Электрический дроссель принцип действия, назначение, применение

Дроссель что это такое, принцип работы

Чтобы зажечь лампу, натриевую или люминесцентную, необходимо выровнять ток. При включении в сеть лампы, для выполнения этой функции используется дроссель. Он является в данном случае пускорегулирующей аппаратурой. Это устройство необходимо чтобы лампа загорелась. Без данного элемента лампа не может быть запущена. Лампа в обычном режиме может разогреваться на протяжении пяти минут, а иногда и больше. Пусковой ток, которые выдает дроссель может быть значительно больше рабочего напряжения.

Вообще есть два типа дросселей – с одной и двумя обмотками. Однообмоточный также называется ДНаТ. В статье будут рассмотрены все аспекты работы дросселей, как они действуют и какие функции выполняет. В заключении читатель найдет интересный материал на данную тему и видеоролик, который поможет детальнее разобраться в работе дросселей.

Дроссель ДНаТ разновидности и способы подключения

Для того, чтобы обеспечить зажигание и выравнивание тока натриевых ламп, как высокого, так и низкого давления, при включении осветительных приборов в сеть, применяется дроссель днат, к которым относятся пускорегулирующая аппаратура и балласты.Это основные устройства, без которых применение натриевых ламп является не то, чтобы нецелесообразным, а попросту бессмысленным. Помимо пускорегулирующего аппарата, необходимо приобрести также импульсное зажигающее устройство, сокращенно ИЗУ, которое позволяет разогреть лампу, при этом используется импульс, который позволяет получить разряд в газовой смеси.

В настоящее время двухобмоточные дроссели считаются морально устаревшими, поэтому применяются достаточно редко. Пускорегулирующий аппарат можно приобрети как отечественного производства, так и зарубежного, данное утверждение касается и импульсного зажигающего устройства. Главное условие, заключается в том, что мощность дросселя и ИЗУ должна соответствовать мощности натриевой лампы.

Отметим тот факт, что импульсное зажигающее устройство (ИЗУ) может быть двух видов. К первому виду относятся ИЗУ двухпроводные, ко второму виду относятся ИЗУ с тремя проводами. Соответственно, трех проводные устройства надежнее, но при этом цена на них дороже, поэтому вопрос упирается в экономическую целесообразность приобретения изделия. Следующим термином, который относится к такому понятию, как дроссель днат, является балласт. Балластом принято называть пускорегулирующий аппарат и импульсное запускающее устройство, которые имеют металлический корпус.

Существуют и открытые пра. Вопрос выбора открытого или закрытого устройства, зависит от предпочтений отдельно взятого электрика. К достоинства пра в металлическом корпусе отнесем более низкую рабочую температуру, гарантии производителя относительно сборки изделия, и более простую схему монтажа в осветительных приборах. Остановимся на схеме подключения днат. Итак, основное условие, это соответствие мощности дросселя, мощности лампы. Например, если у вас дроссель днат 600, то и натриевая лампа должна быть 600. Правило простое, но если его не соблюдать, то период эксплуатации осветительного прибора значительно снизится, и светоотдача упадет до критической отметки.

Причем, для соединений необходимо применять медный провод, моножильный или многожильный, сечением 0,75х1,5, хотя также вопрос на любителя, можно взять провод и большего сечения, так сказать, с запасом. Уделите внимание вопросу приобретения сетевого шнура, он также должен выдерживать большие нагрузки, сечение должно быть порядка 1,5 – 2,5 мм, даже если дроссель для днат 150. Примерные параметры дросселей приведены в таблице ниже.

Следующий момент, на который обращаем внимание, это необходимость установки предохранителя. Многие будут утверждать, что это лишняя трата денег, но это высказывание не соответствует истине. Предохранитель, как верный страж, спасет при пробое балласта, когда возможны различные неприятности, которые могут закончиться либо взрывом лампы, пожаром или банальным выбиванием пробок, если у вас не прикручены жучки. Автомат лучше всего приобретать двухполюсной, так более удобно, чтобы не заморачиваться, как необходимо вставить вилку в розетку.

