Всем здравствуйте. Небольшой рассказ о тенденциях развития и изготовления разнообразных индуктивностей. Растущие требования в области улучшения качества, приводят к динамичному развитию рынка в мире. С ростом количества производимых в мире электромобилей растет спрос и на зарядные устройства.
Мобильность приносит с собой новые задачи также в области индуктивных компонентов. В системах зарядки и преобразования энергии необходимо использовать компоненты, которые гарантируют высокую эффективность устройства при соблюдении определенных стандартов безопасности. Сейчас производятся индукционные элементы большой мощности с использованием новейших технологий, используемых в процессе зарядки и преобразования энергии.
В технологии намотки индуктивных элементов, особенно элементов большой мощности, существует тенденция, когда профилированные провода регулярно заменяют провода круглого сечения. Конечно, это продиктовано гораздо более качественным заполнением обмоточной поверхности. Намотка обмотки прямоугольным проводом позволяет заполнить почти 90% доступного пространства, что является отличным результатом по сравнению с круглым проводом.
Таким образом, элементы, выполненные по такой технологии намотки, позволяют повысить КПД. Более того, из-за скин-эффекта сопротивление в медном проводе увеличивается с увеличением частоты. Ток, протекающий в проводнике, больше снаружи и меньше внутри, что приводит к увеличению потерь мощности и нагреву обмотки. Использование профилированного провода прямоугольного сечения увеличивает активную поверхность проводника, снижает скин-эффект и сопротивление. Пример трансформатора на рисунке.
Стоит отметить, что намотка бескаркасных компонентов производится непосредственно на магнитопроводе без необходимости использования каркаса. Технология таких обмоток чаще всего используется для производства мощных дросселей, реже — для трансформаторов. Такая конструкция обеспечивает равномерное прохождение тока внутри проводника. На практике правильный выбор диаметра отдельной жилы провода сводит скин-эффект к минимуму.
Стоит отметить, что провода также доступны в квадратном или прямоугольном профиле, что обеспечивает высокий коэффициент заполнения. Дополнительно можно изолировать одинарным или двойным слоем нейлона, тефлона, что обеспечивает высокую электрическую прочность изоляции. На рынке также можно найти элементы, обмотки которых выполнены из медных профилей или лент.
На практике мы часто можем наблюдать, что индуктивные элементы, предназначенные для работы в системах зарядки и преобразования энергии, помещаются в алюминиевый корпус и заполняются смолой, образуя компактный модуль. Это продиктовано, с одной стороны, защитой элемента от негативного влияния погодных условий и повышением изоляции элемента, а с другой стороны, использование наполнителя предназначено для лучшего отвода тепла, выделяемого трансформатором.
При таком конструктивном решении очень важно заполняющий материал, потому что воздух, захваченный внутри трансформатора, может значительно снизить электрическую прочность изоляции и привести к ее повреждению. Также стоит упомянуть, что индуктивные элементы используются в системах беспроводной зарядки. Две катушки с магнитной связью, одна в специально отведенной зоне, а другая в автомобиле, образуют трансформатор с большим воздушным зазором.
Катушка в отведенном месте — не что иное, как первичная обмотка трансформатора. Вторичная обмотка, с другой стороны, представляет собой катушку, расположенную в автомобиле. Энергия от первичной обмотки передается вторичной, а затем обрабатывается для зарядки аккумулятора в автомобиле. Проблемой здесь является большое рассеивание энергии, которое зависит от расстояния между катушками и достижения определенной эффективности процесса зарядки аккумулятора. Ну вот на этой ноте и завершу небольшой рассказ.