- Zašto se pojavljuje Inrush Current?
- Udarna struja u transformatoru
- Udarna struja u motorima
- Trebamo li brinuti o Inrush Current i kako ga ograničiti?
- Kako izmjeriti potisnu struju?
Udarna struja je maksimalna struja koju vuče električni krug u trenutku kada je UKLJUČEN. Pojavljuje se za nekoliko ciklusa ulaznog valnog oblika. Vrijednost udarne struje mnogo je veća od ustaljene struje kruga i ta velika struja može oštetiti uređaj ili aktivirati prekidač. Udarna struja općenito se pojavljuje u svim uređajima na kojima je prisutna magnetska jezgra, poput transformatora, industrijskih motora itd. Ulazna struja je također poznata i kao ulazna prenaponska struja ili uključena prenaponska struja.
Zašto se pojavljuje Inrush Current?
Brojni su čimbenici iza uzroka udarne struje. Kao neki uređaji ili sustavi koji se sastoje od odvojnog kondenzatora ili glatkog kondenzatora, na početku crpe veliku količinu struje da bi ih napunili. Ispod dati dijagram dat će vam ideju o razlici između udarne, vršne i ustaljene struje kruga:
Vršna struja: To je maksimalna vrijednost struje koju valni oblik postiže u pozitivnom ili negativnom području.
Stacionarna struja: Definira se kao struja u svakom vremenskom intervalu koja ostaje konstantna u krugu. Stacionarna struja postiže se kada je di / dt = 0, što znači da struja ostaje nepromijenjena s obzirom na vrijeme.
Trenutne karakteristike punjenja:
- Pojavljuju se trenutno kad je uređaj uključen
- Pojavljuje se kratko vrijeme
- Veća od nazivne vrijednosti kruga ili uređaja
Nekoliko primjera gdje se javlja potisna struja:
- Žarulja sa žarnom niti
- Pokretanje asinhronog motora
- Transformator
- UKLJUČIVANJE napajanja temeljenog na SMPS
Udarna struja u transformatoru
Udarna struja transformatora definirana je kao maksimalna trenutna struja koju vuče transformator kada je sekundarna strana neopterećena ili u stanju otvorenog kruga. Ova udarna struja šteti magnetskim svojstvima jezgre i uzrokuje neželjeno uključivanje prekidača transformatora.
Jačina udarne struje ovisi o točki izmjeničnog vala na kojoj transformator započinje. Ako se transformator (bez opterećenja) uključi kada je izmjenični napon na vrhuncu, na startu se neće pojaviti udarna struja, a ako se transformator (bez opterećenja) uključi kada izmjenični napon prolazi kroz nulu, vrijednost punjenja struja će biti vrlo visoka, a također premašuje struju zasićenja, kao što možete vidjeti na donjoj slici:
Udarna struja u motorima
Poput asinhronog motora transformatora nemaju kontinuirani magnetski put. Otpornost indukcijskog motora velika je zbog zračnog zazora između rotora i statora. Stoga, zbog ove visoke induktivnosti indukcijskog motora potreban je veliki tok magnetiziranja da bi se rotirajuće magnetsko polje pokrenulo. Dijagram u nastavku prikazuje karakteristike pokretanja motora s punim naponom.
Kao što možete vidjeti na dijagramu, početna struja i startni moment su na početku vrlo visoki. Ova velika startna struja koja se naziva i udarna struja, može oštetiti električni sustav, a početni veliki okretni moment može utjecati na mehanički sustav motora. Ako početnu vrijednost napona smanjimo za 50%, to može rezultirati smanjenjem okretnog momenta motora za 75%. Dakle, za prevladavanje ovih problema koriste se krugovi napajanja s mekim startom (uglavnom zvani soft soft starteri).
Trebamo li brinuti o Inrush Current i kako ga ograničiti?
