Kas yra įsiurbimo srovė ir kaip ją apriboti?

Įsijungimo srovė yra didžiausia srovė, kurią ištraukia elektros grandinė, kai ji įjungiama. Jis pasirodo keliems įvesties bangos formos ciklams. Įsijungimo srovės vertė yra daug didesnė nei pastoviosios grandinės srovė, ir ši didelė srovė gali sugadinti įrenginį arba sukelti automatinį jungiklį. Įsijungimo srovė paprastai atsiranda visuose įrenginiuose, kuriuose yra magnetinė šerdis, pavyzdžiui, transformatoriuose, pramoniniuose varikliuose ir kt. Įsijungimo srovė taip pat žinoma kaip įvesties viršįtampio srovė arba įjungimo viršįtampio srovė.

Kodėl pasirodo „Inrush Current“?

Įsiurbimo srovės priežastį lemia daugybė veiksnių. Kaip ir kai kurie įtaisai ar sistemos, kuriuos sudaro kondensatoriaus arba sklandaus kondensatoriaus atjungimas, iš pradžių krauna daug srovės, kad juos įkrautų. Žemiau pateikta schema suteiks jums idėją apie skirtumą tarp grandinės įsiurbimo, smailės ir pastovios būsenos srovės:

Didžiausia srovė: tai didžiausia srovės vertė, pasiekiama bangos forma teigiamame arba neigiamame regione.

Pastoviosios būsenos srovė: Tai apibrėžiama kaip srovė, esanti kiekviename laiko intervale, grandinėje išlieka pastovi. Pastovi pastovi srovė pasiekiama, kai di / dt = 0, o tai reiškia, kad srovė nepakinta laiko atžvilgiu.

Įsiurbimo srovės charakteristikos:

• Akimirksniu įvyksta įjungus įrenginį
• Pasirodo trumpą laiko tarpą
• Didesnė nei nominali grandinės ar įrenginio vertė

Keletas pavyzdžių, kai atsiranda įsiurbimo srovė:

• Kaitinamoji lempa
• Indukcinio variklio paleidimas
• Transformatorius
• SMPS maitinimo šaltinių įjungimas

Įsijungimo srovė transformatoriuje

Transformatoriaus įsijungimo srovė apibrėžiama kaip didžiausia momentinė srovė, kurią ima transformatorius, kai antrinė pusė nėra iškrauta arba esant atviros grandinės būsenai. Ši įsiurbimo srovė kenkia šerdies magnetinei savybei ir sukelia nepageidaujamą transformatoriaus jungiklio perjungimą.

Įsiurbimo srovės dydis priklauso nuo kintamosios srovės bangos taško, nuo kurio prasideda transformatorius. Jei transformatorius (be apkrovos) įsijungia, kai kintamosios srovės įtampa yra didžiausia, paleidimo metu neįsijungia srovė, o jei transformatorius (be apkrovos) įsijungia, kai kintama įtampa eina per nulį, tada įsijungimo vertė srovė bus labai didelė ir ji taip pat viršija sodrumo srovę, kaip matote žemiau esančiame paveikslėlyje:

Įsiurbimo srovė varikliuose

Kaip ir transformatoriaus asinchroninis variklis neturi ištisinio magnetinio kelio. Asinchroninio variklio nenoras yra didelis dėl oro tarpo tarp rotoriaus ir statoriaus. Todėl dėl šio didelio nenaudingumo asinchroniniam varikliui reikia didelės įmagnetinimo srovės, kad sukant suktųsi magnetinis laukas. Žemiau pateiktoje diagramoje parodytos visos variklio paleidimo charakteristikos.

Kaip matote diagramoje, pradinė srovė ir pradinis sukimo momentas pradžioje yra labai dideli. Ši didelė pradinė srovė, kuri taip pat vadinama įsiurbimo srove, gali sugadinti elektros sistemą, o pradinis didelis sukimo momentas gali paveikti variklio mechaninę sistemą. Jei sumažinsime pradinę įtampos vertę 50%, tai gali sukelti 75% variklio sukimo momento sumažėjimą. Taigi, norint įveikti šias problemas, naudojamos minkštojo paleidimo maitinimo grandinės (dažniausiai vadinamos minkštaisiais starteriais).

Ar mums turėtų rūpėti įsiurbimo srovė ir kaip ją apriboti?

