Mi a bekapcsolási áram és hogyan lehet ezt korlátozni?

A bekapcsolási áram az a maximális áram, amelyet egy elektromos áramkör von be annak bekapcsolásakor. A bemeneti hullámforma néhány ciklusára megjelenik. A bekapcsolási áram értéke jóval magasabb, mint az áramkör állandó állapotú áramának értéke, és ez a nagy áram károsíthatja a készüléket vagy kiválthatja a megszakítót. Bekapcsolási áram általában megjelenik összes eszköz, ahol a mágneses mag van jelen, mint a transzformátorok, ipari motorok stb Túláram is ismert Bemeneti túláramot vagy bekapcsolási túláramot.

Miért jelenik meg az Inrush Current?

A bekapcsolási áram oka mögött számos tényező áll. Mint néhány eszköz vagy rendszer, amely kondenzátor vagy sima kondenzátor szétkapcsolásával áll, az induláskor is nagy mennyiségű áramot von le. A megadott diagram alatt képet kapsz az áramkör beindulási, csúcs- és stabil állapotú áramának különbségéről:

Csúcsáram: Ez az áram maximális értéke, amelyet egy hullámforma ér el, akár pozitív, akár negatív tartományban.

Állandó állapotú áram: Ezt úgy definiálják, hogy az áramkör minden időintervallumban állandó marad. Az állandó állapotú áram akkor érhető el, amikor di / dt = 0, ami azt jelenti, hogy az áram az idő függvényében változatlan marad.

Beviteli áram jellemzői:

• Az eszköz bekapcsolásakor azonnal bekövetkezik
• Rövid időtartamra megjelenik
• Magasabb, mint az áramkör vagy eszköz névleges értéke

Néhány példa a bekapcsolási áram előfordulására:

• Izzólámpa
• Indukciós motor indítása
• Transzformátor
• SMPS alapú tápegységek bekapcsolása

Bemeneti áram a transzformátorban

A transzformátor bekapcsolási áramát úgy definiáljuk, mint a transzformátor által felvett maximális pillanatnyi áramot, amikor a szekunder oldal terheletlen vagy nyitott áramköri állapotban van. Ez a bekapcsolási áram károsítja a mag mágneses tulajdonságait, és a transzformátor megszakítójának nem kívánt kapcsolását okozza.

A bekapcsolási áram nagysága az AC hullám azon pontjától függ, amelynél a transzformátor elindul. Ha a transzformátor (terhelés nélkül) bekapcsol, amikor a váltóáramú feszültség a csúcson van, akkor az indításkor nem történik bekapcsolási áram, és ha a transzformátor (terhelés nélkül) bekapcsol, amikor a váltóáramú feszültség nullán halad át, akkor a bekapcsolási érték az áram nagyon magas lesz, és meghaladja a telítettségi áramot is, amint az az alábbi képen látható:

Bemeneti áram a motorokban

A transzformátorhoz hasonlóan az indukciós motornak sincs folyamatos mágneses útja. Az indukciós motor vonakodása magas a rotor és az állórész közötti légrés miatt. Ezért ennek a nagy reluktivitásnak az indukciós motor miatt nagy mágnesező áramra van szükség a forgó mágneses mező előállításához indításkor. Az alábbi ábra a motor teljes feszültségindítási jellemzőit mutatja.

Amint az a diagramon látható, a kezdőáram és az indítónyomaték is nagyon magas az elején. Ez a nagy indítóáram, amelyet bekapcsolási áramnak is neveznek, károsíthatja az elektromos rendszert, és a kezdeti nagy nyomaték befolyásolhatja a motor mechanikai rendszerét. Ha a kezdeti feszültségértéket 50% -kal csökkentjük, akkor ez a motor nyomatékának 75% -os csökkenését eredményezheti. Tehát e problémák kiküszöbölésére puha indítású áramellátási áramköröket használnak (főleg lágyindítóként).

Érdemes-e törődnünk a bekapcsolási árammal és hogyan lehet ezt korlátozni?

Igen, mindig törődnünk kell az indukciós motorok, transzformátorok és az induktorokból, kondenzátorokból vagy magból álló elektronikus áramkörök beáramló áramával. Mint korábban említettük, a bekapcsolási áram a rendszerben tapasztalt maximális csúcsáram, amely kétszerese vagy tízszerese lehet a normál névleges áramnak. Ez a nem kívánt áram-csúcs károsíthatja a készüléket, mint a transzformátorban, a bekapcsolási áram a megszakító kioldását okozhatja, minden bekapcsoláskor. A megszakító tűrésének beállítása segíthet nekünk, de az alkatrészeknek ellenállniuk kell a csúcsértéknek a beugráskor.

