Métodos para Controlar a Corrente de Surtos em Motores AC

1. Utilize as Características dos Componentes

• Componentes Indutivos: Indutores impedem a taxa de variação do fluxo de corrente, reduzindo picos de corrente. Para motores AC, indutores conectados em série no circuito podem suprimir correntes de surto. Quando a corrente aumenta repentinamente, a força eletromotriz auto-induzida gerada pelo indutor resiste ao rápido aumento da corrente, reduzindo assim a magnitude e a duração da corrente de surto. Por exemplo, este método é frequentemente usado nos circuitos de partida de grandes motores AC para proteger os componentes do circuito do impacto das correntes de surto.

• Componentes Capacitivos: Capacitores podem armazenar energia. Ao selecionar o valor de capacitância apropriado, a energia elétrica pode ser armazenada no capacitor e liberada lentamente. Quando um capacitor é conectado em paralelo com o circuito do motor em um circuito de motor AC, ele pode atuar como um amortecedor, absorvendo parte da energia elétrica no momento em que o circuito é ligado, para evitar que uma corrente excessiva flua diretamente através do motor, reduzindo assim o pico de tensão e o pico de corrente e alcançando o objetivo de controlar a corrente de surto.

• Termistor de Coeficiente de Temperatura Negativo (NTC): Quando não há corrente fluindo, o resistor NTC tem um valor alto. Quando alimentado, a alta resistência permite que uma pequena quantidade de corrente passe, iniciando o auto-aquecimento, fazendo com que sua própria resistência diminua e permitindo gradualmente que mais corrente flua através da carga. Ao colocar um termistor NTC em série com o circuito de partida de um motor AC, suas características podem ser utilizadas para limitar a corrente de surto na partida. No entanto, o desempenho do NTC depende da temperatura ambiente, tornando-o menos adequado para aplicações com uma ampla faixa de temperaturas de operação.

2. Adote Tecnologia de Controle de Circuito

• Controle da Taxa de Comutação: Controle diretamente a taxa de aumento da tensão na saída controlando a taxa na qual os interruptores são ligados. Para motores AC, reduzir a velocidade de comutação (dVout/dt), com a capacitância de carga Cload fixa, resultará em uma diminuição da corrente de entrada Iinrush. Este método controla efetivamente a corrente de entrada quando o motor está sendo iniciado.

• Partida Suave Linear ou Controle dV/dt: Muitos interruptores de potência integrados apresentam um tempo de subida linear da tensão de saída. Para motores AC, controlar linearmente o tempo de subida da tensão de saída (ou seja, controlar uma taxa constante dVout/dt) garante que Iinrush também seja constante quando Cload é constante. Isso permite o cálculo preciso da corrente de surto e pode atender aos requisitos em casos onde um limite máximo de corrente de surto e um tempo máximo de ligação são especificados, especialmente se métodos como o controle de constante de tempo RC não forem suficientes.

• Regulação de Corrente Constante / Limite de Corrente: Ao alimentar cargas puramente capacitivas (que podem ser aproximadas como capacitivas durante a partida do motor), o método de controle de corrente constante para a corrente de entrada produzirá resultados semelhantes a um partida suave linear. Usando um Iinrush constante para carregar o motor, para uma Cload dada, ele será carregado a uma dv/dt constante, controlando assim a corrente de entrada. No entanto, ao introduzir outras cargas além do capacitor, diferirá do método de partida suave linear.

III. Usando Componentes e Circuitos Especiais

• Diodos TVS: Diodos TVS são supressores de resposta rápida. Quando a tensão de entrada em um circuito de motor AC excede uma certa tensão, eles fornecem um caminho de baixa impedância, absorvendo momentaneamente uma grande quantidade de corrente para prevenir sobretensões e, assim, evitar que correntes de surto causadas por sobretensão danifiquem o motor e seu circuito.

• Varistor de Óxido Metálico (MOV): Responsivo a tensões de falha permanentes ou sobretensões momentâneas. Em circuitos de motores AC, pode suprimir sobretensões existindo continuamente com uma taxa de resistência baixa, evitando assim que correntes de surto causadas por sobretensão causem danos ao motor.

• Circuito Interno de Supressão de Potência: Este circuito suprime correntes de surto capturando-as nas linhas downstream. Por exemplo, na placa de circuito onde está localizado um motor AC, um circuito interno de supressão de potência pode ser formado configurando componentes indutivos para suprimir correntes de surto.

IV. Otimizar o Projeto de Fiação

• Ao projetar placas de circuito ou fiação relacionada a motores AC, use um método de fiação que contrarie as correntes de surto. Por exemplo, organize as linhas da placa o mais paralelas possível e mantenha a distância entre as linhas adjacentes o mais consistente possível. Um método de fiação razoável ajuda a reduzir as correntes de surto causadas por fatores como interferência eletromagnética, controlando assim as correntes de surto em motores AC em certa medida.