Các Phương Pháp Kiểm Soát Dòng Điện Tăng Đột Ngột trong Máy Điện Động Cơ AC

1. Sử dụng Đặc Tính của Các Thành Phần

• Thành Phần Cảm Dẫn: Cuộn cảm cản trở tốc độ thay đổi dòng điện, giảm thiểu đỉnh dòng điện. Đối với máy điện động cơ AC, cuộn cảm được nối tiếp trong mạch có thể kìm hãm dòng điện tăng đột ngột. Khi dòng điện tăng đột ngột, điện áp tự cảm sinh ra bởi cuộn cảm chống lại sự tăng nhanh của dòng điện, do đó giảm mức độ và thời gian dòng điện tăng đột ngột. Ví dụ, phương pháp này thường được sử dụng trong mạch khởi động của các máy điện động cơ AC lớn để bảo vệ các thành phần mạch khỏi tác động của dòng điện tăng đột ngột.

• Thành Phần Tích Điện: Dụng cụ tích điện có thể lưu trữ năng lượng. Bằng cách chọn giá trị dung lượng phù hợp, năng lượng điện có thể được lưu trữ trong tụ điện và xả chậm. Khi tụ điện được kết nối song song với mạch máy điện trong mạch máy điện động cơ AC, nó có thể hoạt động như một bộ đệm, hấp thụ một phần năng lượng điện tại thời điểm mạch được bật để ngăn dòng điện quá lớn chảy trực tiếp qua máy điện, từ đó giảm điện áp đỉnh và dòng điện đỉnh, đạt mục đích kiểm soát dòng điện tăng đột ngột.

• Thermistor Hệ Số Nhiệt Âm (NTC): Khi không có dòng điện chạy, thermistor NTC có giá trị cao. Khi cấp nguồn, điện trở cao cho phép một lượng nhỏ dòng điện đi qua, bắt đầu tự làm nóng, khiến điện trở của nó giảm dần và dần dần cho phép nhiều dòng điện hơn chạy qua tải. Bằng cách đặt một thermistor NTC nối tiếp với mạch khởi động của máy điện động cơ AC, đặc tính của nó có thể được sử dụng để hạn chế dòng điện tăng đột ngột khi khởi động. Tuy nhiên, hiệu suất của NTC phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường, khiến nó ít phù hợp cho các ứng dụng có phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng.

2. Áp dụng Công Nghệ Điều Khiển Mạch

• Điều Khiển Tốc Độ Đảo Chiều: Điều khiển trực tiếp tốc độ tăng điện áp ở đầu ra bằng cách điều khiển tốc độ đóng các công tắc. Đối với máy điện động cơ AC, giảm tốc độ chuyển mạch (dVout/dt), với điện dung tải Cload cố định, sẽ dẫn đến giảm dòng điện tăng đột ngột Iinrush. Phương pháp này kiểm soát hiệu quả dòng điện tăng đột ngột khi khởi động máy.

• Khởi Động Nhẹ Tuyến Tính hoặc Điều Khiển dV/dt: Nhiều công tắc điện tích hợp có khả năng điều khiển tuyến tính thời gian tăng điện áp đầu ra. Đối với máy điện động cơ AC, điều khiển tuyến tính thời gian tăng điện áp đầu ra (tức là điều khiển tỷ lệ dVout/dt cố định) đảm bảo rằng Iinrush cũng là hằng số khi Cload cố định. Điều này cho phép tính toán chính xác dòng điện tăng đột ngột và có thể đáp ứng yêu cầu trong các trường hợp cần giới hạn dòng điện tăng đột ngột tối đa và thời gian đóng tối đa, đặc biệt nếu các phương pháp như điều khiển hằng số RC không đủ.

• Điều Chỉnh Dòng Điện Hằng Số / Giới Hạn Dòng Điện: Khi cấp nguồn cho tải thuần tụ điện (có thể xấp xỉ là tụ điện trong quá trình khởi động máy), phương pháp điều chỉnh dòng điện hằng số để kiểm soát dòng điện tăng đột ngột sẽ tạo ra kết quả tương tự như bộ khởi động nhẹ tuyến tính. Bằng cách sử dụng Iinrush hằng số để sạc máy, cho một Cload cụ thể, nó sẽ sạc với dv/dt hằng số, từ đó kiểm soát dòng điện tăng đột ngột. Tuy nhiên, khi đưa thêm các tải khác ngoài tụ điện, nó sẽ khác với phương pháp khởi động nhẹ tuyến tính.

III. Sử dụng Các Thành Phần Mạch và Mạch Đặc Biệt

• Diode TVS: Diode TVS là bộ kìm hãm phản ứng nhanh. Khi điện áp đầu vào trong mạch máy điện động cơ AC vượt quá một điện áp nhất định, chúng cung cấp một đường dẫn điện trở thấp, tạm thời hấp thụ một lượng lớn dòng điện để ngăn chặn quá điện áp và do đó tránh dòng điện tăng đột ngột do quá điện áp gây hại cho máy và mạch của nó.

• Biến Trở Oxy hóa Kim Loại (MOV): Phản ứng với điện áp lỗi vĩnh viễn hoặc quá điện áp tạm thời. Trong mạch máy điện động cơ AC, nó có thể kìm hãm quá điện áp bằng cách tồn tại liên tục với tỷ lệ điện trở thấp, từ đó ngăn dòng điện tăng đột ngột do quá điện áp gây hại cho máy.

• Mạch Kìm Hãn Năng Lượng Nội Bộ: Mạch này kìm hãm dòng điện tăng đột ngột bằng cách bắt giữ chúng trong các đường dây hạ lưu. Ví dụ, trên bảng mạch nơi có máy điện động cơ AC, có thể hình thành một mạch kìm hãn năng lượng nội bộ bằng cách thiết lập các thành phần cảm dẫn để kìm hãn dòng điện tăng đột ngột.

IV. Tối Ưu Hóa Thiết Kế Mạch Dây

• Khi thiết kế bảng mạch hoặc dây liên quan đến máy điện động cơ AC, hãy sử dụng phương pháp đấu dây chống dòng điện tăng đột ngột. Ví dụ, sắp xếp các đường dây trên bảng càng song song càng tốt và giữ khoảng cách giữa các đường dây liền kề càng đồng đều càng tốt. Một phương pháp đấu dây hợp lý giúp giảm dòng điện tăng đột ngột do các yếu tố như nhiễu điện từ, do đó kiểm soát dòng điện tăng đột ngột trong máy điện động cơ AC đến một mức độ nào đó.