Методи контролю стрімкого збільшення струму в асинхронних електродвигунах

1. Використання характеристик компонентів

• Індуктивні компоненти: Індуктори заважають швидкому зміні струму, зменшуючи піки струму. Для асинхронних електродвигунів індуктори, підключені послідовно до цепи, можуть приглушувати стрімке збільшення струму. Коли струм раптово зростає, самовикликана електродвижуща сила, генерована індуктором, протистоїть швидкому зростанню струму, таким чином зменшуючи величину та тривалість стрімкого збільшення струму. Наприклад, цей метод часто використовується у запускових цепях великих асинхронних електродвигунів для захисту компонентів цепи від впливу стрімкого збільшення струму.

• Конденсаторні компоненти: Конденсатори можуть зберігати енергію. Обираючи правильне значення ємності, електричну енергію можна зберегти в конденсаторі та повільно випустити. Коли конденсатор підключений паралельно до цепи електродвигуна, він може діяти як буфер, поглинаючи деяку частину електроенергії в момент увімкнення цепи, щоб запобігти надмірному струму, що прямим шляхом проходить через двигун, таким чином зменшуючи пикове напругу та пиковий струм, і досягаючи мети контролю стрімкого збільшення струму.

• Термістори з негативним температурним коефіцієнтом (NTC): Коли струм не проходить, NTC-термістор має високе опір. При підачі живлення, високий опір дозволяє пройти невеликій кількості струму, що спричиняє самонагрівання, що знижує власний опір і поступово дозволяє більшому струму проходити через навантаження. Розташовуючи NTC-термістор послідовно з запусковою цеплю асинхронного електродвигуна, його характеристики можна використовувати для обмеження стрімкого збільшення струму при запуску. Однак, продуктивність NTC-термістора залежить від температури оточення, що робить його менш придатним для застосувань з широким діапазоном робочих температур.

2. Впровадження технології керування цеплю

• Керування швидкістю комутації: Пряме керування швидкістю зростання напруги на виході, керуючи швидкістю увімкнення ключів. Для асинхронних електродвигунів, зменшення швидкості комутації (dVout/dt), при фіксованій ємності навантаження Cload, призведе до зменшення вхідного струму Iinrush. Цей метод ефективно контролює вхідний струм при запуску двигуна.

• Лінійний м'який запуск або керування dV/dt: Багато інтегрованих силових ключів мають лінійне керування часом зростання виходної напруги. Для асинхронних електродвигунів, лінійне керування часом зростання виходної напруги (тобто, керування сталою швидкістю dVout/dt) забезпечує, що Iinrush також буде сталим при сталій Cload. Це дозволяє точно розрахувати стрімке збільшення струму і може задовольняти вимоги у випадках, коли вказані максимальне обмеження стрімкого збільшення струму та максимальний час увімкнення, особливо, якщо методи, такі як керування RC-часовою константою, недостатні.

• Сталій струм / регулювання обмеження струму: При живленні чисто конденсаторних навантажень (які можна наблизити до конденсаторних при запуску двигуна), метод керування вхідним струмом зі сталим струмом дасть результати, подібні до лінійного м'якого запуску. Використовуючи сталий Iinrush для зарядки двигуна, при даній Cload, він буде заряджатися з постійною dv/dt, таким чином контролюючи вхідний струм. Однак, при введення інших навантажень, окрім конденсатора, це буде відрізнятися від методу лінійного м'якого запуску.

III. Використання спеціальних компонентів та цепей

• Діоди TVS: Діоди TVS - це швидко реагуючі приглушувачі. Коли входна напруга в цепі асинхронного електродвигуна перевищує певну напругу, вони надають низькоопірний шлях, тимчасово поглинаючи велику кількість струму, щоб запобігти перенапрузці, і таким чином уникнути стрімкого збільшення струму, спричиненого перенапрузкою, що може пошкодити двигун та його цеп.

• Варистори на основі металурганічного оксиду (MOV): Реагують на постійну відмовну напругу або тимчасову перенапрузку. У цепях асинхронних електродвигунів вони можуть приглушувати перенапрузку, постійно існуючи з низьким опіром, таким чином запобігаючи стрімкому збільшенню струму, спричиненому перенапрузкою, що може пошкодити двигун.

• Внутрішній цеп пригнічення потужності: Цей цеп пригнічує стрімке збільшення струму, захоплюючи його в нижніх лініях. Наприклад, на платі, де розташований асинхронний електродвигун, внутрішній цеп пригнічення потужності можна утворити, встановлюючи індуктивні компоненти для пригнічення стрімкого збільшення струму.

IV. Оптимізація проектування проводки

• При проектуванні плат або проводки, пов'язаної з асинхронними електродвигунами, використовуйте метод проводки, що протистоїть стрімкому збільшенню струму. Наприклад, розташуйте лінії плати якомога паралельно та зберігайте відстань між сусідніми лініями максимально однаковою. Розумний метод проводки допомагає зменшити стрімке збільшення струму, спричинене факторами, такими як електромагнітна інтерференція, таким чином контролюючи стрімке збільшення струму в асинхронних електродвигунах до певної міри.