ઇલેક્ટ્રિક થ્રોટલ - ઓપરેશનના સિદ્ધાંત અને ઉપયોગના ઉદાહરણો

દખલગીરીને દબાવવા, વર્તમાન તરંગોને સરળ બનાવવા, કોઇલ અથવા કોરના ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ઊર્જા સંગ્રહ કરવા, સર્કિટના ભાગોને ઉચ્ચ આવર્તન પર એકબીજાથી અલગ કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા ઇન્ડક્ટરને ચોક અથવા રિએક્ટર કહેવામાં આવે છે (જર્મન ડ્રોસેલનથી - મર્યાદા, ફાચર).

તેથી, વિદ્યુત સર્કિટમાં ગૂંગળામણનો મુખ્ય હેતુ ચોક્કસ આવર્તન શ્રેણીમાં વર્તમાનને પકડી રાખવાનો અથવા ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ચોક્કસ સમયગાળા માટે ઊર્જા એકઠા કરવાનો છે.

ભૌતિક રીતે, કોઇલમાં વર્તમાન તરત જ બદલી શકાતો નથી, તે મર્યાદિત સમય લે છે, - સીધા આ સ્થિતિને અનુસરે છે લેન્ઝના નિયમમાંથી.

જો કોઇલ દ્વારા પ્રવાહ તરત જ બદલી શકાય છે, તો પછી કોઇલ પર અનંત વોલ્ટેજ દેખાશે. કોઇલનું સ્વ-ઇન્ડક્ટન્સ, જ્યારે વર્તમાનમાં ફેરફાર થાય છે, ત્યારે તે જાતે જ વોલ્ટેજ બનાવે છે — સ્વ-ઇન્ડક્શનનું EMF… આ રીતે, ગૂંગળામણ વર્તમાનને ધીમું કરે છે.

જો સર્કિટમાં વર્તમાનના ચલ ઘટકને દબાવવાની જરૂર હોય (અને અવાજ અથવા કંપન એ ચલ ઘટકનું માત્ર એક ઉદાહરણ છે), તો આવા સર્કિટમાં ચોક સ્થાપિત થાય છે — પ્રેરક, જે દખલગીરી આવર્તન પર વર્તમાન માટે નોંધપાત્ર પ્રેરક પ્રતિકાર ધરાવે છે. જો પાથ પર ચોક ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે તો નેટવર્કમાં લહેરિયાં મોટા પ્રમાણમાં ઘટશે. એ જ રીતે, સર્કિટમાં કાર્યરત વિવિધ ફ્રીક્વન્સીઝના સંકેતોને એકબીજાથી અલગ અથવા અલગ કરી શકાય છે.

રેડિયો એન્જિનિયરિંગમાં, ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગમાં, માઇક્રોવેવ તકનીકમાં, હર્ટ્ઝથી ગીગાહર્ટ્ઝ સુધીના એકમોના ઉચ્ચ-આવર્તન પ્રવાહોનો ઉપયોગ થાય છે. 20 kHz ની અંદર ઓછી ફ્રીક્વન્સી ઓડિયો ફ્રીક્વન્સીઝનો સંદર્ભ આપે છે, ત્યારબાદ અલ્ટ્રાસોનિક રેન્જ — 100 kHz સુધી અને અંતે HF અને માઇક્રોવેવ રેન્જ — 100 kHz, એકમો, દસ અને સેંકડો MHz થી ઉપર.

તેથી તે થ્રોટલ છે સ્વ ઇન્ડક્શન કોઇલ, અમુક વૈકલ્પિક પ્રવાહો માટે મોટા પ્રેરક પ્રતિકાર તરીકે વપરાય છે.

જો ચોકમાં નીચા આવર્તન પ્રવાહો માટે મોટો પ્રેરક પ્રતિકાર હોવો જોઈએ, તો તેમાં મોટો ઇન્ડક્ટન્સ હોવો જોઈએ અને આ કિસ્સામાં તે સ્ટીલ કોર સાથે બનાવવામાં આવે છે. ઉચ્ચ-આવર્તન ચોક (ઉચ્ચ-આવર્તન પ્રવાહો માટે ઉચ્ચ પ્રતિકારનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે) સામાન્ય રીતે કોર વિના બનાવવામાં આવે છે.

