طرق السيطرة على تيار الفيض في المحركات الكهربائية ذات التيار المتردد

1. الاستفادة من خصائص المكونات

• المكونات الحثية: تعيق المكثفات معدل تغير تدفق التيار، مما يقلل من ذروات التيار. بالنسبة للمحركات الكهربائية ذات التيار المتردد، يمكن أن تقلل المكثفات المتصلة بشكل متسلسل في الدائرة من تيارات الفيض. عندما يزداد التيار فجأة، فإن القوة الدافعة الكهربائية الذاتية التي يولدها المكثف تقاوم الزيادة السريعة في التيار، وبالتالي تقلل من حجم وفترة تيار الفيض. على سبيل المثال، يتم استخدام هذه الطريقة غالباً في دوائر بدء تشغيل المحركات الكهربائية الكبيرة لحماية مكونات الدائرة من تأثير تيارات الفيض.

• المكونات السعوية: يمكن للمكثفات تخزين الطاقة. من خلال اختيار قيمة السعة المناسبة، يمكن تخزين الطاقة الكهربائية في المكثف وإطلاقها ببطء. عند توصيل المكثف بالتوازي مع دائرة المحرك في دائرة المحرك الكهربائي ذو التيار المتردد، يمكن أن يعمل كمخزن مؤقت، حيث يمتص بعض الطاقة الكهربائية عند تشغيل الدائرة لمنع تدفق تيار كبير مباشرة عبر المحرك، وبالتالي تقليل الجهد الأقصى والتيار الأقصى وتحقيق هدف السيطرة على تيار الفيض.

• المقاومة الحرارية ذات المعامل السالب للحرارة (NTC): عندما لا يتدفق أي تيار، تكون مقاومة NTC عالية. عند تغذيتها بالطاقة، تسمح المقاومة العالية بمرور كمية صغيرة من التيار، مما يؤدي إلى تسخين ذاتي، مما يجعل مقاومتها تنخفض وتسمح تدريجياً بمرور المزيد من التيار عبر الحمل. من خلال وضع مقاومة حرارية NTC في سلسلة مع دائرة بدء تشغيل المحرك الكهربائي ذو التيار المتردد، يمكن الاستفادة من خصائصها لتقييد تيار الفيض عند بدء التشغيل. ومع ذلك، تعتمد أداء NTC على درجة الحرارة المحيطة، مما يجعلها أقل ملاءمة للاستخدامات ذات نطاق درجة حرارة واسع.

2. اعتماد تقنية التحكم في الدائرة

• تحكم معدل التبديل: تحكم مباشرة بمعدل ارتفاع الجهد في الخرج عن طريق التحكم بمعدل تشغيل المقابس. بالنسبة للمحرك الكهربائي ذو التيار المتردد، سيؤدي تقليل سرعة التبديل (dVout/dt)، مع ثبات سعة الحمل Cload، إلى انخفاض في تيار الفيض Iinrush. تعد هذه الطريقة فعالة في السيطرة على تيار الفيض عند بدء تشغيل المحرك.

• التشغيل الناعم الخطي أو تحكم dV/dt: تتميز العديد من المقابس الكهربائية المتكاملة بتحكم خطي في زمن ارتفاع الجهد الخرج. بالنسبة للمحرك الكهربائي ذو التيار المتردد، يمكن التحكم الخطي في زمن ارتفاع الجهد الخرج (أي التحكم بمعدل ثابت dVout/dt) لضمان أن يكون Iinrush ثابتًا أيضًا عندما يكون Cload ثابتًا. هذا يسمح بحساب دقيق لتيار الفيض وقد يلبي المتطلبات في الحالات التي يتم فيها تحديد حد أقصى لتيار الفيض وحد أقصى لوقت التشغيل، خاصة إذا كانت طرق مثل تحكم زمن الثابت RC غير كافية.

• التحكم الثابت بالتيار / تحديد التيار: عند تغذية الأحمال السعوية النقي (التي يمكن تقريبها كسعوية أثناء بدء تشغيل المحرك)، ستنتج طريقة التحكم الثابت بالتيار نتائج مشابهة للتشغيل الناعم الخطي. من خلال استخدام Iinrush الثابت لشحن المحرك، سيتم شحن Cload بـ dv/dt ثابت، وبالتالي السيطرة على تيار الفيض. ومع ذلك، عند إدخال أحمال أخرى بالإضافة إلى المكثف، ستختلف عن طريقة التشغيل الناعم الخطي.

III. استخدام المكونات والدوائر الخاصة

• ثنائيات TVS: ثنائيات TVS هي مثبطات سريعة الاستجابة. عندما يتجاوز الجهد الداخل في دائرة المحرك الكهربائي ذو التيار المتردد جهدًا معينًا، توفر مسارًا منخفض المعاوقة، مما يمتص كمية كبيرة من التيار لفترة قصيرة لمنع زيادة الجهد وبالتالي تجنب تيارات الفيض الناجمة عن زيادة الجهد من تلف المحرك ودائرة الكهرباء.

• متغيرات الأكسيد المعدني (MOV): مستجيب للجهد الفاصل الدائم أو زيادة الجهد المؤقت. في دوائر المحركات الكهربائية ذات التيار المتردد، يمكنه قمع زيادة الجهد من خلال وجود مستمر بمعامل مقاومة منخفض، مما يمنع تيارات الفيض الناجمة عن زيادة الجهد من إيذاء المحرك.

• دارة قمع الطاقة الداخلية: تساعد هذه الدارة على قمع تيارات الفيض من خلال التقاطها في الخطوط اللاحقة. على سبيل المثال، على اللوحة الدارات التي يوجد عليها محرك كهربائي ذو تيار متردد، يمكن تكوين دارة قمع الطاقة الداخلية من خلال إعداد المكونات الحثية لقمع تيارات الفيض.

IV. تحسين تصميم التوصيلات

• عند تصميم اللوحة الدارات أو التوصيلات المتعلقة بالمحركات الكهربائية ذات التيار المتردد، استخدم طريقة توصيل تقاوم تيارات الفيض. على سبيل المثال، قم بترتيب خطوط اللوحة بحيث تكون متوازية قدر الإمكان وحافظ على المسافة بين الخطوط المجاورة ثابتة قدر الإمكان. تساعد طريقة التوصيل المناسبة في تقليل تيارات الفيض الناجمة عن عوامل مثل التداخل الكهرومغناطيسي، وبالتالي السيطرة على تيارات الفيض في المحركات الكهربائية ذات التيار المتردد إلى حد ما.