I reattori, noti anche come induttori, sono ampiamente utilizzati in varie applicazioni di qualità dell'energia. I reattori con nucleo in aria e con nucleo in ferro sono due tipi chiave. Le loro caratteristiche distinte soddisfano diversi requisiti di qualità dell'energia. Questo post mette a confronto questi due tipi di reattori, concentrandosi sulle principali differenze e vantaggi nell'applicazione, fornendo anche informazioni aggiuntive. Ci auguriamo che questo post possa rispondere a qualsiasi domanda tu possa avere.
1. Cosa sono i reattori con nucleo ad aria?
2. Cosa sono i reattori con nucleo in ferro?
3. Quali sono i componenti dei reattori con nucleo ad aria?
4. Quali sono i componenti dei reattori con nucleo in ferro?
5. Quali sono i confronti generali tra reattori con nucleo ad aria e reattori con nucleo in ferro?
6. Quali sono i tipi di reattori con nucleo di ferro?
7. Quali sono i confronti tra i reattori con nucleo in aria e quelli con nucleo in ferro?
Quali sono i reattori con nucleo ad aria: ltreactor
A differenza dei reattori con nucleo in ferro, i reattori con nucleo in aria non hanno un nucleo magnetico centrale. Questa caratteristica lineare evita la saturazione, ma lo spazio tra questi e gli oggetti metallici è maggiore, con conseguente ingombro maggiore del dispositivo.
I reattori con nucleo in aria utilizzano tipicamente avvolgimenti costituiti da filo, filo intrecciato o foglio di rame o alluminio. I reattori con nucleo in aria sono generalmente supportati da una struttura meccanica e posizionati su un isolante isolante. L'isolante determina la forza del potenziale del sistema di isolamento rispetto alla terra.
A parità di induttanza, i reattori con nucleo in aria hanno tipicamente un numero maggiore di spire rispetto ai reattori con nucleo in ferro. Inoltre, la mancanza di un nucleo di ferro rende i reattori con nucleo in aria più semplici e leggeri.
Quali sono i reattori con nucleo di ferro: zhiyue
Reattori con nucleo di ferrosono costruiti principalmente in acciaio laminato ad alta permeabilità e un materiale con anima in ferro. Il nucleo di ferro dirige il campo magnetico attraverso un percorso ben definito all'interno dei confini meccanici del reattore, eliminando i campi magnetici vaganti.
L'acciaio laminato è un materiale magnetico morbido con proprietà non lineari, quindi si satura a correnti elevate. Pertanto, il design del nucleo in ferro incorpora la linearizzazione, aggiungendo un traferro per eliminare i campi dispersi e stabilizzare l'induttanza.
Quali sono i componenti dei reattori con nucleo ad aria?: Researchgate
I reattori con nucleo in aria sono costituiti principalmente da avvolgimenti in alluminio o rame supportati da una struttura in alluminio. La struttura in alluminio utilizza isolatori di tipo post, riducendo al minimo i costi di isolamento.
A causa della mancanza di un nucleo di ferro, i reattori con nucleo in aria sono generalmente più grandi, hanno un numero elevato di spire e sono più alti e di diametro maggiore. Generano anche potenti campi magnetici vaganti. Pertanto, vengono spesso utilizzati insieme a banchi di condensatori montati su rack, principalmente nelle sottostazioni.
Quali sono i componenti dei reattori con nucleo di ferro? Fonte: sciencedirect
I reattori con nucleo in ferro sono costituiti principalmente da avvolgimenti in rame o alluminio avvolti attorno a un nucleo di ferro con traferro. Solitamente sono alloggiati all'interno di un recinto, il che li rende convenienti per l'uso interno o esterno. I reattori con nucleo in ferro hanno un'ampia gamma di applicazioni, tra cui la soppressione dell'ondulazione del flusso magnetico CA nei circuiti raddrizzatori, la compensazione di linee telefoniche a lunga distanza e la limitazione della corrente di avviamento del motore.
Differiscono in:
| Reattori con nucleo ad aria | Reattore con nucleo di ferro |
| Isolamento del sistema più semplice | Sofisticato sistema di isolamento |
| Principalmente valutazione corrente RMS | Corrente nominale armonica |
| Impossibile saturare | Limite di linearità |
| Ampio campo magnetico disperso | Campo disperso entro la distanza elettrica richiesta dalla tensione del sistema |
| Montaggio all'aperto su basamento in cemento | Montaggio in armadio con ingombro minimo |
Sistema di isolamento
Sistema di isolamento di origine: Wikipedia
Il sistema di isolamento si riferisce principalmente alla distanza fisica tra il nucleo e gli avvolgimenti. Poiché i reattori con nucleo in ferro hanno meno spire rispetto ai reattori con nucleo in aria, la differenza potenziale tra le spire è maggiore. Il sistema di isolamento per i reattori con nucleo in aria considera solo gli avvolgimenti, con l'eventuale differenza tipicamente portata dai postisolatori. Poiché la lunghezza dell’avvolgimento dei reattori con nucleo in ferro è significativamente più breve, la progettazione del sistema di isolamento per i reattori con nucleo in aria è ancora più critica.
Corrente nominale
Il sistema di isolamento determina principalmente l'aumento di temperatura consentito del reattore, mentre la corrente nominale misura effettivamente l'aumento di temperatura e le perdite in eccesso all'interno degli avvolgimenti. Sia nei modelli con nucleo in aria che in quelli con nucleo in ferro, le perdite del reattore con nucleo in aria si verificano solo negli avvolgimenti. Le perdite del reattore con nucleo in ferro, invece, consistono sia in perdite nell'avvolgimento che nel nucleo.
