Composants inductifs
(1 125)Les changements rapides de courant sont un phénomène extrêmement dangereux qui peut endommager la carte de circuit imprimé du système électronique. Afin de se protéger efficacement contre les perturbations du courant électrique, des bobines d’arrêt à induction sont utilisées. Par conséquent, ils sont un élément extrêmement important des systèmes électrotechniques et électroniques que tout spécialiste de l'industrie devrait connaître.
Construction de la bobine d’arrêt
Malgré la fonction très importante remplie par les bobines d’arrêt, leur structure est extrêmement simple. Un fil d'épaisseur appropriée en forme de spirale est l'élément de base de la structure. La solution la plus courante consiste à enrouler la spirale sur un noyau constitué d'un matériau ferromagnétique à fortes propriétés magnétiques (notamment du cobalt, du nickel ou du fer couramment utilisé). Une autre construction moins fréquemment utilisée est la bobine d’arrêt sans noyau, c'est-à-dire remplissant la spirale d'air. L'inconvénient de cette dernière solution, cependant, est la nécessité de renforcer correctement le fil bobiné pour le protéger contre l'auto-déformation, ainsi que l'inductance plus faible par rapport aux bobines d’arrêt à noyaux (avec le même nombre de spires). L'utilisation du noyau permet en plus de régler l'inductance de la bobine d’arrêt en changeant sa position par rapport aux bobines environnantes. Selon les conditions de travail et l'application, il existe des structures équipées d'un circuit magnétique fermé – ce qu'on appelle bobines d’arrêt blindées et bobines d’arrêt à circuit magnétique ouvert.
L’application prévue et la méthode d'assemblage nécessitent l'utilisation de divers types d'éléments passifs de différentes formes et modes d'enroulement du fil. Les types de bobines d’arrêt les plus courants sont énumérés ci-dessous :
- Bobines d’arrêt SMD;
- Bobines d’arrêt THT;
- Bobines d’arrêt de compensation DMF.
Comment fonctionne une bobine d’arrêt ?
La bobine d’arrêt empêche les changements brusques de l'intensité du courant dus au champ magnétique créé autour du conducteur sous tension. Au moment d'un changement rapide de l'intensité du courant électrique circulant, le champ magnétique change également, ce qui, sous la forme de courants inverses, élimine le phénomène indésirable. La dite L'étranglement du courant est appelé auto-induction et il augmente proportionnellement aux changements du courant circulant.
L’inductance est le paramètre le plus important de la bobine d’arrêt, qui parle de facto de la capacité à générer un champ magnétique qui génère un courant inverse. Afin de faire la sélection appropriée, il faut également prendre en compte la résistance du réacteur et le courant de fonctionnement admissible. Un autre paramètre qui décrit les propriétés de la bobine est la qualité. Elle détermine la capacité d'étouffer les flux avec des fréquences s'écartant de sa propre fréquence de résonance.
L'unité qui caractérise la bobine est Henr [H]. Cette unité dit qu'un changement de 1 ampère de courant par seconde induit une tension de 1 volt.
L'augmentation de l'inductance de la bobine peut être influencée par :
- l’augmentation du nombre de tours et leur surface ;
- la sélection d'un matériau approprié avec une perméabilité relative élevée pour la structure du cœur ;
- le raccourcissement de sa longueur.
Application des bobines d’arrêt et leur fonction
Les appareils qui utilisent les éléments d'induction analysés nous entourent partout. Par conséquent, il vaut la peine de savoir où nous pouvons les trouver. Voici quelques exemples.
- Systèmes d'entraînement équipés d'onduleurs – filtrage des perturbations résultant du contrôle de la vitesse du moteur à l'aide d'un convertisseur de fréquence ;
- Tous types d'enceintes – une bobine d’arrêt anti-parasitage améliore significativement les qualités acoustiques du son généré ;
- Batteries capacitives – une bobine d’arrêt en tant qu'éléments de protection pour les condensateurs.
Bobine classique et bobine d’arrêt – différences fondamentales
Les bobines d’arrêt sont incluses dans le groupe des bobines inductives. Pour cette raison, les termes bobine d'arrêt – bobine ont été utilisés de manière interchangeable. À ce stade, cependant, il convient de noter que toutes les bobines ne sont pas des bobines d’arrêt. Ces éléments diffèrent principalement par la manière dont ils sont utilisés dans le système électrique. Le réacteur n'est qu'une bobine dont la tâche est d'empêcher le phénomène indésirable de modification de l'intensité du courant. Une autre utilisation d'une bobine (par exemple dans les électro-aimants comme source d'attraction d'éléments métalliques) signifie que cet élément ne peut pas être inclus dans le groupe des bobines d’arrêt.
Perte de puissance dans les bobines d’arrêt
La principale raison des pertes de puissance dans les bobines est la résistance du fil de bobinage. Cela provoque un échauffement de la bobine et une modification des propriétés magnétiques du noyau. Il est particulièrement dangereux en cas de courants élevés, car il peut endommager les composants électroniques et, par conséquent, entraîner la défaillance de l'ensemble du système.
Un autre détail important est la précision de la construction de la bobine. Le soin apporté à l'enroulement du fil ou les écarts appropriés entre les spires successives ont un impact fondamental sur la qualité du champ magnétique. Sa dispersion est une perte mesurable de l'efficacité de la bobine d’arrêt. Il est à noter qu'un serpentin mal réalisé peut générer de la chaleur supplémentaire, ce qui augmente le risque de surchauffe du circuit décrit ci-dessus.
La qualité du noyau lui-même a également une grande influence sur la perte de puissance. Ses performances inégales peuvent conduire à la génération d'écarts importants des paramètres réels par rapport aux valeurs nominales
Bobines d’arrêt – une sélection appropriée
En résumant, les bobines d’arrêt sont utilisées dans les appareils qui nécessitent la suppression des variations brusques de courants, le filtrage des signaux ou la protection contre les surcharges causées par les courants harmoniques. En raison de la très large application et des paramètres spécifiques à chaque bobine, une attention particulière doit être portée à la sélection de l'élément de circuit approprié. Seule une bobine d’arrêt avec une inductance appropriée et conçue pour fonctionner avec une intensité de courant spécifique peut répondre aux exigences. Par conséquent, le choix d'éléments aussi importants d'un circuit électronique ne doit pas être guidé uniquement par des aspects économiques. Il vaut la peine de parier sur un assortiment de fabricants éprouvés qui répondront aux exigences de qualité et permettront un fonctionnement à long terme et sans défaillance.
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