Induktorer er de vigtigste komponenter i det elektriske domæne. Sammenlignet med andre typer af induktorer , toroidal induktor spiller en nøglerolle i forskelligt industrielt og kommercielt udstyr, fordi disse induktorer er velkendte på grund af deres specifikke niveauer af strømbærende kapacitet og induktans . Så på nuværende tidspunkt er mange industrier afhængige af toroid-induktorer for at opfylde internationale standarder, der kræver et minimum af elektromagnetiske felter inden for fremstilling af forbrugsvarer. I mange elektroniske enheder bruges disse induktorer til at begrænse emissionerne af magnetfeltet, hvilket kan have meget alvorlige sundhedseffekter for forbrugerne. Så for at overvinde disse emissioner, er elektroniske producenter nødt til at bruge topkvalitets toroidmaterialer. Denne artikel diskuterer en oversigt over en Toroidal induktor -arbejde med applikationer.
Hvad er toroidal induktor?
En isoleret spole viklet på en ringformet magnetisk kerne, som er lavet af forskellige materialer som ferrit, pulveriseret jern osv., er kendt som en toroid-induktor. Disse induktorer har mere induktans for hver tur, og de kan bære ekstra strøm sammenlignet med solenoider med samme materiale og størrelse. Så disse bruges mest, hvor store induktanser er nødvendige. Det toroidale induktorsymbol er vist nedenfor. Der er forskellige typer toroidale induktorer som Standard toroid, SMD power, High-temperatur, Coupled toroid, Common mode toroid induktorer osv.
Toroidal induktorkonstruktion
Toroidale induktorer er konstrueret med en donut eller cirkulær ringformet magnetisk kerne, som er viklet med en længde kobbertråd. Disse ringe er lavet med forskellige ferromagnetiske materialer som siliciumstål, ferrit, lamineret jern, jernpulver eller nikkel. Denne type induktor har høje koblingsresultater mellem vikling og tidlig mætning.
Denne konstruktion giver det minimale tab inden for magnetisk flux, som hjælper med at undgå kobling af magnetisk flux af andre enheder. Denne induktor har høje induktansværdier og maksimal energitransmissionseffektivitet ved lavfrekvente applikationer.
Arbejdsprincip
En toroid induktor fungerer ganske enkelt på samme måde som enhver anden induktor, der bruges til at øge frekvenserne til de nødvendige niveauer. En toroid-induktor vrider sig for at inducere en højere frekvens. Disse er økonomiske og mere effektive at bruge sammenlignet med solenoider.
Når der tilføres strøm gennem hele toroid-induktoren, genererer den et magnetisk felt omkring den. Så den genererede magnetiske feltstyrke afhænger hovedsageligt af strømmen af den aktuelle værdi.
Magnetfeltets flux afhænger også af antallet af drejninger, der er vinkelret på strømningen af strømretningen. Denne flux ændres med samme hastighed, når ændringen inden for strømmen løber gennem induktoren. Når fluxen forbindes til spolen, inducerer den en elektromotorisk kraft i spolen i omvendt retning af påført spænding.
Toroidal induktor farvekode
På nuværende tidspunkt er toroidale kerner tilgængelige som coatede og ubelagte til brug i en række forskellige applikationer. De coatede kerner giver en glattere hjørneradius samt en viklingsflade. I disse kerner er en belægning nyttig til at give yderligere kantdækning, kantbeskyttelse og en isoleringsfunktion.
Der er forskellige farvebelægninger, der bruges i toroidale kerner som epoxymaling og parylenbelægning. Epoxymaling fås i forskellige farver som blå, grå og grøn med CFR. Epoxybelægning er godkendt af UL og bruges hovedsageligt til belægning af de toroidale kerner.
- Parylenbelægning bruges hovedsageligt til små toroidale kerneringe, der har en lavtykkelsesbelægning og høj dielektrisk styrke.
- Toroidal kernebelægning får den oprindelige permeabilitet til at falde baseret på størrelsen af kernen. Så dette kan også forekomme, når de toroidale kerner udsættes for høj permeabilitet og højere viklingskræfter.