Míg az elektronikus áramkörben egyes alkatrészek specifikációja rövid időtartamra ellenáll a nagy bekapcsolási áram értékének. De egyes alkatrészek nagyon felmelegednek vagy megsérülnek, ha a beugrás értéke nagyon magas. Tehát jobb, ha bekapcsolási áram-védelmi áramkört használ, miközben elektronikus áramkört vagy NYÁK-t tervez.

A bekapcsolási áram elleni védelem érdekében használhat aktív vagy passzív eszközt. A védelem típusának megválasztása a bekapcsolási áram frekvenciájától, teljesítményétől, költségétől és megbízhatóságától függ.

Hasonlóan használhat egy NTC termisztort (negatív hőmérsékleti együttható), amely egy passzív eszközelektromos ellenállásként működik, amelynek ellenállása alacsony hőmérsékleten nagyon magas. Az NTC termisztor sorozatban csatlakozik a tápegység bemeneti vezetékéhez. Magas ellenállást mutat környezeti hőmérsékleten. Tehát, amikor bekapcsoljuk a készüléket, a nagy ellenállás korlátozza a beáramló áramot a rendszerbe. Mivel az áram folyamatosan áramlik, a termisztor hőmérséklete emelkedik, ami jelentősen csökkenti az ellenállást. Ezért a termisztor stabilizálja a bekapcsolási áramot, és lehetővé teszi az állandó áram áramlását az áramkörbe. Az NTC termisztort egyszerű kialakítása és alacsony költségei miatt széles körben használják áramkorlátozó célokra. Van néhány hátránya is, például a szélsőséges időjárási körülmények között nem támaszkodhat a termisztorra.

Az aktív eszközök drágábbak, és emelik a rendszer vagy az áramkör méretét is. Érzékeny alkatrészekből áll, amelyek nagy bejövő áramot kapcsolnak. Néhány aktív eszköz lágyindító, feszültségszabályozó és DC / DC átalakító.

Ezeket a védelemeket az elektromos és a mechanikus rendszerek védelmére használják a pillanatnyi bekapcsolási áram korlátozásával. Az alábbiakban említett grafikon mutatja a bekapcsolási áram értékét a védelmi áramkörrel és a védelmi áramkör nélkül. Világosan láthatjuk, hogy a beindító áram elleni védelem mennyire hatékony.

Hogyan mérjük a bekapcsolási áramot?

Mindannyian láttátok a kerékpáros kocsit, hogy mozogjon, a motorosnak erőteljes erőre van szüksége. És ha a kerék elindul, a szükséges erő csökken. Tehát ez a kezdeti erő egyenértékű a bekapcsolási árammal. Hasonlóképpen, a motorokban, ha a rotor mozgásba kezd, a motor eléri az állandósult állapotot, ahol a működéséhez nem szükséges nagy áram.

Számos olyan bilincsmérő (multiméter) áll rendelkezésre, amely bekapcsolási áram mérést kínál. Mint ahogy a Fluke 376 FC True-RMS Clamp mérővel is használhatja a bekapcsolási áram mérésére. Néha a bekapcsolási áram olyan értéket mutat, amely magasabb, mint a megszakító névleges értéke, de a megszakító nem kapcsol ki. Ennek oka az, hogy a megszakító egy idő / s áramgörbén működik, mint például 10 amperes megszakító használata, ezért a 10 ampernél nagyobb bekapcsolási áramnak a névleges időnél nagyobb mértékben kell áramlania a megszakítón. annak.

Kövesse az alább említett lépéseket a bekapcsolási áram méréséhez:

• A tesztelt eszközt először ki kell kapcsolni
• Forgassa el a tárcsát, és állítsa a Hz-Ã jelre
• Helyezze az feszültség alatt lévő vezetéket az állkapocsba, vagy használjon a bilincsmérővel összekötött szondát
• Nyomja meg a bekapcsolási áram gombot a bilincsmérőben, a fenti képen látható módon
• Kapcsolja be az eszközt, és a mérő kijelzőjén megjelenik a bekapcsolási áramérték