ઓછી-આવર્તન ચોક તે લોખંડના ટ્રાન્સફોર્મર જેવું લાગે છે, માત્ર એટલો જ તફાવત છે કે તેના પર માત્ર એક કોઇલ છે. વિન્ડિંગ ટ્રાન્સફોર્મરના સ્ટીલ કોર પર ઘા છે જેની પ્લેટો એડી કરંટ ઘટાડવા માટે ઇન્સ્યુલેટેડ છે.

આવી કોઇલમાં ઉચ્ચ ઇન્ડક્ટન્સ (1 N કરતાં વધુ) હોય છે, જ્યાં તે ઇન્સ્ટોલ કરેલું હોય ત્યાં વિદ્યુત સર્કિટમાં વર્તમાનમાં થતા કોઈપણ ફેરફાર માટે તે નોંધપાત્ર પ્રતિકાર ધરાવે છે: જો વર્તમાન તીવ્રપણે ઘટવા લાગે છે, તો કોઇલ તેને ટેકો આપે છે, જો વર્તમાન શરૂ થાય છે. તીવ્ર વધારો, કોઇલ મર્યાદિત કરશે, તે ઝડપથી એકઠા થશે નહીં.

ચૉક્સના ઉપયોગના બહોળા ક્ષેત્રોમાંનું એક ઉચ્ચ-આવર્તન સર્કિટ છે... મલ્ટિ-લેયર અથવા સિંગલ-લેયર કોઇલ ફેરાઇટ અથવા સ્ટીલ કોરો પર ઘા હોય છે અથવા ફેરોમેગ્નેટિક કોરો વિના બિલકુલ ઉપયોગમાં લેવાય છે - માત્ર એક પ્લાસ્ટિક ફ્રેમ અથવા માત્ર વાયર. સર્કિટ મધ્યમ અને લાંબી શ્રેણીના તરંગો પર કાર્ય કરે છે, પછી વિભાગીય વિન્ડિંગ ઘણીવાર શક્ય છે.

ફેરોમેગ્નેટિક કોર ચોક એ સમાન ઇન્ડક્ટન્સના કોરલેસ ચોક કરતાં નાનું હોય છે. ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ પર કામગીરી માટે, ફેરાઇટ અથવા મેગ્નેટો-ડાઇલેક્ટ્રિક કોરોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેની આંતરિક ક્ષમતા ઓછી હોય છે. આવા ચોક્સ એકદમ વિશાળ આવર્તન શ્રેણીમાં કાર્ય કરી શકે છે.

જેમ તમે જાણો છો, ચોકનું મુખ્ય પરિમાણ એ ઇન્ડક્ટન્સ છે, કોઈપણ કોઇલની જેમ... આ પરિમાણનું એકમ હેનરી છે, અને હોદ્દો Gn છે. આગળનું પરિમાણ વિદ્યુત પ્રતિકાર છે (સીધા પ્રવાહમાં), ઓહ્મ (ઓહ્મ) માં માપવામાં આવે છે.

પછી અનુમતિપાત્ર વોલ્ટેજ, રેટ કરેલ પૂર્વગ્રહ વર્તમાન અને અલબત્ત ગુણવત્તા પરિબળ જેવી લાક્ષણિકતાઓ છે, જે એક અત્યંત મહત્વપૂર્ણ પરિમાણ છે, ખાસ કરીને ઓસીલેટીંગ સર્કિટ માટે. વિવિધ પ્રકારની ઇજનેરી સમસ્યાઓના નિરાકરણ માટે આજે વિવિધ પ્રકારના ચોકનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.