Saturazione
I reattori con nucleo in aria generalmente utilizzano aria magneticamente lineare per trasportare il campo magnetico, il che significa che la loro induttanza è indipendente dal carico di corrente. Anche i reattori con nucleo ad aria non si saturano. I reattori con nucleo di ferro, invece, utilizzano principalmente materiali magneticamente non lineari e si saturano quando la corrente supera la cosiddetta corrente lineare.
Campi magnetici vaganti
Origine dei campi magnetici dispersi: mdpi
Sebbene i reattori con nucleo di ferro possano saturarsi, riducono anche al minimo i campi magnetici dispersi. Poiché l'esposizione ai campi magnetici può influenzare il corpo umano, i reattori con nucleo in ferro richiedono telai di montaggio e spazio più piccoli rispetto ai reattori con nucleo in aria, e le apparecchiature vicine sono meno suscettibili ai campi vaganti.
Esistono molti tipi di reattori con nucleo di ferro, tra cui:
Reattori di filtro
Filtro di provenienza dai reattori: ltreactor
I reattori di filtro vengono utilizzati principalmente per ridurre i livelli di armoniche nei sistemi di alimentazione. Possono essere accoppiati con condensatori e resistori.
Reattori depotenziati
Provenienza da reattori disattivati: ltreactor
I reattori desintonizzati limitano le correnti armoniche dei carichi non lineari sul reattore entro l'intervallo di impedenza fissa di componenti quali condensatori, trasformatori e cavi. Inoltre sopprimono gli aumenti di tensione nei circuiti di carico non lineari.
Reattori di rifasamento
Reattori di correzione del fattore di potenza di provenienza: ergunelektrik
I reattori di rifasamento sono specificatamente progettati per il rifasamento. Limitano la corrente generata dalle armoniche sui condensatori, prevenendo il surriscaldamento e lo stress da corrente elevata e prolungando la vita del reattore.
Reattori di linea
Origine dei reattori di linea: transcoil
I reattori di linea sono progettati specificatamente per l'uso sul lato di ingresso di un convertitore di frequenza per mitigare le armoniche, gli scatti intempestivi e le interruzioni della linea di tensione.
Caricare i reattori
Origine dei reattori di carico: rexpowermagnetics
I reattori di carico sono progettati specificatamente per l'uso sul lato di uscita di un convertitore di frequenza per mitigare gli effetti di lunghe lunghezze dei conduttori (fenomeno delle onde riflesse) e ridurre i guasti prematuri all'isolamento del motore.
Quanto segue descrive principalmente le differenze tra reattori con nucleo in ferro e reattori con nucleo in aria.
Orma
Origine dell'impronta: Hillar
I reattori con nucleo in ferro hanno meno spire e occupano meno spazio, consentendo loro di essere posizionati vicino ad altri oggetti metallici, ad esempio all'interno di un involucro di inverter. I reattori con nucleo in aria hanno più giri, occupano più spazio e producono campi magnetici dispersi molto forti. Pertanto, durante la progettazione e l'utilizzo, è necessario considerare la distanza magnetica rispetto agli oggetti che potrebbero essere soggetti a flusso magnetico. Pertanto, l'installazione dovrebbe considerare aree come recinzioni in acciaio e cemento armato.
Peso
Poiché non hanno un nucleo di ferro, i reattori con nucleo in aria hanno un'induttanza naturalmente elevata e sono più leggeri. Gli induttori con nucleo in ferro, invece, sono più pesanti ma occupano complessivamente meno spazio.
Installazione
Origine dell'installazione: mb-drive-services
I reattori con nucleo in ferro sono generalmente installati in un involucro metallico. Questo involucro può essere l'involucro dell'inverter o un componente separato. Grazie al gioco magnetico, i reattori con nucleo in aria possono essere installati all'interno o all'esterno.
Saturazione centrale
Origine della saturazione del nucleo: potenza monolitica
I reattori con nucleo ad aria generalmente non si saturano. I reattori con nucleo di ferro, tuttavia, si saturano. I reattori con nucleo in ferro appositamente progettati possono raggiungere un'induttanza di saturazione relativamente più elevata. Progettare un nucleo di ferro con un traferro può ridurre gli effetti di saturazione.
Flusso di dispersione
Dispersione Fonte di flusso: quoracdn
I reattori con nucleo in ferro hanno un flusso di dispersione molto basso, con conseguente minore interazione con le apparecchiature circostanti e minori interferenze, rendendoli più facili da utilizzare con altri dispositivi. I reattori con nucleo in aria presentano campi magnetici vaganti significativi, che possono facilmente influenzare il corpo umano durante l'uso, richiedendo una protezione di isolamento più forte.
Costo
I reattori con nucleo in aria sono generalmente più economici in termini di progettazione, ma comportano costi aggiuntivi durante l’uso, come l’occupazione di più spazio e l’utilizzo di acciaio speciale non magnetico, che può aumentare i costi nascosti. I reattori con nucleo in ferro, invece, comportano costi aggiuntivi per i materiali, ma questi compensano il costo in termini di utilizzo.
Questo post mette a confronto brevemente i reattori con nucleo in aria e quelli con nucleo in ferro, evidenziandone le caratteristiche principali. Questi dettagli sono cruciali per diversi scenari applicativi. Se sei un ingegnere energetico professionista, puoi considerare quale tipo utilizzare in base ai requisiti specifici di ciascun progetto. Se avete ulteriori domande, non esitate a contattarci.
