросселя.

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

При подключении питающего кабеля к светильнику важно помнить, что за ограничение тока отвечает дроссель.

Значит, фазную жилу предстоит подсоединять через него, а на лампочку подключить нулевой провод.

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Что такое дроссель в электронике

Подобная схема подключения актуальна для больших осветительных приборов. Что же касается компактных моделей, то они оснащены встроенным механизмом запуска и регулировки – миниатюрным ЭПРА, вмонтированном внутри корпуса изделия.

Что такое дроссель в электронике

Перегрев дросселя и возможные последствия

Использование лампочек, у которых вышел срок службы и периодически возникают различные поломки, может обернуться пожаром. О том, как утилизировать отслужившие люминесцентные приборы, подробно написано здесь.

Избежать возникновения пожароопасной ситуации поможет регулярное инспектирование состояния осветительных приборов – визуальный осмотр, проверка основных узлов.

Что такое дроссель в электронике

При неправильной эксплуатации может произойти взрыв колбы ртутной лампочки. Мельчайшие частицы в состоянии разлететься в радиусе трех метров. Причем они сохраняют свои зажигательные способности, даже упав с высоты потолка на пол.

Опасность представляет перегрев обмотки дросселя – аппарат состоит из различных типов материалов, каждый из которых имеет свои характеристики. Например, изоляционные прокладки производители пропитывают сложными составами, отдельные элементы которых имеют неодинаковую горючесть и способность к образованию дыма.

Что такое дроссель в электронике

Помимо перегрева дросселирующего элемента, существуют и другие ситуации с люминесцентными светильниками, представляющие пожарную опасность.

  • проблемы, обусловленные нарушением технологии изготовления ПРА, что повлияло на конечное качество аппарата;
  • плохой материал рассеивателя осветительного прибора;
  • схема зажигания – со стартером или без него пожарная опасность одинакова.

Следует помнить, что к проблемам может привести небрежность при выполнении подключения, плохое качество контактов или составляющих цепи, что чаще всего происходит при использовании совсем дешевых аппаратов, приобретенных у неизвестных производителей.

Добросовестные компании дают гарантию на свою продукцию, а технические параметры приборов, указанные на корпусе или упаковке, соответствуют действительности. Этот факт прямо влияет на срок службы как самого ПРА, так и газоразрядных лампочек, с особенностями устройства и работы которых ознакомит рекомендуемая нами статья.

Выводы и полезное видео по теме

Тонкости сборки схемы из двух ЛЛ с последовательным включением:

Видеоролик о том, что такое дроссель и зачем он нужен:

Проверка дросселя на предмет поломки:

О правилах выбора дросселя в зависимости от типа разрядной лампы:

Ознакомившись с назначением и устройством дросселей, используемых для запуска люминесцентных лампочек, можно вооружиться схемой подключения и попытаться реализовать ее самостоятельно. Правда, это актуально для дома.

В общественных учреждениях решение подобных вопросов следует доверить электрикам, имеющим спецдопуск к электромонтажным работам.

Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке, размещайте фото по теме статьи, задавайте вопросы. Расскажите о том, как подбирали и подключали дроссель. Делитесь полезной информацией по аспектам выбора и технологии установки устройства.

Конструкция и принцип работы

Прежде всего поговорим о том, из чего состоит данный элемент цепи и как он работает. На схемах обозначение дросселя следующее:

Читайте также:  Скрепки для степлера канцелярского размеры

Что такое дроссель в электронике

Внешний вид изделия может быть таким, как на фото:

Что такое дроссель в электронике

Это катушка из провода намотанного на сердечник с магнитопроводом, или без корпуса в случае высоких частот. Похож на трансформатор только с одной обмоткой. Краткий экскурс в физику, ток в катушке не может мгновенно измениться. Проведем мысленный эксперимент — у нас есть источник переменного тока, осциллограф, дроссель.

Что такое дроссель в электронике

Во время начала полу волны мы наблюдаем нарастание тока с запозданием, это вызвано индуцированием магнитного потока в сердечнике. Происходит постепенное нарастание тока в обмотках, когда с источника переменного тока сигнал уходит на спад, мы наблюдаем спад тока в дросселе, опять же с некоторым опозданием, поскольку магнитное поле в магнитопроводе продолжает толкать ток в катушке и не может быстро изменить свое направление. Получается в какой-то момент ток из внешнего источника противодействует току, наведенному магнитопроводом дросселя. В цепях переменного тока назначение дросселя — выступать ограничителем или индуктивным сопротивлением.

Для постоянного тока данный элемент схемы не является сопротивлением или регулирующим элементом. Этот эффект используют для устройств, в электрических цепях, где нужно ограничить ток до нужной величины, при этом избежать излишней громоздкости и выделения тепла.

Интересное пояснение по данному вопросу вы также можете просмотреть на видео:

Область применения

Дроссель предназначен для того, чтобы сделать нашу жизнь светлее. Конкретно в люминесцентных лампах он ограничивает ток через колбу, до нужной величины, избегая его чрезмерное увеличение через лампу.

Что такое дроссель в электронике

Люминесцентный светильник в основном состоит из дросселя, стартера, люминесцентной лампы. В двух словах описание работы люминесцентного светильника происходит так:

Из сети ток через дроссель проходит на одну из нитей накала люминесцентной лампы, далее попадает на стартерное устройство, далее на вторую нить накала и уходит в сеть. В стартерном устройстве пластина из биметалла нагревается тлеющим разрядом газа, выпрямляется под действием тепла и замыкает цепь. В этот момент начинают работать нити накала, на концах лампочки, разогревая пары ртути в колбе люминесцентной лампы. Через короткий промежуток времени, пластина в стартере остывает и возвращается в исходное положение. Во время разрыва цепи происходит резкий всплеск напряжения в дросселе, происходит пробой газа в колбе люминесцентной лампы, и возникает тлеющий разряд, лампочка начинает светить, работающая лампа шунтирует стартер, выключая его из цепи более низким сопротивлением.

В электронных схемах современных экономических люминесцентных ламп тоже есть рассматриваемый в статье элемент, но из-за более высоких частот он имеет миниатюрные размеры. А принцип работы и назначение остались те же.

Что такое дроссель в электронике

Также дроссель обязательный элемент в схемах ламп ДРЛ, натриевых ламп ДНАТ, металлогалогеновых лампочек CDM.

Что такое дроссель в электронике

В импульсных блоках питания в схемах преобразователях назначение дросселя — блокировать резкие всплески от трансформатора, пропуская сглаженное напряжение. Грубо говоря в этом случае он играет роль фильтра.

В электрических сетях они также устанавливаются, но называются реакторами. Назначение дугогасительного реактора — предотвращать появление самостоятельной дуги во время однофазного короткого замыкания на землю, также как и прочих реакторов, которые так или иначе регулируют или же ограничивают величину тока через них, специально или в случае нештатной ситуации.

Что такое дроссель в электронике

С помощью дросселя можно улучшить дешевый или самодельный сварочный аппарат, установив его во вторичную цепь. Сварочный трансформатор собранный с дросселем будет варить не хуже фирменных аппаратов, дуга станет ровной и не будет рваться, шов будет равномерно залит.

Что такое дроссель в электронике

Поджог дуги станет происходить намного легче и просадка сетевого напряжения будет меньше влиять на появление и горение дуги. Даже неспециалист сможет быстро достичь хороших результатов в сварке, делая всевозможные поделки у себя дома.

Вот мы и рассмотрели устройство дросселя, принцип работы и назначение. Надеемся, что теперь вы полностью разобрались, для чего нужен данный элемент схемы!

Будет интересно прочитать: