Содержание
Что такое дроссель в электрике: устройство, назначение, проверка
Чтобы понять, как работает схема, необходимо знать не только состав элементов, но и точно представлять, что делает конкретный элемент или их группа. В этой статье будем разбираться с тем, что такое дроссель, как он устроен и работает в различных устройствах и схемах.
Содержание статьи
- 1 Что такое дроссель, внешний вид и устройство
- 2 Свойства, назначение и функции
- 3 Виды и примеры использования
- 3.1 Дроссель в лампах дневного света
- 3.2 Зачем нужен дроссель в блоке питания
- 4 Как проверить дроссель мультиметром
Что такое дроссель, внешний вид и устройство
Дроссель — это один из видов катушки индуктивности, представляет собой специальную медную проволоку, намотанную на сердечник. Но не всё так просто, бывают они и без сердечника, называются бескаркасные или воздушные. Внешне некоторые похожи на трансформатор. Отличие в том, что дроссель имеет только одну обмотку, а у трансформатора их две или больше. Если вывода только два, то перед вами точно не трансформатор.
Дроссели без сердечника представляют собой намотанную спиралью проволоку. Как выглядит дроссель в электротехнике разобрались, теперь поговорим о его конструкции.
Что такое дроссель: это намотанная в виде спирали медная проводка с сердечником или без
Как уже говорили, сердечник у дросселя может быть, а может и не быть. Сердечник может быть из токопроводящего материала — металла, а может из магнитного. Наличие или отсутствие сердечника, а также его тип (не только материал, но и форма) влияют на параметры катушки индуктивности.
Элементы без сердечников применяются для отсечения высоких частот, с сердечником чаще применяют для накопления энергии. Есть и ещё один момент: если сравнить дроссели с одинаковыми параметрами с сердечником и без, то те которые его имеют, размером намного меньше. Чем лучше проводимость сердечника, тем меньше идёт проволоки и меньшие размеры имеет элемент.
Схематическое изображение дросселя с магнитным сердечником и без
Несколько слов о проволоке, которую используют для намотки дросселя. Это специальный изолированный провод. Изоляция — тонкий слой диэлектрического лака, он незаметен, но изолирует хорошо. Так что, при самостоятельной намотке катушки, не используйте обычную проволоку, только специальную, покрытую изоляцией.
Дроссель на схеме обозначается графическим изображением полуволны. Если он с магнитным сердечником, добавляется черта. Если требуется какой-то специальный металл это также указывается рядом со схематическим изображением. Также может быть указан диаметр провода (L1).
Свойства, назначение и функции
Теперь разберём, что такое дроссель с точки зрения электрики. Если говорить коротко — это элемент, который сглаживает ток в цепи, что отлично видно на графике. Если подать на него переменный ток, увидим, что напряжение на катушке возрастает постепенно, с некоторой задержкой. После того, как напряжение убрали, в цепи еще какое-то время протекает ток. Это происходит так как поле катушки продолжает «толкать» электроны благодаря запасённой энергии. То есть, на дросселе ток не может появляться и исчезать мгновенно.
Ток на дросселе возрастает плавно и так же плавно снижается. Глядя на эти графики становится понятно, что дроссель — это элемент, сглаживающий ток
Это свойство и используют, когда надо ограничить ток, но есть ограничения по нагреву (желательно его избежать). То есть дроссель используют как индуктивное сопротивление, задерживающее или сглаживающее скачки тока. Как и резистор, катушка индуктивности имеет определённое сопротивление, что вызывает падение напряжение и ограничивает ток. Вот только греется намного меньше. Потому его часто используют как индуктивную нагрузку.
У дросселя есть два свойства, которые тоже используют в схемах.
- так как это подвид катушки индуктивности, то он может запасать заряд;
- отсекает ток определённой частоты (задерживаемая частота зависит от параметров катушки).
В некоторых устройствах (в люминесцентных лампах) дроссель ставят именно для накопления заряда. Во всякого рода фильтрах его используют для подавления нежелательных частот.
Виды и примеры использования
Чтобы более точно усвоить, что такое дроссель, поговорим о конкретном применении этого элемента в схемах. Его можно увидеть практически в любой схеме. Их ставят, если надо развязать (сделать независимыми друг от друга) участки, работающие на разной частоте. Они сглаживают резкие скачки тока (увеличение и падение), используются для подавления шумов. В некоторых схемах работают как стартовые, способствуя увеличению напряжения в момент старта. В зависимости от назначения, делятся на следующие виды:
Как видите, дроссели в электрике имеют широкое применение. Есть они в любой бытовой аппаратуре, даже в лампах. Не тех, которые работают с лампами накаливания, а тех, которые называют лампами дневного света, а так же в экономках и в светодиодных. Просто там они очень небольшого размера. Если разобрать плеер, проигрыватель, блок питания, — везде можно найти катушку индуктивности.
Дроссель в лампах дневного света
Для работы лампы дневного света необходим пуско-регулирующий аппарат. В более «старом» варианте он состоит из дросселя и стартера. Зачем дроссель в люминесцентной лампе? Он выполняет сразу две задачи:
- При пуске накапливает заряд, необходимый для розжига лампы (пусковой).
- Во время работы сглаживает возможные перепады тока, обеспечивая стабильное свечение лампы.
Как подключается дроссель в светильнике дневного света
В схеме люминесцентной лампы с электромагнитным ПРА, дроссель включается последовательно с лампой, стартер — параллельно. При неисправности одного из элементов или сгорании лампы, она просто не зажигается. Принцип работы этого узла такой. При включении напряжения в 220 В недостаточно для старта лампы. Пока она холодная, имеет очень большое сопротивление и ток течёт через постепенно разогревающиеся катоды лампы, затем через стартер.
В стартере есть биметаллический контакт, который при прохождении тока нагревается, начинает изгибаться. В какой-то момент он касается второго неподвижного контакта, замыкая цепь. Тут в работу вступает дроссель, пока грелся контакт стартера, он накапливал энергию. В момент когда происходит разряд стартера, он выдаёт накопленную энергию, увеличивая напряжение. В момент старта оно может достигать 1000 В. Этот разряд провоцирует разгон электродов, вырывая их из катодов лампы. Высвобождённые электроды начинают движение, ударяются о люминесцентное покрытие лампы, она начинает светиться. Дальше ток протекает не через стартер, а через лампу, так как её сопротивление стало ниже. В этом режиме дроссель работает на сглаживание скачков тока. Как видим, катушка индуктивности работает и как стартовая, и как стабилизирующая.
Зачем нужен дроссель в блоке питания
Как уже говорили, дроссель сглаживает пульсации тока. Если он при этом обладает значительным сопротивлением, параметры можно подобрать так, чтобы подавить определённые частоты.
Дроссель для сглаживания пульсаций
Второе назначение дросселя в блоке питания — сглаживание тока. Для этого используют низкочастотные дросселя с сердечниками из магнитной стали. Пластины друг от друга изолированы слоем диэлектрика (могут быть залиты лаком). Это необходимо чтобы избавится от самоиндукции и токов Фуко. Катушки такого типа имеют индуктивность порядка 1 Гн, так что сглаживают любые колебания тока, гасят его выбросы.
Как проверить дроссель мультиметром
Что такое дроссель и для чего его применяют разобрались, теперь ещё стоит научиться определять его работоспособность. Если мультиметр может измерять индуктивность, всё несложно. Просто проводим измерение. Если параметры дросселя нам неизвестны, выставляем самый большой предел измерений. Обычно это несколько сотен Генри. На шакале обозначаются русскими Гн или латинской буквой H.
Установив переключатель мультиметра в нужное положение, щупами касаемся выводов катушки. На экране высвечивается какое-то число. Если цифры малы, переводим переключатель в одно из следующих положений, ориентируясь по предыдущим показателям.
Функция измерения индуктивности есть далеко не во всех мультиметрах
Например, если высветилось 10 мГн, выставляем предел измерения ближайший больший. После этого повторно проводим измерения. В этом случае на экране высветится индуктивность измеряемого дросселя. Имея паспортные данные, можно сравнить реальные показатели с заявленными. Они не должны сильно отличаться. Если разница велика, надо дроссель менять.
Если мультиметр простой, функции измерения индуктивности в нём нет, но есть режим измерения сопротивлений, также можно проверить его работоспособность. Но в данном случае мы будем измерять не индуктивность, а сопротивление. Измерив сопротивление обмотки мы просто сможем понять, работает дроссель или он в обрыве.
Так можно проверить исправность дросселя для ламп дневного света
Для прозвонки дросселя тестером переводим переключатель мультиметра в положение измерения сопротивлений. Выставляем предел измерений, лучше выставить нижний,чтобы видеть сопротивление обмотки. Далее щупами прикасаемся к концам обмотки. Должно высветиться какое-то сопротивление. Оно не должно быть бесконечно большим (обрыв) и не должно быть нулевым (короткое). В обоих случаях дроссель нерабочий, все остальные значения — признак работоспособности.
Чтобы убедиться в отсутствии короткого замыкания на витках дросселя, можно перевести мультиметр в режим прозвонки и прикоснуться щупами к выводам. Если звенит — короткое есть, где-то есть пробой, а это значит, что нужен другой дроссель.
Зачем нужен дроссель и как он работает? Показываю, как измерить индуктивность различных дросселей
Главная » Познавательное
Познавательное
Автор Савельев Николай На чтение 3 мин Просмотров 1.5к. Опубликовано Обновлено
Среди электронных компонентов на плате практически всегда имеется дроссель, он же — катушка индуктивности. Зачем он нужен и как он работает? В этой статье я измерю индуктивность различных катушек и расскажу как работает дроссель.
Дроссель (далее катушка индуктивности) это пассивный электронный компонент, который позволяет накапливать энергию в виде магнитного поля. Катушка индуктивности состоит из сердечника и обмотки. Не стоит путать катушку и трансформатор, так как они отличаются по строению и выполняют различные функции.
На самом деле практически любой проводник может быть рассмотрен как катушка индуктивности, но зачастую индуктивность прочих элементов бесконечно мала, поэтому не учитывается.
Дроссель чаще всего выполняется в виде катушки с определенным числом витков медного провода вокруг цилиндрического или тороидального сердечника. Вот несколько дросселей, которые я выпаял из различных устройств:
Источник: Собственное фото
Вот одно из основных свойств катушки индуктивности:
Постоянный ток практически беспрепятственно протекает по катушке индуктивности, в то время, как переменный ток через него протекать не может.
Это свойство позволяет использовать дроссели в качестве цепях фильтров в импульсных источниках питания, не пропуская высокочастотные импульсы в бытовую сеть. Всё дело в реактивном сопротивлении, которое и оказывает значительное влияние на переменный ток. Это происходит из за того, что ток в полупериоде, отстает от напряжения. Если же подать на дроссель постоянное напряжение, то оно пройдет через катушку, но не сразу, что позволит использовать плавное включение нужного устройства, «сгладив» резкий импульс. Дроссель будет некоторое время запасать электроэнергию в виде магнитного поля.
Способность дросселя накапливать энергию называют индуктивностью. Единица энергии, которую может запасти дроссель называется равна 1 Генри. Для того, чтобы измерить индуктивность катушки или дросселя необходимо иметь специальный прибор — RLC Метр. Многие современные мультиметры также умеют измерять индуктивность, но не мой. Я использую отдельный бескорпусной прибор, про который я уже рассказывал ранее в следующей статье:
- Даже невздутый кондёр может оказаться неисправным. Проверяем конденсаторы на ESR-метре
Измерю им несколько дросселей, имеющихся у меня в наличии.
Источник: собственное фото
Данный элемент обладает очень маленькой индуктивностью, всего 0.03 мГ (мили Генри)
Источник: Собственное фото
Катушка цилиндрической формы, обладает индуктивностью 3.05 мГ.
Источник: Собственное фото
Тут я измерил индуктивность катушки от реле из этой статьи. Как мы видим, реле обладает большей индуктивностью, аж 2577 мГ.
Постарался объяснить все простыми словами, но надеюсь ваши комментарии помогут мне дополнить и расширить эту статью. Не стесняйтесь, пишите и критикуйте, буду рад любой обратной связи от читателя.
Оцените автора
Измерение датчика положения одной дроссельной заслонки
Измерение загрузки
Тип: | Одиночный потенциометр |
---|---|
Электропитание: | 5 В и масса от ЭБУ | Разная амплитуда |
Уровень сигнала: | от 0,6 В до 4,5 В |
Работа датчика положения дроссельной заслонки
Датчик положения дроссельной заслонки содержит потенциометр или переменный резистор, который
используется для передачи положения дроссельной заслонки в ЭБУ.
Датчик сконструирован таким образом, что его можно установить
на корпусе дроссельной заслонки, при этом вал дроссельной заслонки застревает в датчике.
Это позволяет ползунку потенциометра двигаться вместе с дроссельной заслонкой.
Некоторые датчики положения дроссельной заслонки оснащены двумя потенциометрами.
повысить надежность.
В этом примере измерения измеряется датчик положения дроссельной заслонки, содержащий только один потенциометр.
Его питание подается от ЭБУ.
Потенциометр содержит углеродную дорожку, которая подключена к источнику питания на одном конце и к
земля на другом.
Ползунок, перемещающийся по углеродной дорожке, улавливает напряжение датчика, по которому ЭБУ может определить
положение дроссельной заслонки.
Подключение лабораторного эндоскопа
Правильность работы датчика положения дроссельной заслонки можно проверить, измерив следующие напряжения сигналов:
см. рисунок 1:
Канал | Зонд | Напряжение | Диапазон |
---|---|---|---|
1 | Выходной сигнал датчика | 8 В | |
Масса на аккумуляторе | |||
2 | Положительная сторона питания датчика | 8 В | |
Минус питания датчика |
Рисунок 1: Схема измерения Рисунок 2: Измерение рабочего датчика положения дроссельной заслонки
Лабораторный эндоскоп подключается к датчику положения дроссельной заслонки через измерительный провод TP-C1812B и обратный датчик TP-BP85.
и установите режим записи.
В режиме записи выполняется потоковое измерение,
непрерывное отображение сигналов в прямом эфире на экране.
Поскольку измеряемые сигналы изменяются медленно, Automotive Test Scope ATS5004D настроен на медленную скорость измерения.
Измерение
На рис. 3 показаны осциллограммы датчика положения дроссельной заслонки при включенном зажигании и выключенном двигателе.
Этот сигнал можно загрузить и использовать для правильной настройки лабораторного объема или в качестве эталонного сигнала.
Загрузить измерение датчика положения дроссельной заслонки
Рисунок 3: Лабораторные измерения датчика положения дроссельной заслонки
Канал 1 (красный) показывает сигнал датчика положения дроссельной заслонки и канал 2 (желтый)
питание датчика.
Дроссельная заслонка медленно открывается и закрывается дважды в этом измерении, в течение которого полный диапазон
используется датчик.
Диапазон напряжения сигнала составляет от 0,6 В до 4,5 В, что соответствует полностью закрытой дроссельной заслонке и
широко открытые соответственно.
Напряжение питания постоянно остается 5 В.
Диагностика
Значения сигналов могут отличаться на разных типах блоков управления двигателем и датчиков положения дроссельной заслонки.
Обратитесь в ATIS за информацией о конкретных блоках управления двигателем и датчиках положения дроссельной заслонки.
Следующие отклонения сигнала могут указывать на проблему:
-
Нет сигнала:
Причина: задние датчики не подключены (выполните проверку подключения),
нет питания, датчик неисправен -
Слишком высокое напряжение сигнала:
Причина: плохое заземление или его отсутствие в цепи питания, сопротивление в проводке к ЭБУ, неисправность датчика -
Зашумленный сигнал:
Причина: повреждена проводка сигнала или источника питания, плохой контакт в клеммах разъема, неисправен датчик -
Сигнал показывает смещение по отношению к примерному сигналу:
Причина: область действия не настроена на связь по постоянному току:
,
плохое заземление или его отсутствие в цепи питания, сопротивление в проводке к ЭБУ
СВЯЗАННЫЕ
ПРОДУКТЫ
Автомобильный измерительный прибор ATS5004D
Измерительный провод TP-C1812B
8
Автомобильный диагностический комплект ADK5004D
ATIS
СТАТЬИ, СВЯЗАННЫЕ С
- Двойной датчик положения дроссельной заслонки
- С помощью лабораторного прибора датчик положения дроссельной заслонки измеряется при включенном ключе зажигания и выключенном двигателе.
Сигнал с датчика отображается и может быть загружен.
Чтобы помочь определить, правильно ли работает датчик положения дроссельной заслонки,
различные возможные отклонения от примерного сигнала упоминаются вместе с возможными причинами. - Датчик положения педали акселератора
- Лабораторным прибором измеряется датчик положения педали акселератора при включенном ключе зажигания и неработающем двигателе.