Причем к выбору автоматов необходимо подойти со всей степенью серьезности. Как, впрочем, и к покупке других деталей, таких как дроссель днат 250, пускорегулирующая аппаратура или импульсное зажигающее устройство. Поэтому, необходимо покупать комплектующие исключительно в торговых точках, которые не занимаются продажей бракованного неликвида.

При этом лучше переплатить и купить нормальный автомат или дроссель, чем недоплатить и купить ПРА для ДНаТ произведенное китайской промышленностью. Чтобы потом не получилось, как в русской пословице: скупой платит дважды. Схемы подключения всех обозначенных в статье устройств, в каждом конкретном случае разные, поэтому необходимо воспользоваться услугами профессионального электрика, который выполнит работу качественно.

Потери в обмотках

Существуют два принципиально разных вида потерь в дросселях: потери в сердечнике и потери в обмотках. Первые обусловлены вихревыми токами внутри самого сердечника и магнитными свойствами материала — потерями на перемагничивание, отображаемыми в виде петли гистерезиса. Причина потерь в обмотках — это сопротивление самих проводов, обычно медных.

Дроссели, используемые в импульсных силовых приборах, подвержены воздействию ВЧ-пульсаций тока, что может привести к существенному росту эффективного сопротивления обмотки и связанных с ним потерь в медных проводниках. Сопротивление обмотки силовых дросселей включает в себя две составляющие: сопротивление постоянному и переменному току, возникающее в результате действия скин-эффекта и эффекта близости.

Читайте также:  Что такое канилированная сетка и для чего она применяется - УКРАГРОМЕТПРОМ - завод по производству п

Изменение тока в проводе индуцирует магнитный поток, который, в свою очередь, приводит к снижению тока в центральной части провода до очень малых величин. Это ведет к уменьшению эффективного поперечного сечения проводника и увеличению его сопротивления с ростом частоты. Поэтому чем выше частота и ток, тем больше потери мощности. На рабочих частотах той цепи, в которую включен дроссель, сопротивление переменному току может становиться очень большим, часто намного превышающим сопротивление по постоянному току, что ведет к существенному росту потерь в медных проводниках.

Кроме того, в силовых дросселях, оснащенных сердечниками с зазором, магнитное поле в зоне воздушного промежутка создает сильный локальный эффект близости, способный значительно увеличить сопротивление медных проводников по переменному току, а, значит, привести к росту соответствующих потерь и даже выходу дросселя из строя. Все описанные явления влияют на величину потерь мощности в любом электромагнитном устройстве. Взаимосвязь этих явлений значительно усложняет процесс разработки дросселей. Например, один из распространенных способов уменьшения сопротивления по переменному току — применение литцендрата. Однако при этом значительно снижается поперечное сечение проводника, что ведет к резкому росту сопротивления постоянному току.

Рассмотрим другой пример. Для снижения потерь в обмотках при работе в режимах высоких постоянных токов часто применяются дроссели с обмотками из фольги, позволяющие эффективно использовать пространство внутри сердечника. Однако появление даже очень небольшого переменного тока может привести к возникновению в таких обмотках существенных потерь. Все это неприемлемо для большинства современных силовых систем. Многие преобразователи постоянного тока требуют использования дросселей, способных работать в режиме пульсирующих токов с большой постоянной составляющей.

Даже при условии того, что переменная составляющая тока будет всегда намного меньше постоянной составляющей, сопротивление переменному току может стать на порядок больше сопротивления постоянному току. Проблема становится все более острой по мере того, как в современных установках повышается плотность тока и рабочая частота. К счастью, уже найдены способы снижения потерь по переменному току в медных проводниках.

Однако порошковые сердечники, как правило, характеризуются гораздо большими потерями на перемагничивание, чем ферритовые. Поэтому в силовых установках с высоким уровнем пульсаций тока иногда все же предпочитают использовать сердечники с зазором — из-за меньших потерь в них. Или же применяют порошковые сердечники из материала со сравнительно высокой магнитной проницаемостью и зазором, что позволяет использовать преимущества и того, и другого подхода. Но в этих случаях приходится решать проблемы, связанные с краевыми эффектами в зазорах, а также с потерями в медных проводниках, которые могут быть весьма значительными.

