I filtri CA convenzionali sono in genere apparecchi elettrici affidabili, ma durante l'uso si verificano spesso problemi come la bruciatura della bobina, l'incollaggio dei contatti e il tintinnio del nucleo. Questo articolo analizza il motivo per cui alcuni prodotti utilizzati a livello nazionale, nonostante soddisfino gli standard IEC, non funzionano in modo affidabile e propone soluzioni per migliorare l'affidabilità dei filtri CA. Comprendendo le cause profonde di questi problemi, possiamo migliorare la progettazione e le prestazioni di questi componenti essenziali.

Comprendere le questioni fondamentali

1. Squillo del nucleo di ferro

Lo squillo del nucleo si verifica quando la forza di aspirazione di un solenoide CA diminuisce al di sotto della forza di reazione quando la corrente passa attraverso lo zero. Ciò fa sì che il nucleo non venga trattenuto saldamente e quando le superfici dei poli sono irregolari, viene prodotto del rumore: questo è noto come squillo del nucleo. Negli impianti di produzione, mentre lo standard per il rumore non deve superare i 40 dB a una distanza di 1 m, il giudizio sull’idoneità di un nucleo spesso si basa sulla valutazione umana soggettiva. Per garantire una maggiore affidabilità, i nuclei devono essere saldamente rivettati e le superfici dei poli rettificate in modo piatto per soddisfare requisiti rigorosi.

Nei casi in cui si verifica un tintinnio del nucleo durante l'uso, le cause comuni includono sporco sulla superficie del polo, anelli magnetici separati rotti o corpi estranei come particelle solide fini che cadono sulla superficie del polo, che possono amplificare il rumore.

2. Bruciatura della bobina

Esistono molteplici ragioni per il esaurimento della bobina e comprenderle può aiutare a progettare filtri più robusti:

• Margini di progettazione:Margini di progettazione insufficienti possono portare a guasti prematuri. La selezione dei materiali giusti è fondamentale, poiché l'utilizzo di filo smaltato con resistenza termica inadeguata, ad esempio inferiore a 130°C, può ridurre significativamente la durata della bobina.
• Aumento della temperatura della bobina:Idealmente, il progetto dovrebbe limitare l’aumento della temperatura a 60K o meno. Tuttavia, nel tentativo di ridurre i costi, alcuni progetti riducono il numero di spire della bobina, aumentando l'aumento della temperatura a 70K-80K o addirittura 90K. Questo calore eccessivo può degradare nel tempo la resistenza isolante della bobina, causandone il guasto.
• Aspirazione incompleta:A tensioni inferiori, la bobina potrebbe avere difficoltà a creare un'aspirazione sufficiente, prolungando il tempo necessario per gestire correnti di avvio elevate. Questa situazione può aumentare il riscaldamento, le resistenze e, infine, causare la bruciatura della bobina.
• Intervallo di tensione di lavoro:Se l'intervallo della tensione di lavoro non è sufficientemente ampio, potrebbero verificarsi problemi quando la tensione scende al di sotto dell'85% o supera il 110% del valore nominale, con conseguente surriscaldamento e bruciatura della bobina.

Per affrontare questi problemi, i produttori devono concentrarsiampliando la gamma di tensione operativae selezionando materiali che garantiscanoalta affidabilità.

3. Produzione e qualità dei materiali

È essenziale un controllo rigoroso sul processo di produzione. Ad esempio, l'ispezione in entrata del filo smaltato dovrebbe essere rigorosa per evitare problemi come pellicola di vernice irregolare o filo nudo esposto. Inoltre, il processo di avvolgimento della bobina deve essere gestito con attenzione, assicurandosi che le bobine non siano avvolte troppo strette o allentate, il che può compromettere la resistenza dell'isolamento.

Considerazioni pratiche sull'uso

Le prestazioni dibobine induttivee i filtri possono essere influenzati da diversi fattori esterni, tra cui l'alimentazione e la selezione della tensione della bobina di controllo. Quando l'alimentazione è fornita da un trasformatore, la tensione di uscita deve soddisfare gli standard di tensione nominale (Us) richiesti. Inoltre, la scelta della tensione della bobina di controllo (380 V, 220 V, 110 V o anche 12 V) può avere un impatto significativo sulle prestazioni e sull'affidabilità.

Ad esempio, la selezione di una tensione inferiore come 12 V può comportare collegamenti di contatto inaffidabili, mentre tensioni più elevate come 380 V possono introdurre rischi di sovratensione, danneggiando l'isolamento della bobina. Nei filtri di grande capacità, è generalmente consigliabile scegliere un Us di 110 V o superiore per evitare questi problemi.

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