Metodi per Controllare la Corrente di Innesco nei Motori Elettrici Alternati

1. Sfruttare le Caratteristiche dei Componenti

• Componenti Induttivi: Gli induttori ostacolano il tasso di variazione del flusso di corrente, riducendo i picchi di corrente. Per i motori elettrici alternati, gli induttori collegati in serie nel circuito possono sopprimere le correnti di innesco. Quando la corrente aumenta improvvisamente, l'effetto elettromotore autoindotto generato dall'induttore resiste all'aumento rapido della corrente, riducendo così l'entità e la durata della corrente di innesco. Ad esempio, questo metodo viene spesso utilizzato nei circuiti di avviamento dei grandi motori elettrici alternati per proteggere i componenti del circuito dall'impatto delle correnti di innesco.

• Componenti Capacitivi: I condensatori possono immagazzinare energia. Selezionando il valore di capacità appropriato, l'energia elettrica può essere immagazzinata nel condensatore e rilasciata lentamente. Quando un condensatore è collegato in parallelo con il circuito del motore in un circuito di motore elettrico alternato, può agire come un buffer, assorbendo parte dell'energia elettrica al momento dell'accensione del circuito per prevenire che una corrente eccessiva scorra direttamente attraverso il motore, riducendo così il picco di tensione e il picco di corrente e raggiungendo lo scopo di controllare la corrente di innesco.

• Termistore a Coefficiente Negativo di Temperatura (NTC): Quando non c'è corrente, il termistore NTC ha un valore elevato. Quando alimentato, la resistenza elevata permette il passaggio di una piccola quantità di corrente, che inizia il riscaldamento autoindotto, causando una diminuzione della propria resistenza e gradualmente permettendo il passaggio di una maggiore corrente attraverso il carico. Collocando un termistore NTC in serie con il circuito di avviamento di un motore elettrico alternato, le sue caratteristiche possono essere sfruttate per limitare la corrente di innesco all'avvio. Tuttavia, le prestazioni del NTC dipendono dalla temperatura ambiente, rendendolo meno adatto per applicazioni con un ampio intervallo di temperature operative.

2. Adottare Tecnologie di Controllo del Circuito

• Controllo del Rateo di Commutazione: Controllare direttamente il rateo di aumento della tensione all'uscita regolando il rateo di commutazione degli interruttori. Per i motori elettrici alternati, ridurre la velocità di commutazione (dVout/dt), con la capacità di carico del motore Cload fissa, comporterà una diminuzione della corrente di innesco Iinrush. Questo metodo controlla efficacemente la corrente di innesco durante l'avvio del motore.

• Avviamento Progressivo Lineare o Controllo dV/dt: Molti interruttori di potenza integrati presentano un controllo lineare del tempo di aumento della tensione di uscita. Per i motori elettrici alternati, controllare linearmente il tempo di aumento della tensione di uscita (cioè, controllando un rateo costante dVout/dt) assicura che Iinrush sia anche costante quando Cload è costante. Ciò consente un calcolo preciso della corrente di innesco e può soddisfare i requisiti in casi in cui siano specificati un limite massimo di corrente di innesco e un tempo massimo di accensione, specialmente se metodi come il controllo della costante di tempo RC non sono sufficienti.

• Regolazione a Corrente Costante / Limite di Corrente: Quando si alimentano carichi puramente capacitivi (che possono essere approssimati come capacitivi durante l'avvio del motore), il metodo di controllo della corrente di innesco a corrente costante produrrà risultati simili a un avviamento progressivo lineare. Utilizzando una Iinrush costante per caricare il motore, per una data Cload, esso si caricherà a un dv/dt costante, controllando così la corrente di innesco. Tuttavia, quando vengono introdotti altri carichi oltre al condensatore, sarà diverso dal metodo di avviamento progressivo lineare.

III. Utilizzo di Componenti e Circuiti Speciali

• Diodi TVS: I diodi TVS sono sovratensioni a risposta rapida. Quando la tensione di ingresso in un circuito di motore elettrico alternato supera una certa tensione, forniscono un percorso a bassa impedenza, assorbendo momentaneamente una grande quantità di corrente per prevenire la sovratensione e quindi evitare che le correnti di innesco causate dalla sovratensione danneggino il motore e il suo circuito.

• Varistori a Ossidazione Metallica (MOV): Rispondono alle tensioni di guasto permanenti o temporanee. Nei circuiti di motori elettrici alternati, possono sopprimere la sovratensione esistendo continuamente con un tasso di resistenza basso, prevenendo così che la corrente di innesco causata dalla sovratensione danneggi il motore.

• Circuito Interno di Suppressione di Potenza: Questo circuito sopprime le correnti di innesco catturandole nelle linee a valle. Ad esempio, sulla scheda di circuito dove si trova un motore elettrico alternato, un circuito interno di suppressione di potenza può essere formato impostando componenti induttivi per sopprimere le correnti di innesco.

IV. Ottimizzare la Progettazione del Cablaggio

• Quando si progetta la scheda di circuito o il cablaggio relativo ai motori elettrici alternati, utilizzare un metodo di cablaggio che contrasti le correnti di innesco. Ad esempio, disporre le linee della scheda il più possibile in parallelo e mantenere la distanza tra le linee adiacenti il più possibile costante. Un metodo di cablaggio ragionevole aiuta a ridurre le correnti di innesco causate da fattori come l'interferenza elettromagnetica, controllando così in qualche misura le correnti di innesco nei motori elettrici alternati.