ચોક્સના પ્રકાર

કોઇલ વગર ચોકક્સ ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટ્સમાં ઉચ્ચ-આવર્તન અવાજને દબાવવા માટે રચાયેલ છે. તે સામાન્ય રીતે હોલો સિલિન્ડર (અથવા ઓ-રિંગ) ના રૂપમાં બનાવેલ ફેરાઇટ કોર છે જેમાંથી વાયર પસાર થાય છે.

ઓછી આવર્તન (ઔદ્યોગિક આવર્તન સહિત) પર આવા ચોકની પ્રતિક્રિયા ઓછી હોય છે, અને ઉચ્ચ આવર્તન (0.1 MHz ... 2.5 GHz) પર તે મોટી હોય છે. આમ, જો કેબલમાં ઉચ્ચ-આવર્તન દખલગીરી થાય છે, તો આવા ચોક તેને 10 ... 15 ડીબીના નિવેશ નુકશાન સાથે દબાવી દે છે.મેંગેનીઝ-ઝીંક અને નિકલ-ઝીંક ફેરાઇટનો ઉપયોગ વળાંક વિના ચોકના ચુંબકીય કોરો બનાવવા માટે થાય છે.

એસી ચોકકસ રેઝિસ્ટર (ઇન્ડક્ટિવ) રેઝિસ્ટર તરીકે, LR- અને LC-સર્કિટના તત્વો, તેમજ AC કન્વર્ટરના આઉટપુટ ફિલ્ટરમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. આવા ચોક્સ ~ 1 mA થી 10 A સુધીના પ્રવાહો માટે માઇક્રોહેનરીના દસમા ભાગથી સેંકડો હેનરીઓ સુધીના ઇન્ડક્ટન્સ સાથે બનાવવામાં આવે છે. તેઓ ફેરો- અથવા ફેરીમેગ્નેટિક સામગ્રીના બનેલા ચુંબકીય કોર પર સ્થિત એક જ કોઇલ ધરાવે છે.

એસી ચોકને ડિઝાઇન કરતી વખતે, નીચેના મુખ્ય નજીવા પરિમાણો ધ્યાનમાં લેવા જરૂરી છે: આવશ્યક શક્તિ (પ્રવાહનું સૌથી અનુમતિપાત્ર મૂલ્ય), વર્તમાનની આવર્તન, ગૌરવ અને વજન.

ગુણવત્તા પરિબળ વિવિધ પદ્ધતિઓ દ્વારા વધારી શકાય છે. ચુંબકીય સર્કિટના ઉત્પાદનના દૃષ્ટિકોણથી, તે ધ્યાનમાં લેવું જરૂરી છે કે ગુણવત્તા આના કારણે વધારી શકાય છે:

• ઉચ્ચ ચુંબકીય અભેદ્યતા અને ઓછા નુકસાન સાથે ચુંબકીય સામગ્રીની પસંદગી;

• ચુંબકીય સર્કિટના ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તારને વધારવો;

• બિન-ચુંબકીય અંતરનો પરિચય.

સ્મૂથિંગ chokes — કન્વર્ટરના ઇનપુટ અથવા આઉટપુટ પર વોલ્ટેજ અથવા વર્તમાનના ચલ ઘટકને ઘટાડવા માટે રચાયેલ કન્વર્ટરના તત્વો. આવા ચોકમાં વર્તમાનમાં એક જ વિન્ડિંગ હોય છે જેમાં (AC ચોક્સથી વિપરીત) AC અને DC બંને ઘટકો હાજર હોય છે. ચોક કોઇલ લોડ સાથે શ્રેણીમાં જોડાયેલ છે.

ચોકમાં મોટું ઇન્ડક્ટન્સ હોવું આવશ્યક છે (પ્રેરક પ્રતિકાર). તેના વિન્ડિંગ વખતે, વોલ્ટેજના વૈકલ્પિક ઘટકમાં ઘટાડો જોવા મળે છે, જ્યારે સતત ઘટક (વિન્ડિંગના નાના સક્રિય પ્રતિકારને કારણે) લોડ પર મુક્ત થાય છે.