Другая работа, проведенная West Coast Magnetics совместно с Thayer School of Engineering, позволила найти способы решения ряда проблем, связанных с применением обмоток из литцендрата в силовых дросселях с сердечниками с зазором. Дело в том, что поле в зоне зазора бывает довольно сильным, что может привести к возникновению локальных потерь в части обмотки, расположенной близко к нему. Было показано, что для заданной геометрии сердечника и каркаса существует оптимальное соотношение параметров обмотки из литцендрата и ее расположения внутри каркаса, позволяющее минимизировать потери в обмотке.

  • ширина и высота окна внутри сердечника;
  • ширина и высота окна каркаса дросселя;
  • амплитуда и частота пульсаций тока;
  • длина зазора;
  • коэффициент заполнения каркаса;
  • диаметр жил литцендрата;
  • длина витка;
  • количество витков.

Используя эти данные, программа рассчитывает напряженность поля внутри каркаса, а также идеальное расположение в нем обмотки. Кроме того, программа определяет суммарные потери в обмотке и выбирает количество жил, требуемое для заполнения доступного внутреннего пространства. Для примера рассмотрим дроссель индуктивностью 10,6 мкГн, работающий на частоте 250 кГц со среднеквадратичным значением пульсаций тока 4 А.

Как понизить напряжение сопротивлением?

Сопротивление ограничивает ток и при его протекании падает напряжение на сопротивление (токоограничивающий резистор). Такой способ позволяет понизить напряжение для питания маломощных устройств с токами потребления в десятки, максимум сотни миллиампер. Примером такого питания можно выделить включение светодиода в сеть постоянного тока 12 (например, бортовая сеть автомобиля до 14.7 Вольт). Тогда, если светодиод рассчитан на питание от 3.3 В, током в 20 мА, нужен резистор R:

R=(14.7-3.3)/0.02)= 570 Ом

Но резисторы отличаются по максимальной рассеиваемой мощности:

Ближайший по номиналу в большую сторону – резистор на 0.25 Вт. Именно рассеиваемая мощность и накладывает ограничение на такой способ питания, обычно мощность резисторов не превышает 5-10 Вт. Получается, что если нужно погасить большое напряжение или запитать таким образом нагрузку мощнее, придется ставить несколько резисторов т.к. мощности одного не хватит и ее можно распределить между несколькими. Способ снижения напряжения резистором работает и в цепях постоянного тока и в цепях переменного тока. Недостаток – выходное напряжение ничем нестабилизировано и при увеличении и снижении тока оно изменяется пропорционально номиналу резистора.

Как понизить переменное напряжение дросселем или конденсатором?

Если речь вести только о переменном токе, то можно использовать реактивное сопротивление. Реактивное сопротивление есть только в цепях переменного тока, это связно с особенностями накопления энергии в конденсаторах и катушках индуктивности и законами коммутации. Дроссель и конденсатор в переменном токе могут быть использованы в роли балластного сопротивления. Реактивное сопротивление конденсатора зависит от его емкости (чем меньше С, тем больше сопротивление) и частоты тока в цепи (чем больше частота, тем меньше сопротивление).

Читайте также:  Все, что нужно знать о блокировках дифференциала на Ниву

Пример использования индуктивного сопротивление – это питание люминесцентных ламп освещения, ДРЛ ламп и ДНаТ. Дроссель ограничивает ток через лампу, в ЛЛ и ДНаТ лампах он используется в паре со стартером или импульсным зажигающем устройством (пусковое реле) для формирования всплеска высокого напряжения включающего лампу. Это связано с природой и принципом работы таких светильников. А конденсатор используют для питания маломощных устройств, его устанавливают последовательно с питаемой цепью. Такой блок питания называется “бестрансфоматорный блок питания с балластным (гасящим) конденсатором”.