Der er mange fordele ved at bruge farvebelagte toroidale kerner. - Disse kerner er godt matchet med forskellige slags belægninger som epoxy, parylen og pulverbelægninger for nemt at øge viklingen og også forbedre spændingsnedbrydning.
- Temperaturområdet for epoxybelægninger til at arbejde er op til 200 grader Celsius.
- Belægningen giver beskyttelse til kanterne og også en isoleringsfunktion til kernerne.
- Toroidbelægningen er påkrævet for at generere en isoleringsbarriere mellem ledning og toroidale kerner for at undgå kortslutning.
- Farvebelægningen påvirker ikke toroidens AL-værdi.
- En ringformet kerne med en epoxybelægning giver mange fordele som styrke, holdbarhed, fugtbestandighed, kemisk resistens og stærke dielektriske egenskaber.
Toroidal induktor magnetfelt
Det toroidale induktormagnetiske felt beregnes ved at bruge følgende formel.
B = (μ0 N I/2 π r)
Hvor
'I' angiver mængden af strømstrømmen gennem den toroidale.
'r' er den gennemsnitlige radius af toroid.
'n' er nr. omdrejninger for hver enhedslængde.
N = 2rn er toroidens gennemsnitlige antal drejninger for hver enhedslængde.
Fordele og ulemper
Det fordele ved toroidale induktorer omfatte følgende.
- Disse induktorer er lette.
En toroidal induktor er mere kompakt sammenlignet med andre formede kerner, fordi de er lavet med færre materialer. - Toroidinduktorer genererer høj induktans, fordi kernen med lukket sløjfe har et stærkt magnetfelt, og de udsender meget lav elektromagnetisk interferens.
- Disse er meget mere støjsvage sammenlignet med andre typiske induktorer på grund af manglen på et luftgab.
- Toroidinduktor har en lukket kredsløbskerne, så den vil have et højt magnetfelt, højere induktans og Q-faktor.
- Vindingerne er ret korte og viklet i et lukket magnetfelt, så det vil øge den elektriske ydeevne, effektiviteten og reducere forvrængning og kanteffekter.
- På grund af ligevægten i en toroid, vil lille magnetisk flux undslippe fra kernen er lav. Så denne induktor er meget effektiv og udstråler mindre EMI (elektromagnetisk interferens) til nærliggende kredsløb.
Det ulemper ved toroidale induktorer omfatte følgende.
- Den toroidale kerne forårsager af og til problemer enten under faktisk drift og test.
- Det er meget svært at vinde med maskine.
- I disse induktorer er det mere kompliceret at opnå isolering og også meget svært at have et magnetisk mellemrum mellem viklingerne.
- Toroider er sværere at vinde og også at tune. Men de er mere effektive til at producere nødvendige induktanser. For den samme induktans som en almindelig solenoide kræver en toroid færre drejninger og kan gøres mindre i størrelse.
Ansøgninger
Anvendelsen af toroidale induktorer omfatter følgende.
- Disse induktorer bruges i forskellige brancher fra telekommunikationsindustrien til sundhedssektoren.
- Toroid induktorer er anvendelige i telekommunikation, medicinsk udstyr, industriel kontrol, musikinstrumenter, ballaster, elektroniske bremser, køleudstyr, elektroniske koblinger, rumfart og nukleare områder, forstærkere & klimaanlæg udstyr.
- Disse bruges i forskellige elektroniske kredsløb som invertere, strømforsyninger og forstærkere og også i elektrisk udstyr som computere, radioer, tv'er og lydsystemer.
- Disse bruges til at opnå energieffektivitet, når lave frekvenser har brug for induktans.
- Disse bruges i SMPS eller Switch mode strømforsyninger , EMI ( Elektromagnetisk interferens ) følsomme kredsløb og filterapplikationer.
Dette er således en oversigt over en toroidal induktor og der er forskellige slags induktorer tilgængelige, der bruges i forskellige industrier. Udvælgelsen af disse induktorer afhænger hovedsageligt af forskellige egenskaber som størrelsen af kabinettet, dimension, DC modstand, tolerance, nominel induktans, emballagetype og strømværdi. Alle disse funktioner spiller en nøglerolle, mens du vælger den nøjagtige toroidinduktor til din specifikke applikation. Her er et spørgsmål til dig, hvad er en luftkerneinduktor?
