Métodos para Controlar la Corriente de Sobretensión en Motores AC

1. Utilizar las Características de los Componentes

• Componentes Inductivos: Los inductores obstaculizan la tasa de cambio del flujo de corriente, reduciendo los picos de corriente. Para los motores AC, los inductores conectados en serie en el circuito pueden suprimir las corrientes de sobretensión. Cuando la corriente aumenta repentinamente, la fuerza electromotriz autogenerada por el inductor se opone al rápido aumento de la corriente, lo que reduce la magnitud y duración de la corriente de sobretensión. Por ejemplo, este método se utiliza a menudo en los circuitos de arranque de grandes motores AC para proteger los componentes del circuito del impacto de las corrientes de sobretensión.

• Componentes Capacitivos: Los condensadores pueden almacenar energía. Al seleccionar el valor de capacitancia adecuado, la energía eléctrica puede ser almacenada en el condensador y liberada lentamente. Cuando un condensador está conectado en paralelo con el circuito del motor en un circuito de motor AC, puede actuar como un amortiguador, absorbiendo parte de la energía eléctrica en el momento en que se enciende el circuito para evitar que una corriente excesiva fluya directamente a través del motor, reduciendo así el voltaje pico y la corriente pico y logrando el propósito de controlar la corriente de sobretensión.

• Termistor de Coeficiente de Temperatura Negativo (NTC): Cuando no fluye corriente, el termistor NTC tiene un valor alto. Cuando se alimenta, la alta resistencia permite que pase una pequeña cantidad de corriente, lo que inicia el auto-calentamiento, causando que su propia resistencia disminuya y permitiendo gradualmente que más corriente fluya a través de la carga. Al colocar un termistor NTC en serie con el circuito de arranque de un motor AC, sus características pueden utilizarse para limitar la corriente de sobretensión al inicio. Sin embargo, el rendimiento del NTC depende de la temperatura ambiente, lo que lo hace menos adecuado para aplicaciones con un amplio rango de temperaturas de funcionamiento.

2. Adoptar Tecnología de Control de Circuitos

• Control de la Tasa de Conmutación: Controlar directamente la tasa de aumento de voltaje en la salida mediante el control de la tasa a la que se encienden los interruptores. Para los motores AC, reducir la velocidad de conmutación (dVout/dt), con la capacitancia de carga del motor Cload fija, resultará en una disminución de la corriente de entrada Iinrush. Este método controla eficazmente la corriente de entrada cuando se inicia el motor.

• Arranque Suave Lineal o Control dV/dt: Muchos interruptores de potencia integrados tienen un tiempo de subida de tensión de salida controlado linealmente. Para los motores AC, controlar linealmente el tiempo de subida de tensión de salida (es decir, controlar una tasa constante dVout/dt) asegura que Iinrush también sea constante cuando Cload es constante. Esto permite un cálculo preciso de la corriente de sobretensión y puede cumplir con los requisitos en casos donde se especifica un límite máximo de corriente de sobretensión y un tiempo máximo de encendido, especialmente si métodos como el control de la constante de tiempo RC no son suficientes.

• Regulación de Corriente Constante / Límite de Corriente: Al alimentar cargas puramente capacitivas (que pueden aproximarse como capacitivas durante el arranque del motor), el método de corriente constante para controlar la corriente de entrada producirá resultados similares a un arrancador suave lineal. Al utilizar una corriente Iinrush constante para cargar el motor, para una Cload dada, se cargará a una dv/dt constante, controlando así la corriente de entrada. Sin embargo, al introducir otras cargas además del condensador, será diferente del método de arranque suave lineal.

III. Uso de Componentes y Circuitos Especiales

• Diodos TVS: Los diodos TVS son supresores de respuesta rápida. Cuando el voltaje de entrada en un circuito de motor AC supera cierto voltaje, proporcionan una ruta de baja impedancia, absorbiendo momentáneamente una gran cantidad de corriente para prevenir el sobrevoltaje y, por lo tanto, evitar que las corrientes de sobretensión causadas por el sobrevoltaje dañen el motor y su circuito.

• Varistor de Óxido Metálico (MOV): Responsivo a la tensión de fallo permanente o sobretensión momentánea. En los circuitos de motores AC, puede suprimir el sobrevoltaje existiendo continuamente con una tasa de resistencia baja, evitando así que la corriente de sobretensión causada por el sobrevoltaje dañe el motor.

• Circuito Interno de Supresión de Potencia: Este circuito suprime las corrientes de sobretensión capturándolas en las líneas de abajo. Por ejemplo, en la placa de circuito donde se encuentra un motor AC, se puede formar un circuito interno de supresión de potencia configurando componentes inductivos para suprimir las corrientes de sobretensión.

IV. Optimizar el Diseño de Cableado

• Al diseñar placas de circuito o cableado relacionado con motores AC, utilice un método de cableado que contrarreste las corrientes de sobretensión. Por ejemplo, disponga las líneas de la placa lo más paralelas posible y mantenga la distancia entre las líneas adyacentes lo más consistente posible. Un método de cableado razonable ayuda a reducir las corrientes de sobretensión causadas por factores como la interferencia electromagnética, controlando así las corrientes de sobretensión en los motores AC hasta cierto punto.