Kas ir ieslēgšanās strāva un kā to ierobežot?

Ieslēgšanas strāva ir maksimālā strāva, ko elektriskā ķēde uzņem brīdī, kad tā tiek ieslēgta. Tas parādās dažiem ievades viļņu formas cikliem. Ieslēgšanas strāvas vērtība ir daudz augstāka par ķēdes līdzsvara stāvokli, un šī lielā strāva var sabojāt ierīci vai iedarbināt automātisko slēdzi. Ieplūdes strāva parasti parādās visās ierīcēs, kurās atrodas magnētiskais kodols, piemēram, transformatori, rūpnieciskie motori utt. Ieplūdes strāva ir pazīstama arī kā ieejas pārsprieguma strāva vai ieslēgšanas pārsprieguma strāva.

Kāpēc parādās piesātinātā strāva?

Ieplūdes strāvas cēloņa pamatā ir vairāki faktori. Tāpat kā dažas ierīces vai sistēmas, kas sastāv no kondensatora vai gluda kondensatora atvienošanas, arī sākumā tās uzlādē lielu strāvas daudzumu. Zemāk sniegtā diagramma sniegs jums priekšstatu par atšķirību starp ķēdes ieslēgšanās, maksimuma un līdzsvara stāvokļa strāvu:

Maksimālā strāva: tā ir maksimālā strāvas vērtība, ko panāk ar viļņu formu pozitīvā vai negatīvā reģionā.

Pastāvīgā stāvokļa strāva: tā ir definēta kā strāva, kas katrā laika intervālā ķēdē paliek nemainīga. Stabila stāvokļa strāva tiek sasniegta, kad di / dt = 0, kas nozīmē, ka strāva nemainās attiecībā pret laiku.

Ieslēgšanas pašreizējās īpašības:

• Tas notiek uzreiz, kad ierīce tiek ieslēgta
• Parādās uz īsu laika posmu
• Augstāka par ķēdes vai ierīces nominālo vērtību

Daži piemēri, kad notiek ieslēgšanās strāva:

• Kvēlspuldze
• Indukcijas motora palaišana
• Transformators
• Ieslēdzot uz SMPS balstītus barošanas avotus

Ieplūdes strāva transformatorā

Transformatora ieslēgšanas strāva ir definēta kā maksimālā momentāna strāva, ko transformators piesaista, kad sekundārā puse ir izkrauta vai ir atvērta ķēdes stāvoklī. Šī ieslēgšanas strāva kaitē kodola magnētiskajai īpašībai un izraisa nevēlamu transformatora automātiskā slēdža pārslēgšanos.

Ieplūdes strāvas lielums ir atkarīgs no maiņstrāvas viļņa punkta, pie kura sākas transformators. Ja transformators (bez slodzes) ieslēdzas, kad maiņstrāvas spriegums ir visaugstākais, palaišanas laikā strāva nenotiks, un ja transformators (bez slodzes) ieslēdzas, kad maiņstrāvas spriegums iet caur nulli, tad ieslēgšanās vērtība strāva būs ļoti liela, un tā arī pārsniedz piesātinājuma strāvu, kā redzat zemāk esošajā attēlā:

Ieslēgšanas strāva motoros

Tāpat kā transformatora asinhronajam motoram nav nepārtraukta magnētiskā ceļa. Asinhronā motora nevēlēšanās ir augsta, pateicoties gaisa spraugai starp rotoru un statoru. Tāpēc šīs augstās nevēlēšanās dēļ asinhronajam motoram ir nepieciešama liela magnetizējošā strāva, lai iedarbinot radītu rotējošu magnētisko lauku. Zemāk redzamā diagramma parāda motora pilnas sprieguma iedarbināšanas īpašības.

Kā redzat diagrammā, sākuma strāva un sākuma griezes moments sākumā ir ļoti augsti. Šī lielā starta strāva, ko sauc arī par ieslēgšanas strāvu, var sabojāt elektrisko sistēmu, un sākotnējais lielais griezes moments var ietekmēt motora mehānisko sistēmu. Ja mēs samazinām sākotnējo sprieguma vērtību par 50%, tad tā rezultātā var samazināties motora griezes moments par 75%. Tātad, lai pārvarētu šīs problēmas, tiek izmantotas mīkstās palaišanas barošanas ķēdes (galvenokārt sauktas par mīkstajām starterēm).

Vai mums vajadzētu rūpēties par ieslēgšanas strāvu un kā to ierobežot?

Jā, mums vienmēr vajadzētu rūpēties par asinhrono motoru, transformatoru un elektronisko ķēžu ieslēgšanas strāvu, kas sastāv no induktoriem, kondensatoriem vai kodola. Kā jau minēts iepriekš, ieslēgšanas strāva ir maksimālā maksimālā strāva, kas pieredzēta sistēmā, un tā var būt divas vai desmit reizes lielāka par parasto nominālo strāvu. Šis nevēlamais strāvas smaile var sabojāt ierīci, piemēram, transformatorā, ieslēgšanas strāva var izraisīt automātiskā slēdža izslēgšanos katru reizi, kad tas ieslēdzas. Pielāgojiet slēdža pielaidi, kas mums var palīdzēt, bet sastāvdaļām vajadzētu izturēt maksimālo vērtību skriešanās laikā.