Taip, mums visada turėtų rūpėti indukcinių variklių, transformatorių ir elektroninių grandinių, sudarytų iš induktorių, kondensatorių ar šerdies, įsiurbimo srovė. Kaip minėta anksčiau, įsiurbimo srovė yra didžiausia sistemoje patiriama didžiausia srovė, kuri gali būti dvigubai ar dešimt kartų didesnė už įprastą vardinę srovę. Šis nepageidaujamas srovės šuolis gali sugadinti įrenginį kaip transformatoriuje, o įsijungimo srovė gali sujungti automatinį jungiklį kiekvieną kartą, kai jis įjungiamas. Sureguliuokite pertraukiklio toleranciją, kuri gali mums padėti, tačiau sudedamosios dalys turėtų atlaikyti didžiausią vertę skubant.

Nors elektroninėje grandinėje kai kurie komponentai turi specifikaciją, kad atlaikytų didelę įsiurbimo srovės vertę trumpą laiką. Kai kurie komponentai labai įkaista arba sugenda, jei įsibėgėjimo vertė yra labai didelė. Taigi projektuojant elektroninę grandinę ar PCB geriau naudoti įsijungimo srovės apsaugos grandinę.

Norėdami apsaugoti nuo įsiurbimo srovės , galite naudoti aktyvųjį arba pasyvųjį įrenginį. Apsaugos tipo pasirinkimas priklauso nuo įsiurbimo srovės dažnio, našumo, kainos ir patikimumo.

Kaip ir jūs galite naudoti NTC termistorių (neigiamos temperatūros koeficientą), kuris yra pasyvus įtaisasveikia kaip elektrinis rezistorius, kurio varža esant žemai temperatūrai yra labai didelė. NTC termistorius nuosekliai jungiasi su maitinimo šaltinio įvesties linija. Jis pasižymi didele atsparumo verte aplinkos temperatūroje. Taigi, kai įjungiame prietaisą, didelis pasipriešinimas riboja įsiurbimo srovę, tekančią į sistemą. Nuolat tekant srovei, termistoriaus temperatūra kyla, o tai labai sumažina varžą. Taigi, termistorius stabilizuoja įsiurbimo srovę ir leidžia pastoviai srovei tekėti į grandinę. NTC termistorius dėl savo paprastos konstrukcijos ir mažų sąnaudų yra plačiai naudojamas srovės ribojimo tikslams. Tai taip pat turi tam tikrų trūkumų, pavyzdžiui, kad negalima pasikliauti termistoriumi esant ekstremalioms oro sąlygoms.

Aktyvūs įrenginiai yra brangesni ir taip pat padidina sistemos ar grandinės dydį. Jis susideda iš jautrių komponentų, kurie perjungia didelę gaunamą srovę. Kai kurie aktyvūs įrenginiai yra „Soft Starters“, įtampos reguliatoriai ir nuolatinės / nuolatinės srovės keitikliai.

Šios apsaugos naudojamos apsaugoti elektrinę ir mechaninę sistemą, ribojant momentinę įsiurbimo srovę. Žemiau minėtame grafike rodoma įsiurbimo srovės vertė su apsaugos grandine ir be apsaugos grandinės. Mes aiškiai matome, kokia veiksminga yra srovės apsauga.

Kaip išmatuoti įsiurbimo srovę?

Jūs visi matėte dviračio vežimėlį, kad jis judėtų, vairuotojas turi paspartinti jėgą. Kai ratas pradeda judėti, reikiama jėga sumažėja. Taigi, ši pradinė jėga yra tolygi įsiurbimo srovei. Panašiai varikliuose, kai rotorius pradeda judėti, variklis pradeda pasiekti pastovią būseną, kur jam nereikia didelės srovės.

Yra daugybė spaustukų skaitiklių (multimetrų), kurie siūlo įsiurbimo srovės matavimą. Kaip ir jūs galite naudoti „Fluke 376 FC True-RMS Clamp“ matuoklį įsiurbimo srovei matuoti. Kartais įsiurbimo srovė rodo vertę, kuri yra didesnė už automatinio jungiklio reitingą, tačiau vis tiek pertraukiklis neišsijungia. Priežastis yra ta, kad automatinis jungiklis veikia laiko srovės kreivėje, kaip jūs naudojate 10 amperų automatinį pertraukiklį, todėl daugiau nei 10 amperų įsijungimo srovė turėtų tekėti per automatą daugiau nei nominalus laikas jo.

Atlikite toliau nurodytus veiksmus, kad pamatuotumėte įsiurbimo srovę:

• Iš pradžių išbandytą įrenginį reikia išjungti
• Pasukite ratuką ir nustatykite Hz-Ã ženklą
• Įkiškite įtemptą laidą į žandikaulį arba naudokite zondą, sujungtą su spaustuko matuokliu
• Spauskite įsiurbimo srovės mygtuką spaustuko matuoklyje, kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje
• Įjunkite įrenginį, matuoklio ekrane matysite įsiurbimo srovės vertę