વર્તમાન ઘટકો સીધો ચુંબકીય પ્રવાહ બનાવે છે (જે મેગ્નેટાઇઝર તરીકે કામ કરે છે) અને ચોક ચુંબકીય સર્કિટમાં વૈકલ્પિક પ્રવાહ બનાવે છે, સાઇનસૉઇડલ… વર્તમાનના સતત ઘટકને લીધે, ચુંબકીય સર્કિટમાં ચુંબકીય પ્રવાહ (ઇન્ડક્શન) પ્રારંભિક ચુંબકીયકરણ વળાંક અનુસાર બદલાય છે, જ્યારે ચલ ઘટકને કારણે, ચુંબકીયકરણ રિવર્સલ અનુરૂપ વર્તમાન મૂલ્યો પર આંશિક ચક્રમાં થાય છે.

જેમ જેમ વર્તમાન વધે છે તેમ, ચુંબકીય પ્રવાહનો વૈકલ્પિક ઘટક ઘટે છે (સતત વૈકલ્પિક વર્તમાન ઘટક પર), જે વિભેદક ચુંબકીય અભેદ્યતામાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે અને તે મુજબ, ચોકના ઇન્ડક્ટન્સમાં ઘટાડો થાય છે. શારીરિક રીતે, વધતા ચુંબકીય પ્રવાહ સાથે ઇન્ડક્ટન્સમાં ઘટાડો એ હકીકતને કારણે છે કે જેમ જેમ આ પ્રવાહ વધે છે તેમ, ચોકનું ચુંબકીય સર્કિટ વધુને વધુ સંતૃપ્ત થાય છે.

સંતૃપ્તિથી ગૂંગળામણ AC સર્કિટમાં એડજસ્ટેબલ પ્રેરક પ્રતિક્રિયા તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે. આવા ચોકમાં ઓછામાં ઓછા બે વિન્ડિંગ્સ હોય છે, જેમાંથી એક (કાર્યકારી) વૈકલ્પિક વર્તમાન સર્કિટમાં શામેલ હોય છે, અને અન્ય (કંટ્રોલ) - ડીસી સર્કિટમાં. સંતૃપ્તિ ચોક્સના સંચાલનનો સિદ્ધાંત એ વળાંક B ની બિનરેખીયતાનો ઉપયોગ કરવાનો છે. (H) ચુંબકીય સર્કિટના, જ્યારે તેઓ નિયંત્રણ અને ઓપરેટિંગ પ્રવાહો દ્વારા ચુંબકિત થાય છે.

આવા ચોકના ચુંબકીય સર્કિટમાં કોઈ બિન-ચુંબકીય અંતર નથી. ચુંબકીય સર્કિટમાં ચુંબકીય પ્રવાહના ચલ ઘટકનું નોંધપાત્ર રીતે ઊંચું મૂલ્ય અને તેના ફેરફારની સાઇનસૉઇડલ પ્રકૃતિ સંતૃપ્તિ ચોક્સની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ (સ્મૂથિંગ ચૉક્સની તુલનામાં) છે.

ઇલેક્ટ્રોનિક સાધનોનો વિકાસ ચોક્સ પર વિવિધ આવશ્યકતાઓ લાદે છે, ખાસ કરીને, તેને કદમાં ઘટાડો અને ઉચ્ચ ઘટક એસેમ્બલી ઘનતાની સ્થિતિમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક હસ્તક્ષેપના સ્તરમાં ઘટાડો જરૂરી છે. આ સમસ્યાને ઉકેલવા માટે વિકસાવવામાં આવી હતી સપાટી માઉન્ટ બોર્ડ પર આધારિત મલ્ટિલેયર ફેરાઇટ ચિપ ફિલ્ટર્સ.

આવા ઉપકરણો પાતળા-ફિલ્મ તકનીકનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવે છે. ફેરાઈટના પાતળા સ્તરો સબસ્ટ્રેટ પર જમા થાય છે (ઉદાહરણ તરીકે, તાઈવાની કંપની ચિલિસિન ઈલેક્ટ્રોનિક્સ Ni-Zn ફેરાઈટનો ઉપયોગ કરે છે), જેની વચ્ચે અર્ધ-ટર્ન કોઈલ માળખું રચાય છે.

