Nærhedseffekt (elektroteknik)

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning
Oprettelse af nærhedseffekten
Stray felter i en skematisk snitvisning af en transformer

Proximityeffekten (af engelsk. Proximity effekt, nærhed effekt ') angiver et tab i effekt elektriske spoler, som er drevet af vekselstrøm. Hvis man ser på lederens tværsnit af en enkelt omdrejning, ændres strømfordelingen på en asymmetrisk måde på grund af yderligere inducerede hvirvelstrømme. Disse er forårsaget af magnetfelterne i de omgivende ledere, hvilket forklarer navnet på effekten.

beskrivelse

På billedet er skabelsen af ​​effekten i vindingvinduet i en transformerkerne skitseret til det enkleste tilfælde. Den aktuelle forskydning i lederne er også angivet skematisk - for et enkelt lederpar - så det forekommer allerede i dette enkleste tilfælde. Det er tydeligt synligt, at strømmen er koncentreret på lederens inderside, og lederens tværsnit er ikke længere fuldt ud udnyttet.

I eksemplet forekommer nærhedseffekten i tæt pakkede viklinger af transformere af switchede strømforsyninger ved højere frekvenser. I dette tilfælde opsummerer det derefter effekten af ​​de herreløse felter mellem de enkelte lederpar, som derefter danner viklingslagene, i spolerne og transformatorerne .

Et andet eksempel, hvor nærhedseffekten skal forhindres, er spolerne på induktionsplader .

De nuværende forskydninger er forårsaget af de såkaldte herreløse fluxer i de magnetiske kredsløbs vekslende felter [1] .

Årsagen til nærhedseffekten fremmes af:

  • Tilstødende spoletråde,
  • Endelig magnetisk ledningsevne for materialet i det magnetiske kredsløb (giver mulighed for et vildfarende felt)
  • Luftgab i magnetkredsløbet (ekstremt tilfælde med stangkerne eller luftkernespole).

Desuden trænger de vildfarne felter ind i de snoede ledninger og fremkalder hvirvelstrømme der. Yderligere ledningstab og dermed varme opstår, den elektriske kvalitet forringes, og i strømapplikationer kan komponenten ødelægges af temperaturstigningen. Disse virvelstrømme forekommer ud over nærhedseffekten i tilfælde af lækageflux.

Nærhedseffekten må ikke forveksles med hudeffekten . Hudeffekten forekommer også med en enkelt, fri og lige leder. Begge effekter forårsager en ohmsk modstand, der stiger med frekvensen, men årsagerne er forskellige. Nærhedseffekten forekommer også med lederpakker lavet af tynde tråde selv ved lave frekvenser. I praksis forekommer nærhed og hudvirkninger sammen i højfrekvente spoler.

Dette kan afhjælpes ved:

  • Symmetrisk indlejring af sving og viklinger (trykvikling).
  • Hvis det er muligt, enkeltlagsviklinger til lange kerner.
  • Ingen "døde" viklinger i nærheden af ​​vekselstrømførende viklinger.
  • Polstring af viklingen i området med korte luftgab (også effektiv til at undertrykke hvirvelstrømme).
  • Resonanskobling til transformere fremstillet af stangkerne eller luft-kernespoler.
  • Opdel de solide ledninger i højfrekvente tråde (separat isolerede trådede ledninger), svarende til de laminerede kerner til transformere. Det er ikke nødvendigt her, at strengene er sammenflettet, som det er tilfældet med rigtige HF -tråde; vridning af trådene langs længdeaksen er tilstrækkelig. En "forkert", det vil sige kun snoet , "højfrekvent streng" medfører allerede den ønskede forbedring, da de strandede ledninger ændrer deres position i det omstrejfende felt med samme diameter (snoet leder [2] ).

Kapacitive shunts ved højere frekvenser (typisk> 1 MHz. Selv harmoniske i switch-mode strømforsyninger!) Betyder, at fordelene ved løsningen med den strandede ledning annulleres igen.

For strimmelledere skal der lægges særlig vægt på retningen af ​​de vildfarne felter; de skulle løbe med og ikke hen over dem.

Individuelle beviser

  1. ^ Lloyd H. Dixon: Switching Regulated Power Supply Design Seminar Manual. Unitrode, 1990.
  2. ^ AEG hjælpebog / manual for elektroteknik, AEG-Telefunken, 10. udgave 1967, s. 144, LCCN 67-24079