Сигнал с датчика отображается и может быть загружен.
Чтобы помочь определить, правильно ли работает датчик положения педали акселератора,
различные возможные отклонения от примерного сигнала упоминаются вместе с вероятными причинами. - Opel Agila с проблемами электрики
-
Opel Agila работает плохо и генерирует множество кодов ошибок, связанных с дроссельной заслонкой.
В гараже заменяют корпус дроссельной заслонки, датчики положения дроссельной заслонки, блок управления двигателем и даже часть жгута проводов,
но безрезультатно.
При измерении жизненно важных сигналов автомобильным осциллографом выявляется причина проблем.
Отказ от ответственности
Этот документ может быть изменен без уведомления.
Все права защищены.
Информация в этом примечании к применению тщательно проверена и считается надежной.
однако TiePie Engineering не несет ответственности за любые неточности.
Предупреждение о безопасности:
-
Перед измерением убедитесь, что источники опасно высокого напряжения отключены или защищены от прикосновения.
Опасными считаются напряжения свыше 30 В переменного тока (среднеквадратичное значение), 42 В переменного тока пикового значения или 60 В постоянного тока. - Соблюдайте чистоту на рабочем месте при выполнении измерений.
- Это измерение и процедуры являются примерами / рекомендациями по измерению и не являются предписанными протоколами.
-
Инженеры TiePie не могут предвидеть действия по обеспечению безопасности, которые необходимо предпринять для защиты людей и оборудования.
Перед началом измерения проверьте, какие меры безопасности необходимо применить.
Измерение постоянного тока двигателя управления дроссельной заслонкой
Измерение загрузки
Тип: | Двигатель постоянного тока |
---|---|
Источник питания: | Рабочий цикл переменный, положительный или отрицательный |
Уровень сигнала: | от -12 В до +12 В |
Работа исполнительного электродвигателя дроссельной заслонки
Многие системы управления двигателем содержат двигатель управления холостым ходом.
В более старых версиях скорость холостого хода регулируется внешним клапаном,
дроссельный клапан.
В качестве замены внешней версии установлен дроссельный клапан, управляющий главным дроссельным клапаном.
используется все больше и больше.
Возможно, что электродвигатель управления дроссельной заслонкой используется системой «привод по проводам».
В этом случае двигатель управления дроссельной заслонкой используется не только для регулирования холостого хода.
но и для двигателя под (высокой) нагрузкой.
Двигатель управления дроссельной заслонкой в этом примере измерения представляет собой двигатель постоянного тока, обе клеммы которого
подключены к мосту H в ECU.
Рабочий цикл и частота сигналов моста H изменяются.
На других автомобилях сигнал может изменяться только в рабочем цикле.
Дроссельная заслонка, управляемая двигателем, удерживается в нейтральном положении пружиной.
В этом положении двигатель работает со скоростью от 1000 до 1500 об/мин.
Когда двигатель должен работать на более низкой скорости,
ECU подает положительный сигнал рабочего цикла на двигатель
почти закрыть дроссельную заслонку.
Когда двигатель должен работать быстрее, применяется сигнал отрицательного рабочего цикла.
для дальнейшего открытия дроссельной заслонки.
Полярность и рабочий цикл сигнала определяют
направление и степень открытия дроссельной заслонки из нейтрального положения.
ЭБУ использовал сигнал датчика положения дроссельной заслонки для
определить точное положение дроссельной заслонки.
Подключение лабораторного эндоскопа
Правильное функционирование сервопривода можно проверить, измерив следующие напряжения сигналов:
см. рисунок 1:
Канал | Зонд | Напряжение | Диапазон |
---|---|---|---|
1 | Напряжение сигнала на положительной стороне двигателя постоянного тока | 20 В | |
Напряжение сигнала на отрицательной стороне двигателя постоянного тока |
Рисунок 1: Схема измерения Рисунок 2: Измерение работающего двигателя управления дроссельной заслонкой
Лабораторный эндоскоп подключается к двигателю управления дроссельной заслонкой через измерительный провод TP-C1812B и обратный датчик TP-BP85.
Лабораторная область установлена в нормальный режим области действия с бесконечным временем ожидания триггера.