Очень часто встречают в качестве ограничителя тока заряда аккумуляторов (например, свинцовых) в носимых фонарях и маломощных радиоприемниках. Недостатки такой схемы очевидны – нет контроля уровня заряда аккумулятора, их выкипание, недозаряд, нестабильность напряжения.

Заключение

Более подробно о том, что такое дроссель и зачем он нужен, можно узнать прочитав статью дроссели. Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. Также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов.

Что такое дроссель и для чего он нужен

Если вы знакомы с радиоэлектроникой или хотя бы имеете представление о том, как выглядят платы блоков питания, зарядных устройств, комплектующих компьютерной техники, то наверняка знаете, что они редко обходятся без дросселей — ферритовых колец с медной обмоткой. Какую же функцию выполняет эта деталь и в каких случаях используется?

Что такое дроссель

Слово «дроссель» произошло от немецкого Drossel — сокращать, ограничивать. В механике есть множество деталей со схожими названиями, а вот в электротехнике понятие «дроссель» может означать лишь одну из разновидностей катушки индуктивности, способную сглаживать нежелательные колебания частоты и других параметров электрического сигнала.

Закон самоиндукции не допускает резкого снижения силы тока в дросселе, формируя на выходной обмотке дополнительное напряжение.

Назначение

Установка дросселя необходима в том случае, когда любые переменные параметры тока являются нежелательными для цепи. Проще говоря, этот компонент позволяет «отсеять» помехи в заданном диапазоне, устранить паразитные пульсации и колебания.

Кроме того, иногда дроссель играет роль разделителя сигнала. С его помощью реализуется электронная изоляция участка сети, выполняется развязка частот и другие базовые операции, без которых невозможна стабильная работа сложных схем.

Ремонт и замена

Конструкция большинства дросселей относительно проста — две обмотки на круглом магнитном сердечнике. Следовательно, и ремонтировать их несложно. При обрыве обмотки достаточно выпаять компонент с платы, удалить повреждённую проволоку и намотать новую с таким же сечением.

При ремонте простых бытовых приборов допустима замена дросселя парой катушек индуктивности, резисторами с малым сопротивлением или даже перемычками, однако, прежде чем принимать такое решение, следует детально изучить схему устройства и убедиться, что удаление дросселя не нарушит её функционирование.

Законы индукции — база, на которой построена работа многих современных электронных устройств. Достоточно их изучить для того чтобы разбираться со всеми нюансами применения дросселей, трансформаторов и катушек индуктивности.

Электронный датчик дроссельной заслонки

На современных автомобилях установлены двигатели внутреннего сгорания: бензиновые и дизельные. Отличаются они составом используемой для воспламенения топливной смеси. Принцип действия таких двигателей – поршневой. Подаваемая в камеры смесь, сжимается поршнем до соответствующих показателей давления, воспламеняется от прошедшей искры. Механическая энергия сжатия и химическая – горения преобразуются в тепловую энергию, под действием которой газы расширяются, и двигают поршень обратно. Клапаны раскрываются, выпуская отработанные газы.

Не будем вдаваться в подробности действия ДВС, отметим лишь, что подаваемая в камеру смесь, готовится в карбюраторе. Там горючее обогащается кислородом из всасываемого воздуха, и порциями впрыскивается в камеру. В современных двигателях карбюраторы заменены инжекторами, в целях контроля, за выбросами в атмосферу. В таких двигателях, обогащение происходит путем впрыска порции горючего в воздушный поток, осуществляемого движениями форсунок, которыми управляет электронный блок управления. Именно такая форма подачи топлива, в сочетании с нейтрализаторами выхлопных газов (катализаторами), способна контролировать вредные выбросы в атмосферу.

Что могут датчики дроссельной заслонки

Электронный контроль осуществляется посредством датчиков, которые передают следующие данные:

  1. Показатели вращения коленвала
  2. Расхода воздуха и его температура
  3. Температуры антифриза
  4. Положение заслонок дросселя
  5. Системе обратной связи (состав выхлопных газов)
  6. Детонации в моторе
  7. Напряжение электросети
  8. Скорости движения
  9. Положение распредвала
  10. Активация кондиционера
  11. Неровности дорожного полотна

Рассмотрим подробно работу датчика ПДЗ.

