Was ist eine AC-Drossel?
Eine AC-Drossel ist ein Bauteil, das in elektrische und elektronische Wechselstromkreise eingebaut wird.
Sie wird hauptsächlich zur Verbesserung des Leistungsfaktors und zur Unterdrückung von Oberwellen in Wechselrichtern eingesetzt. Das Bauteil wird in Stromkreisen benötigt, in denen große Ströme fließen.
Anwendungen von AC-Drosseln
AC-Drosseln werden in Wechselstromkreisen eingesetzt. Die spezifischen Anwendungen sind folgende:
- Klimageräte mit Wechselrichtern als Antriebseinheiten
- Werkzeugmaschinen und Züge
- Elektrische Fahrzeuge
Um eine dekarbonisierte Gesellschaft zu verwirklichen, die heutzutage ein heißes Thema ist, verwenden immer mehr Geräte in der Industrie Strom, der keine direkten CO2-Emissionen verursacht. AC-Drosseln werden immer häufiger für die Übertragung von Wechselstrom und die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom (z. B. Wechselrichter) benötigt.
Funktionsweise der AC-Drossel
Die gesamte AC-Drossel ist meist eine Spule. Sie besteht aus einer Spule, Isoliermaterial, Trägern und anderen Komponenten. Eine Spule ist ein Bauteil, das aus einem mehrfach gewickelten Draht besteht. Je öfter sie gewickelt wird, desto mehr erhöht sich die Reaktanzkomponente. Spulen, die in eine Stromversorgung eingebaut sind, werden zum Beispiel auch als Drosselspulen bezeichnet.
Es gibt auch Eisenkerndrosseln, bei denen der Draht um einen Eisenkern gewickelt ist, und Luftspulen, die keinen Eisenkern haben. Isolierende Füllstoffe werden verwendet, um den in der Spule fließenden Strom gegen ein Entweichen nach außen zu isolieren. Es werden hauptsächlich Isolierharze und Ölpapier verwendet. Die Wärmebeständigkeitstemperatur des Reaktors wird im Allgemeinen durch den Isolierfüllstoff bestimmt, da die Spulen und Träger aus Metall bestehen.
Die Spule ist eine Masse aus mehrfach gewickelten Metalldrähten und daher im Vergleich zu ihrem Volumen schwer. Sie werden daher auf Metallträgern getragen, die häufig mit Bohrungen versehen sind, um sie am Boden oder an der Wand zu befestigen.
Weitere Informationen über AC-Drosseln
1. Unterschied zwischen AC-Drosseln und DC-Drosseln
Das „AC“ in AC-Drosseln steht für „Alternating Current“ (Wechselstrom). Im Gegensatz dazu gibt es ein Bauteil namens DC-Drossel, das sich mit Gleichstrom befasst, und beide werden in Wechselrichtern verwendet.
Wechselrichter wandeln Wechselstrom intern in Gleichstrom um und schalten den Gleichstrom um, um einen Wechselstromausgang zu erzeugen. Da die Wellenform des Stroms und der Spannung erheblich verändert wird, kommt es zu Verzerrungen, die den Leistungsfaktor des gesamten Stromkreises herabsetzen und Oberschwingungen erzeugen. Der Zweck der Installation von AC- und DC-Drosseln ist die Verbesserung des Leistungsfaktors und die Unterdrückung von Oberschwingungen im Wechselrichterkreis.
Gleichstromdrosseln werden im Allgemeinen an den internen Gleichstromkreis des Wechselrichters angeschlossen. AC-Drosseln werden in den Ausgangskreis des Wechselrichters eingebaut. Im Allgemeinen haben DC-Drosseln Vorrang, da sie einen hohen Verbesserungseffekt haben, und AC-Drosseln werden installiert, wenn Oberschwingungen noch ein Problem darstellen.
Bei kleinen Lastkreisen, bei denen der Leistungsfaktor und die Oberschwingungen nicht berücksichtigt werden müssen, kann auf beide verzichtet werden.
2. Arten von Drosseln
Drosselspulen haben je nach Anwendung unterschiedliche Bezeichnungen. Die wichtigsten Arten von Drosseln sind Strombegrenzungsdrosseln, Nebenschlussdrosseln und AC/DC-Drosseln.
Strombegrenzungsdrosseln
Elektrische Stromkreise sind mit Leistungsschaltern ausgestattet, die den Stromkreis im Falle eines Kurzschlusses sicher unterbrechen können. Je höher die Spannung und der Strom sind, desto mehr muss der Schutzschalter leisten.
Drosselspulen haben stromverlangsamende Eigenschaften, daher werden Strombegrenzungsdrosseln in Reihe mit dem Stromkreis installiert, um den Strom im Falle eines Kurzschlusses zu begrenzen. Dies ermöglicht den Einsatz von preiswerten Leistungsschaltern.
Drosselspulen
Nebenschlussdrosseln sind Drosseln zur Korrektur des Leistungsfaktors. Bei Übertragungs- und Verteilungsleitungen kann es zu einer Phasenverschiebung kommen, z. B. wenn der Stromverbrauch in der Nacht niedrig ist. Nebenschlussdrosseln werden parallel zum Stromkreis installiert, um den Leistungsfaktor des phasenverschobenen Systems zu verlangsamen und zu verbessern.
AC/DC-Drosseln
Wie oben erwähnt, werden diese Drosseln installiert, um den Leistungsfaktor des Wechselrichters zu verbessern und Oberschwingungen zu unterdrücken. Obwohl sich diese Drosseln in Größe und Material unterscheiden, gibt es keinen Unterschied in der Konstruktion. Alle Drosseln bestehen aus gewickelten Drähten.