Когда однократное измерение запускается с этими настройками,
измерение выполняется при повороте ключа в положение «включено».
Измерение
На рис. 3 показана осциллограмма управляющего электродвигателя дроссельной заслонки при включенном зажигании и выключенном двигателе.
Этот сигнал можно загрузить и использовать для правильной настройки лабораторного объема или в качестве эталонного сигнала.
Загрузить измерение положения дроссельной заслонки двигателя
Рисунок 3: Лабораторные измерения исполнительного двигателя дроссельной заслонки
Канал 2 (красный) показывает генерируемый ЭБУ управляющий сигнал, измеренный на клеммах управляющего электродвигателя дроссельной заслонки.
Измерение запускается поворотом ключа в положение «включено».
В начале измерения сигнал скважности положительный,
затем короткий отрицательный период.
Впоследствии сигнал остается положительным с изменяющимся сигналом рабочего цикла, чтобы удерживать дроссельную заслонку.
в определенном положении, чтобы иметь возможность пропускать достаточное количество воздуха при запуске двигателя.
Диагностика
Значения сигналов могут различаться на разных типах блоков управления двигателем и электродвигателях управления дроссельной заслонкой.
Обратитесь в ATIS за информацией о конкретных блоках управления двигателем и двигателях управления дроссельной заслонкой.
Следующие отклонения сигнала могут указывать на проблему:
-
Нет сигнала:
Причина: задние датчики не подключены (выполните проверку подключения),
H-мост неисправен, двигатель управления дроссельной заслонкой неисправен -
Слишком высокое напряжение сигнала:
Причина: плохое заземление или отсутствие заземления для ЭБУ, сопротивление в проводке к ЭБУ -
Зашумленный сигнал:
Причина: повреждена проводка сигнала, плохой контакт в клеммах разъема,
двигатель управления дроссельной заслонкой неисправен -
Сигнал показывает смещение:
Причина: область действия не настроена на связь по постоянному току:
СВЯЗАННЫЕ
ПРОДУКТЫ
Прибор для автомобильных испытаний ATS5004D
Измерительный провод TP-C1812B
Задний датчик TP-BP85
Автомобильный диагностический комплект ADK5004D
4039305
3
СВЯЗАННЫЕ
ИЗДЕЛИЯ
- Датчик положения дроссельной заслонки Одинарный
- Лабораторным прибором измеряется датчик положения дроссельной заслонки при включенном ключе и неработающем двигателе.
Сигнал с датчика отображается и может быть загружен.
Чтобы помочь определить, правильно ли работает датчик положения дроссельной заслонки,
различные возможные отклонения от примерного сигнала упоминаются вместе с вероятными причинами. - Двойной датчик положения дроссельной заслонки
- Лабораторным прибором измеряется датчик положения дроссельной заслонки при включенном ключе зажигания и выключенном двигателе.
Сигнал с датчика отображается и может быть загружен.
Чтобы помочь определить, правильно ли работает датчик положения дроссельной заслонки,
различные возможные отклонения от примерного сигнала упоминаются вместе с возможными причинами. - Датчик положения педали акселератора
- С помощью лабораторного прибора измеряется датчик положения педали акселератора при включенном ключе зажигания и неработающем двигателе.
Сигнал с датчика отображается и может быть загружен.
Чтобы помочь определить, правильно ли работает датчик положения педали акселератора,
различные возможные отклонения от примерного сигнала упоминаются вместе с вероятными причинами.
Отказ от ответственности
Этот документ может быть изменен без уведомления.
Все права защищены.
Информация в этом примечании к применению тщательно проверена и считается надежной.
однако TiePie Engineering не несет ответственности за любые неточности.
Предупреждение о безопасности:
-
Перед измерением убедитесь, что источники опасно высокого напряжения отключены или защищены от прикосновения.
Опасными считаются напряжения свыше 30 В переменного тока (среднеквадратичное значение), 42 В переменного тока пикового значения или 60 В постоянного тока. - Соблюдайте чистоту на рабочем месте при выполнении измерений.
- Это измерение и процедуры являются примерами / рекомендациями по измерению и не являются предписанными протоколами.
- Инженеры TiePie не могут предвидеть действия по обеспечению безопасности, которые необходимо предпринять для защиты людей и оборудования.
Добавить комментарий