Это прибор для точного дозирования топливной смеси, подаваемой в камеру сжигания двигателя. Его работа повышает КПД мотора и эффективность движения.

Угол положения ДЗ преобразуются в напряжение тока и передается на контролирующие зоны электронного блока. Исходя из угла заслонки, меняется значение напряжения, что и распознается контролером, который подает сигналы к определенным действиям во впрыскивающий механизм. При этом, после обработки сигналов с датчиков, ЭБУ определяет оптимальные параметры для экономичного режима – адаптируют программу под стиль вождения, под данный двигатель и т. д. По сути, датчики фиксируют параметры зависимости положения заслонок дросселя с изменением напряжения в цепи.

Читайте также:  Коды всех ошибок iTunes при обновлении и восстановлении iOS и как их исправить Новости Apple

Датчики заслонок бывают двух типов:

контактные (пленочно резисторные) – которые напрямую связаны с осью заслонки, при вращении которой, перемещаются контакты датчика по полозьям. При этом преодолевается высокое сопротивление и изменение напряжения, что, в конечном итоге, и является исходящим от датчика сигналом. Конструкция простая, легко диагностируется. Однако, быстро изнашивается из-за постоянного воздействия силы трения.

бесконтактные – в местах контактов расположен перемещающийся магнит, а показатели переменного магнитного поля преобразует в электронный сигнал датчики Холла. Бесконтактные датчики имеют увеличенный ресурс, однако, сложно диагностируемые.

Как работают датчики дроссельной заслонки?

Датчик расположили возле заслонки, к которой крепиться потенциометр с тремя выходами. Один выход предназначен для подачи напряжения, второй – замыкание цепи на массу, а к третьему выходу присоединен электронный блок управления автомобиля, который считывает коды (текущие и ошибки). Он измеряет напряжение на выходе, при нажатии на педаль. При закрытой заслонке напряжение имеет показатель 0,69 вольт. После нажатия на педаль газа, ось заслонки поворачивается на определенный градус, уводя за собой датчик.

Изменяется сопротивление на дорожках, а, следовательно, и напряжение. В положении полного открытия заслонки датчик фиксирует уже порядка 4 вольт. Эти данные считывает ЭБУ и инициирует изменения в подаче топлива, подбирает приемлемый режим работы двигателя, адаптируя под предпочтения водителя. Когда заслонка открыта на три четверти и более, ЭБУ включает продув системы. Закрытые заслонки становятся толчком к регулировке холостого хода, путем подачи воздуха через обходной путь.

Признаки болезни и диагностика датчика положения ДЗ

Исправный датчик обеспечивает плавный ход машины и полное сгорание горючего. Если машину начинает дергать и мотать при нажатии на педаль, то это может быть признаком неправильной работы датчика. Причинами выхода из строя прибора служат:

— ослабление или потеря контакта клемм с дорожками. Стирание резисторной пленки всегда ведет к поломке прибора.

— повреждение самих дорожек, из-за использования материалов низкого качества

— выход из схемы цепи одного или нескольких сопротивлений

— сбой программы датчика Холла

Признаки болезни приборы:

  1. Затруднение пуска двигателя, даже после разогрева.
  2. Наблюдается больное расходование горючего.
  3. Ход прерывистый
  4. Затруднено ускорение автомобиля
  5. Завышение оборотов на холостом ходу
  6. Слышатся хлопки в выхлопных трубках
  7. Может заглохнуть на холостом ходу
  8. Светится индикатор Check Engine

Эти симптомы могут наблюдаться и при поломке других деталей и систем. Поэтому прежде чем кидаться менять датчик, нужно провести тестирование.