સ્તરોના જુબાની પછી, જેની સંખ્યા ઘણા સો સુધી પહોંચી શકે છે, સિન્ટરિંગ થાય છે, જે દરમિયાન ફેરાઇટ ચુંબકીય કોર સાથે વોલ્યુમ કોઇલ રચાય છે. આ ડિઝાઇન માટે આભાર, છૂટાછવાયા ક્ષેત્રો ન્યૂનતમ સુધી ઘટાડવામાં આવે છે અને તે મુજબ, એકબીજા પરના તત્વોના પરસ્પર પ્રભાવને વ્યવહારીક રીતે બાકાત રાખવામાં આવે છે, કારણ કે બળની રેખાઓ મુખ્યત્વે ચુંબકીય સર્કિટની અંદર બંધ હોય છે.

ફેરાઇટ ચિપ્સ સાથે મલ્ટિલેયર ફિલ્ટર્સ: a — ઉત્પાદન ટેકનોલોજી; b — 1 મીમીના પગલા સાથે સ્કેલ સાથે સંબંધિત દેખાવ

મલ્ટિલેયર ફેરાઇટ ચિપ ફિલ્ટર્સનો ઉપયોગ કન્ઝ્યુમર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, પાવર સપ્લાય વગેરેના પાવર અને સિગ્નલ સર્કિટમાં ઉચ્ચ-આવર્તન હસ્તક્ષેપને ફિલ્ટર કરવા માટે થાય છે. ચિપ ફિલ્ટર્સના મુખ્ય ઉત્પાદકો ચિલિસિન ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, ટીડીકે કોર્પોરેશન (જાપાન), મુરાતા મેન્યુફેક્ચરિંગ કો., લિમિટેડ (જાપાન), વિષય ઇન્ટરટેક્નોલોજી (યુએસએ) વગેરે છે.

કાર્બોનિલ આયર્ન આધારિત મેગ્નેટો ડાઇલેક્ટ્રિકમાંથી બનાવેલ મેગ્નેટિક કોર ચોક 0.5 … 100.0 MHz રેન્જમાં કાર્યરત રેડિયો સાધનોમાં વપરાય છે.

ચોકમાં, બધી જાણીતી નરમ ચુંબકીય સામગ્રીઓથી બનેલા ચુંબકીય કોરોનો ઉપયોગ કરી શકાય છે: ઇલેક્ટ્રિકલ સ્ટીલ્સ, ફેરાઇટ, મેગ્નેટો-ડાઇલેક્ટ્રિક્સ, તેમજ ચોકસાઇ, આકારહીન અને નેનોક્રિસ્ટલાઇન એલોય.

ટ્રાન્સફોર્મર્સ, ચુંબકીય સંવર્ધકો અને સમાન ઉપકરણોમાં ચોકકસથી વિપરીત, ચુંબકીય સર્કિટ ચુંબકીય પ્રવાહને કેન્દ્રિત કરવા માટે કામ કરે છે જ્યારે ચુંબકીય નુકસાન ઘટાડે છે. આ કિસ્સામાં, ચુંબકીય સર્કિટ દ્વારા કરવામાં આવેલું મુખ્ય કાર્ય વ્યવહારીક રીતે તેના ઉત્પાદનને મેગ્નેટો-ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રીમાંથી બાકાત રાખે છે જે ઓછી સંબંધિત ચુંબકીય અભેદ્યતા ધરાવે છે.

મેગ્નેટો-ડાઇલેક્ટ્રિક્સ જેવી ફ્રીક્વન્સી રેન્જમાં કામ કરવા માટે ડિઝાઇન કરાયેલ વિવિધ ગ્રેડના ફેરાઇટ્સની વિશાળ શ્રેણી ઉત્પાદન માટે મેગ્નેટો-ડાઇલેક્ટ્રિક્સની એપ્લિકેશન શ્રેણીને સાંકડી કરે છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઉપકરણોના ચુંબકીય સર્કિટ. 

