Herkömmliche Wechselstromfilter sind in der Regel zuverlässige Elektrogeräte, bei der Verwendung treten jedoch häufig Probleme wie Spulendurchbrennen, Kontaktverklebungen und Kernrasseln auf. In diesem Artikel wird analysiert, warum einige im Inland verwendete Produkte trotz Einhaltung der IEC-Normen nicht zuverlässig funktionieren, und es werden Lösungen zur Verbesserung der Zuverlässigkeit von Wechselstromfiltern vorgeschlagen. Indem wir die Grundursachen dieser Probleme verstehen, können wir das Design und die Leistung dieser wesentlichen Komponenten verbessern.

Die Kernthemen verstehen

1. Eisenkernklingeln

Ein Kernklingeln tritt auf, wenn die Saugkraft eines Wechselstrommagneten beim Nulldurchgang des Stroms auf weniger als die Reaktionskraft abnimmt. Dies führt dazu, dass der Kern nicht fest gehalten wird, und wenn die Poloberflächen uneben sind, entstehen Geräusche – das ist der Fall bekannt als Kernklingeln. Während in Produktionsanlagen der Lärmpegel 40 dB in einem Abstand von 1 m nicht überschreiten darf, beruht die Beurteilung, ob ein Kern gebrauchsfähig ist, oft auf der subjektiven menschlichen Beurteilung. Um eine höhere Zuverlässigkeit zu gewährleisten, sollten die Kerne fest vernietet und die Poloberflächen flachgeschliffen sein, um den strengen Anforderungen gerecht zu werden.

Kommt es während des Betriebs zu Kernrasseln, sind die häufigsten Ursachen Schmutz auf der Poloberfläche, zerbrochene einzelne Magnetringe oder Fremdkörper wie feine Feststoffpartikel, die auf die Poloberfläche fallen. All dies kann das Geräusch verstärken.

2. Durchbrennen der Spule

Es gibt mehrere Gründe für das Durchbrennen der Spule, und das Verständnis dieser Gründe kann bei der Entwicklung robusterer Filter hilfreich sein:

• Designränder:Unzureichende Designspielräume können zu einem vorzeitigen Ausfall führen. Die Auswahl der richtigen Materialien ist von entscheidender Bedeutung, da die Verwendung von Lackdraht mit unzureichender Temperaturbeständigkeit, beispielsweise unter 130 °C, die Lebensdauer der Spule erheblich verkürzen kann.
• Anstieg der Spulentemperatur:Idealerweise sollte das Design den Temperaturanstieg auf 60 K oder weniger begrenzen. Um die Kosten zu senken, reduzieren einige Designs jedoch die Anzahl der Windungen in der Spule, wodurch der Temperaturanstieg auf 70 bis 80 K oder sogar 90 K steigt. Diese übermäßige Hitze kann mit der Zeit die Isolationsfestigkeit der Spule beeinträchtigen und zu einem Ausfall führen.
• Unvollständige Absaugung:Bei niedrigeren Spannungen kann es sein, dass die Spule Schwierigkeiten hat, ausreichend Saugkraft zu erzeugen, was die Zeit verlängert, die sie für die Bewältigung hoher Anlaufströme benötigt. Diese Situation kann die Erwärmung und den Widerstand erhöhen und letztendlich zum Durchbrennen der Spule führen.
• Arbeitsspannungsbereich:Wenn der Arbeitsspannungsbereich nicht breit genug ist, können Probleme auftreten, wenn die Spannung unter 85 % fällt oder 110 % des Nennwerts überschreitet, was zu Überhitzung und Durchbrennen der Spule führen kann.

Um diese Probleme anzugehen, müssen sich die Hersteller darauf konzentrierenErweiterung des Betriebsspannungsbereichsund Auswahl von Materialien, die dies gewährleistenhohe Zuverlässigkeit.

3. Produktions- und Materialqualität

Eine strenge Kontrolle des Produktionsprozesses ist unerlässlich. Beispielsweise sollte die Eingangskontrolle von Lackdrähten streng sein, um Probleme wie einen ungleichmäßigen Lackfilm oder freiliegende blanke Drähte zu vermeiden. Darüber hinaus muss der Spulenwicklungsprozess sorgfältig durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die Spulen nicht zu eng oder zu locker gewickelt werden, was die Isolationsfestigkeit beeinträchtigen kann.

Praktische Überlegungen im Einsatz

Die Leistung voninduktive Spulenund Filter können durch mehrere externe Faktoren beeinflusst werden, einschließlich der Auswahl der Stromversorgung und der Steuerspulenspannung. Bei der Stromversorgung über einen Transformator muss die Ausgangsspannung den erforderlichen Nennspannungsnormen (Us) entsprechen. Darüber hinaus kann die Wahl der Steuerspulenspannung (ob 380 V, 220 V, 110 V oder sogar 12 V) die Leistung und Zuverlässigkeit erheblich beeinflussen.

Beispielsweise kann die Auswahl einer niedrigeren Spannung wie 12 V zu unzuverlässigen Kontaktverbindungen führen, während höhere Spannungen wie 380 V das Risiko einer Überspannung mit sich bringen und die Spulenisolierung beschädigen können. Bei Filtern mit großer Kapazität ist es im Allgemeinen ratsam, eine Spannung von 110 V oder höher zu wählen, um diese Probleme zu vermeiden.

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