Kaut arī elektroniskajā ķēdē dažām sastāvdaļām ir specifikācija, kas īsā laikā iztur lielu ieslēgšanas strāvas vērtību. Bet daži komponenti kļūst ļoti karsti vai sabojājas, ja straumēšanas vērtība ir ļoti augsta. Tāpēc, izstrādājot elektronisko shēmu vai PCB, labāk ir izmantot ieslēgšanas strāvas aizsardzības ķēdi.

Aizsardzībai pret ieslēgšanas strāvu varat izmantot aktīvo vai pasīvo ierīci. Aizsardzības veida izvēle ir atkarīga no ieplūdes strāvas biežuma, veiktspējas, izmaksām un uzticamības.

Tāpat kā jūs varat izmantot NTC termistoru (negatīvās temperatūras koeficientu), kas ir pasīva ierīcedarbojas kā elektriskais rezistors, kura pretestība ir ļoti augsta pie zemas temperatūras vērtības. NTC termistors virknē savienojas ar barošanas avota ievades līniju. Tam ir augsta pretestības vērtība apkārtējās vides temperatūrā. Tātad, ieslēdzot ierīci, augsta pretestība ierobežo ieslēgšanas strāvu, kas plūst sistēmā. Nepārtraukti strāvas plūsmai paaugstinoties termistora temperatūrai, kas ievērojami samazina pretestību. Tādējādi termistors stabilizē ieslēgšanas strāvu un ļauj vienmērīgai strāvai ieplūst ķēdē. NTC termistoru vienkāršā dizaina un zemo izmaksu dēļ plaši izmanto pašreizējiem ierobežojošiem mērķiem. Tam ir arī daži trūkumi, piemēram, jūs nevarat paļauties uz termistoru ekstremālos laika apstākļos.

Aktīvās ierīces ir dārgākas, kā arī palielina sistēmas vai ķēdes lielumu. Tas sastāv no jutīgiem komponentiem, kas pārslēdz lielu ienākošo strāvu. Dažas no aktīvajām ierīcēm ir mīkstie starteri, sprieguma regulatori un līdzstrāvas / līdzstrāvas pārveidotāji.

Šīs aizsargierīces tiek izmantotas, lai aizsargātu elektrisko, kā arī mehānisko sistēmu, ierobežojot momentāno ieslēgšanās strāvu. Zemāk minētais grafiks parāda ieslēgšanas strāvas vērtību ar aizsardzības ķēdi un bez aizsardzības ķēdes. Mēs varam skaidri redzēt, cik efektīva ir ieslēgšanas strāvas aizsardzība.

Kā izmērīt ieslēgšanas strāvu?

Jūs visi esat redzējuši velosipēdu ratiņus, lai tas pārvietotos, braucējam jāpieliek enerģisks spēks. Kad ritenis sāk kustēties, nepieciešamais spēks tiek samazināts. Tātad šis sākotnējais spēks ir līdzvērtīgs ieslēgšanas strāvai. Līdzīgi motoros, tiklīdz rotors sāk kustēties, motors sāk sasniegt līdzsvara stāvokli, kur tam nav nepieciešama liela strāva.

Ir pieejams skaits skavu skaitītāju (multimetrs), kas piedāvā ieslēgšanas strāvas mērījumus. Tāpat kā jūs varat izmantot Fluke 376 FC True-RMS skavas mērītāju, lai izmērītu ieslēgšanās strāvu. Dažreiz ieslēgšanas strāva parāda vērtību, kas ir augstāka par automātiskā slēdža vērtējumu, taču slēdžs tomēr nedarbojas. Iemesls tam ir tāds, ka automātiskais slēdzis darbojas uz laika / sekundes strāvas līkni, tāpat kā jūs izmantojat 10 ampēru automātisko slēdzi, tāpēc ieslēgšanas strāvai, kas ir lielāka par 10 ampēriem, vajadzētu plūst caur automātisko slēdzi vairāk nekā nominālais laiks no tā.

Lai izmērītu pieplūdes strāvu, rīkojieties šādi:

• Pārbaudītā ierīce sākotnēji jāizslēdz
• Pagrieziet pogu un iestatiet uz Hz-Ã zīmi
• Ievietojiet sprieguma vadu žoklī vai izmantojiet zondi, kas savienota ar skavas mērītāju
• Nospiediet ieslēgšanas strāvas pogu skavas mērītājā, kā parādīts iepriekšējā attēlā
• Ieslēdziet ierīci, mērinstrumenta displejā tiks parādīta ieslēgšanas strāvas vērtība