Для определения характера неисправности, в частности датчиков на отечественных марках, нужно произвести замеры напряжения вольтметром. Учитывая параметры нормы (закрытые заслонки – 0,69В, полностью открытые – 4В), снять показания вольтметра при включенном зажигании, при полном вдавливании в пол педали. По совпадению с нормальными параметрами можно судить о неисправности. Пошаговая рекомендация:

  1. Открыть доступ к датчику (снять фильтр, патрубки)
  2. Снять соединитель с разъема, пол которым можно увидеть три контакта – масса, контакт напряжения и питание. На некоторых моделях добавлен четвертый контакт – клемма холостого хода.
  3. Снимаем показания напряжения между массой и питанием (норма 5В и 12В, в зависимости от модели авто)
  4. Затем замеряем напряжение между выходным контактом и массой (0,7 при закрытых заслонках, до 5В – в состоянии максимального открытия). Вручную изменяем угол отклонения заслонки и фиксируем показания каждого положения. Так определяются зоны отсутствия или недостаточного контакта.
  5. Можно замерить сопротивление между массой и выходным напряжением (норма – от 2,5 кОм до 1 кОм).

Эти действия касаются диагностики контактного датчика. Бесконтакный его собрат тестируется на спец. оборудовании.

В основном, некорректную работу датчика ПДЗ выявляет тестирование автосканером, при считке кодов ошибок, среди которых будет и код датчика.

Ремонт датчика положения дроссельной заслонки

Ремонт такого устройства может стоить дороже его замены. Поэтому, неисправный датчик чаще заменяют новым, а не чинят. Изначально в приборе заложен эксплуатационный срок, соответствующий 50 тыс. пробега. Периодически зачищая контакты и промывая спиртом, можно увеличить срок работы в несколько раз.

Заменить датчик может практически любой автолюбитель (мы сейчас не говорим о блондинках за рулем), достаточно знать несколько маленьких хитростей:

  • Если нарушена целостность пыльника, замените и его
  • Во время входа зацепов оси заслонки в пазы датчика, корпус надо поворачивать по часовой стрелке. Затем разворачиваем в обратном направлении, чтобы совместить крепежные отверстия болтов.
  • Все процедуры нужно проводить после обесточивания агрегата. Иначе, ЭБУ считает их как ошибку, и Check не погаснет даже после смены датчика.

Далее потребуется регулировка работы замененного устройства:

  • При необходимости сделать надпилы над филем для свободного хода корпуса датчика.
  • Присоединить клеммы аккумулятора. Добиться значения напряжения в 0.7 вольт выходного контакта. Включить зажигание и, вместе с присоединенным вольтметром, вращать до необходимых пределов. Снова обесточить
  • Включаем зажигание, давая возможность ЭБУ запомнить измененные параметры нового датчика.

Подведем итог: датчик ПДЗ – маленький прибор, с большой и ответственной функцией. От его правильной работы зависят эксплуатационные характеристики сердца любого автомобиля – его двигателя. Своевременное выявление неисправностей и аккуратное его использование – залог долгой бес проблемной работы мотора.

Ссылка на основную публикацию
Электрическая регулировка сидений Автокресла
Электропривод на сидения своими руками - схема, фото, видео Установить электропривод передней спинки сидения на автомобиль ВАЗ с передним приводом...
Штрафы водителям, не пропустившим пешеходов — особенности, размеры, наказание
Непропуск пешехода «Должен ли я был пропускать пешехода?» — с таким вопросом в редакцию обратился житель Бреста, приславший неоднозначную видеозапись....
Штрафы ГИБДД за превышение скорости в 2020 году — что важно знать
Дорожный знак 6 Чего греха таить, некоторые водители, приобретая некий (подчас, непродолжительный) опыт управления транспортным средством, позволяют себе весьма пренебрежительно...
Электрическая схема ВАЗ 2108, 2109, 21099 с низкой панелью приборов
Электрооборудование 2108 Полная схема — Энциклопедия журнала За рулем Схема электрооборудования автомобилей ВАЗ–2108, ВАЗ-21083, ВАЗ–2109, ВАЗ-21093 и ВАЗ-21099 исполнения «стандарт»...
Adblock detector