Da, uvijek bismo trebali voditi računa o udarnoj struji u indukcijskim motorima, transformatorima i u elektroničkim krugovima koji se sastoje od induktora, kondenzatora ili jezgre. Kao što je prethodno spomenuto, udarna struja je maksimalna vršna struja koja se doživljava u sustavu i može biti dva puta ili deset puta veća od normalne nazivne struje. Ovaj neželjeni skok struje može oštetiti uređaj kao u transformatoru, udarna struja može prouzročiti okidanje prekidača, svaki put kad se UKLJUČI. Prilagodba tolerancije prekidača može nam pomoći, ali komponente bi trebale izdržati najvišu vrijednost u naletu.
Dok su u elektroničkom krugu, neke komponente imaju specifikaciju koja podnosi visoku vrijednost udarne struje u kratkom vremenskom rasponu. No neke se komponente jako zagriju ili oštete ako je vrijednost naleta vrlo velika. Zato je bolje koristiti sklop zaštitne sklopke od udarne struje prilikom projektiranja elektroničkog kruga ili PCB-a.
Za zaštitu od udarne struje možete koristiti aktivni ili pasivni uređaj. Odabir vrste zaštite ovisi o učestalosti udarne struje, performansama, cijeni i pouzdanosti.
Kao što možete koristiti NTC termistor (negativni temperaturni koeficijent) koji je pasivni uređajradi kao električni otpornik čiji je otpor vrlo visok pri vrijednosti niske temperature. NTC termistor se u nizu spaja s ulaznim vodom napajanja. Pokazuje visoku vrijednost otpornosti na temperaturi okoline. Dakle, kada uključimo uređaj, veliki otpor ograničava ulaznu struju da teče u sustav. Kako protok struje kontinuirano raste, temperatura termistora raste što značajno smanjuje otpor. Dakle, termistor stabilizira udarnu struju i omogućava stalnoj struji da teče u krug. NTC termistor se široko koristi za ograničenje struje zbog svog jednostavnog dizajna i niske cijene. Ima i nekih nedostataka poput toga da se u ekstremnim vremenskim uvjetima ne možete osloniti na termistor.
Aktivni uređaji su skuplji i također povećavaju veličinu sustava ili sklopa. Sastoji se od osjetljivih komponenata koje preklapaju visoku dolaznu struju. Neki od aktivnih uređaja su soft starteri, regulatori napona i DC / DC pretvarači.
Te se zaštite koriste za zaštitu električnog kao i mehaničkog sustava ograničavanjem trenutne udarne struje. Dolje spomenuti graf prikazuje vrijednost ulazne struje sa zaštitnim krugom i bez zaštitnog kruga. Jasno možemo vidjeti koliko je učinkovita zaštita od udarne struje.
Kako izmjeriti potisnu struju?
Svi ste vidjeli biciklistička kolica, da bi se pokrenuo, vozač mora primijeniti snažnu silu. I, nakon što se kotač krene, potrebna sila se smanjuje. Dakle, ova početna sila jednaka je udarnoj struji. Slično tome, u motorima, kada se rotor počne kretati, motor počinje dosezati stabilno stanje u kojem mu nije potrebna velika struja.
Dostupni su brojni mjerači stezaljki (multimetar) koji nude mjerenje pužne struje. Kao što možete koristiti mjerač Fluke 376 FC True-RMS Clamp za mjerenje udarne struje. Ponekad udarna struja pokazuje vrijednost koja je veća od ocjene prekidača, ali svejedno, prekidač se ne aktivira. Razlog tome je što prekidač radi na krivulji struje vremena v / s, kao što koristite automatski prekidač od 10 ampera, pa bi udarna struja veća od 10 ampera trebala prolaziti kroz prekidač više od predviđenog vremena toga.
Slijedite dolje navedene korake za mjerenje ulazne struje:
- Testirani uređaj u početku treba isključiti
- Okrenite brojčanik i postavite ga na znak Hz-Ã
- Postavite žicu pod naponom u čeljust ili upotrijebite sondu povezanu sa stezaljkom
- Pritisnite gumb trenutne struje na mjeraču stezaljki, kao što je prikazano na gornjoj slici
- UKLJUČITE uređaj, na zaslonu mjerača dobit ćete vrijednost trenutne vrijednosti