שיטות לשליטה בתת-זרם במנועים חילופיים

1. שימוש בסוגי מרכיבים

• מרכיבים אינדוקטיביים: אינדקטורים מגבילים את קצב שינוי זרם הזרם, ומפחיתים את השיאים של הזרם. עבור מנועים חילופיים, אינדקטורים מחוברים בטור במעגל יכולים להפחית זרמים עזים. כאשר הזרם עולה פתאום, המתח העצמי הנוצר על ידי האינדקטור מתנגד לעלייה המהירה בזרם, ובכך מפחית את הגודל והמשך הזרם העז. לדוגמה, בשיטה זו משתמשים לעיתים בהפעלת מעגלי ההפעלה של מנועים חילופיים גדולים כדי להגן על מרכיבי המעגל מהפגיעה של זרמים עזים.

• מרכיבים קפצילתיים: קפיצים יכולים לאגור אנרגיה. באמצעות בחירת ערך קפצילנטי מתאים, ניתן לאגור אנרגיה חשמלית בתוך הקפיצור ולשחרר אותה באטיות. כאשר קפיצור מחובר במקביל למעגל המנוע במעגל מנוע חילופי, הוא יכול לשמש כמגשר, שסופג חלק מהאנרגיה החשמלית בעת הפעלת המעגל כדי למנוע זרם מופרז מלעבור ישירות דרך המנוע, ובכך להפחית את השיא של המתח והזרם ולהשיג את מטרת השליטה בזרם העז.

• תרמיסטור עם מקדם טמפרטורה שלילי (NTC): כאשר אין זרם עובר, לתרמיסטור NTC יש ערך גבוה. כאשר מופעל, ההתנגדות הגבוהה מאפשרת מעבר של כמות קטנה של זרם, שמתחיל להתננות, גורם להתנגדותו להפחתה ומאפשר באופן הדרגתי מעבר של יותר זרם דרך העומס. על ידי הנחת תרמיסטור NTC בטור עם מעגל ההפעלה של מנוע חילופי, ניתן להשתמש בתכונותיו כדי להגביל את הזרם העז בהפעלה. עם זאת, הביצועים של ה-NTC תלויים בטמפרטורת הסביבה, מה שהופך אותו 덜 מתאים ליישומים עם טווח רחב של טמפרטורות פעולה.

2. אימוץ טכנולוגיית בקרה מעגלית

• בקרה על קצב התנאי: בקרה ישירה על קצב עליית המתח במוצא באמצעות בקרה על קצב ההדלקה של המפסקים. עבור מנועים חילופיים, הפחתת מהירות ההדלקה (dVout/dt), כאשר קיבולת המטען של המנוע Cload קבועה, תוביל להפחתת הזרם העז Iinrush. בשיטה זו ניתן להשתלט בצורה יעילה על הזרם העז בהפעלת המנוע.

• הפעלה רכה ליניארית או בקרה dV/dt: רבים ממפסקי הכוח המשולבים מצוידים בבקרה ליניארית על זמן עליית המתח במוצא. עבור מנועים חילופיים, בקרה ליניארית על זמן עליית המתח במוצא (כלומר, בקרה על קצב dVout/dt קבוע) מבטיחה כי Iinrush יהיה גם כן קבוע כאשר Cload קבוע. זה מאפשר חישוב מדויק של הזרם העז ואולי יענה על דרישות במקרה שבו מוגדר גבול מרבי לזרם עז וזמן הפעלה מרבי, במיוחד אם שיטות כמו בקרה על קבוע זמן RC אינן מספקות.

• בקרה על זרם קבוע/הגבלת זרם: בהספקה של מטענים קפצילנטיים טהורים (שניתן להתקרב להם במהלך ההפעלה של מנוע), בשיטת הבקרה על זרם קבוע של הזרם העז תביא לתוצאות דומות להפעלה רכה ליניארית. באמצעות שימוש ב-Iinrush קבוע כדי לטעון את המנוע, עבור Cload נתון, הוא יטעון ב-dv/dt קבוע, ובכך להשתלט על הזרם העז. עם זאת, כאשר מכניסים מטענים נוספים בנוסף לקפיצור, זה יתבדל משיטת ההפעלה הרכה הליניארית.

III. שימוש במרכיבים ומעגלים מיוחדים

• דיודות TVS: דיודות TVS הן מדכאות מהירות תגובה. כאשר המתח הזמין במעגל מנוע חילופי עולה מעל מתח מסוים, הם מספקים מסלול 저-התנגדות, סופגים זמנית כמות גדולה של זרם כדי למנוע מתח עודף ולמנוע כך את היזקק הזרם העז שנגרם ממתח עודף לחיסול המנוע ומעגלו.

• וריסטור אוקסיד מתכת (MOV): מתאים להגיב למתח תקלה קבוע או מתח עודף זמני. במעגלי מנוע חילופי, הוא יכול לדכא מתח עודף על ידי קיום מתמיד עם קצב התנגדות נמוך, ובכך למנוע את היזקק הזרם העז שנגרם ממתח עודף להarmed the motor and its circuit.

• מעגל דיכוי פנימי: המעגל הזה מדכא זרמים עזים על ידי לכידתם בקווים הלאה. לדוגמה, על לוח המעגל שבו נמצא מנוע חילופי, ניתן ליצור מעגל דיכוי פנימי על ידי הנחת מרכיבים אינדוקטיביים לדיכוי זרמים עזים.

IV. אופטימיזציה של תכנון הכבלים

• במהלך תכנון לוחות מעגלים או חיבורים הקשורים למנועים חילופיים, השתמש בשיטת חיבור שתעזור לדכא זרמים עזים. לדוגמה, סדר את קווי הלוח ככל האפשר מקבילים ושמור על המרחק בין קווים סמוכים אחיד ככל האפשר. שיטה סבירה של חיבור עוזרת להפחית את הזרמים העזים שנגרמים עקב גורמים כגון הפרעות אלקטרומגנטיות, ובכך להשתלט עד כמה אפשרי על הזרמים העזים במנועים חילופיים.