ગૂંગળામણ માટે એપ્લિકેશન

તેથી, હેતુ દ્વારા, ઇલેક્ટ્રિક ચોકને આમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે:

ગૌણ સ્વિચિંગ સપ્લાયમાં એસી ચોક્સ કાર્યરત છે. કોઇલ પ્રાથમિક પાવર સ્ત્રોતની ઊર્જાને તેના ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં સંગ્રહિત કરે છે, પછી તેને લોડમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે. ઇન્વર્ટિંગ કન્વર્ટર, એમ્પ્લીફાયર - તેઓ ચોક્સનો ઉપયોગ કરે છે, કેટલીકવાર ટ્રાન્સફોર્મરની જેમ બહુવિધ વિન્ડિંગ્સ સાથે. તે સમાન રીતે કામ કરે છે ફ્લોરોસન્ટ લેમ્પનો ચુંબકીય બેલાસ્ટ, રેટ કરેલ પ્રવાહને સળગાવવા અને જાળવવા માટે વપરાય છે.

એન્જિન સ્ટાર્ટીંગ ચોકકસ - વર્તમાન લિમિટર્સ શરૂ અને બ્રેકિંગ. પ્રતિરોધકોમાં ગરમી તરીકે વિસર્જન શક્તિ કરતાં આ વધુ કાર્યક્ષમ છે. 30 kW સુધીની શક્તિ સાથે ઇલેક્ટ્રિક ડ્રાઇવ્સ માટે, આવા થ્રોટલ સમાન દેખાય છે થ્રી-ફેઝ ટ્રાન્સફોર્મર (ત્રણ-તબક્કાના ચોકનો ઉપયોગ થ્રી-ફેઝ સર્કિટમાં થાય છે).

સંતૃપ્ત ચોકક્સતેનો ઉપયોગ વોલ્ટેજ સ્ટેબિલાઇઝર્સ અને ફેરોસોનન્ટ કન્વર્ટર્સમાં થાય છે (ટ્રાન્સફોર્મર આંશિક રીતે ચોકમાં રૂપાંતરિત થાય છે), તેમજ ચુંબકીય એમ્પ્લીફાયર્સમાં, જ્યાં સર્કિટના પ્રેરક પ્રતિકારને બદલવા માટે કોરને ચુંબકીય કરવામાં આવે છે.

સ્મૂથિંગ chokesમાં અરજી કરી ફિલ્ટર્સ સુધારેલ વર્તમાન લહેર દૂર કરવા માટે. ટ્યુબ એમ્પ્લીફાયર્સના પરાકાષ્ઠાના સમયમાં ખૂબ મોટા કેપેસિટરના અભાવને કારણે સ્મૂથિંગ પાવર ચોક્સ ખૂબ જ લોકપ્રિય હતા. રેક્ટિફાયર પછી તરંગને સરળ બનાવવા માટે, ચોક્સનો બરાબર ઉપયોગ કરવો પડ્યો.

જ્યારે પાવર સર્કિટમાં વેક્યુમ આર્ક લેમ્પ્સ જોડાયેલ થ્રોટલ બૂસ્ટર - આ ખાસ એમ્પ્લીફાયર હતા જેમાં ચોક્સ લેમ્પ માટે એનોડ લોડ તરીકે સેવા આપતા હતા.

ચોક ડીપી પર બહાર પાડવામાં આવેલ વધેલા એસી વોલ્ટેજને બ્લોકીંગ કેપેસિટર સી દ્વારા આગામી લેમ્પના ગ્રીડમાં ખવડાવવામાં આવે છે. તે પ્રમાણમાં સાંકડી આવર્તન શ્રેણીને વિસ્તૃત કરવા માટે જરૂરી છે અને આ બેન્ડમાં લાભની કોઈ મોટી સમાનતા જરૂરી નથી.