מהו זרם הזרם וכיצד להגביל אותו?

זרם הפתיחה הוא הזרם המרבי הנמשך על ידי מעגל חשמלי בזמן הפעלתו. זה מופיע במשך כמה מחזורי צורת גל קלט. ערך זרם הזרימה גבוה בהרבה מזרם המצב היציב של המעגל וזרם גבוה זה עלול לפגוע בהתקן או להפעיל את מפסק החשמל. זרם הזרם מופיע בדרך כלל בכל המכשירים שבהם קיים ליבה מגנטית כמו שנאים, מנועים תעשייתיים וכו '. זרם הזרם מכונה גם זרם זרם כניסה או זרם נחשול מיתוג.

מדוע זרם הזרם מופיע?

ישנם מספר גורמים מאחורי הגורם לזרם הזרימה. כמו מכשירים או מערכות מסוימות המורכבות מקיבול ניתוק או קבל חלק, שואב כמות גדולה של זרם בהתחלה להטעין אותם. בתרשים הבא ניתן לכם מושג לגבי ההבדל בין זרם זרם, שיא ומצב יציב:

זרם שיא: זהו הערך המרבי של הזרם שהושג על ידי צורת גל באזור חיובי או שלילי.

זרם מצב יציב: הוא מוגדר כזרם בכל מרווח זמן להישאר קבוע במעגל. זרם מצב יציב מושג כאשר di / dt = 0, כלומר הזרם נשאר ללא שינוי ביחס לזמן.

מאפייני זרם הזרם:

• מתרחש באופן מיידי כאשר המכשיר מופעל
• מופיע לזמן קצר של טווח
• גבוה מהערך המדורג של המעגל או ההתקן

כמה דוגמאות בהן זרם הזרם מתרחש:

• מנורת ליבון
• מנוע אינדוקציה מתחיל
• שַׁנַאי
• הפעלת ספקי כוח מבוססי SMPS

זרם זרימה בשנאי

זרם הזרם של השנאי מוגדר כזרם המיידי המקסימלי הנמשך על ידי השנאי כאשר הצד השני משוחרר או במצב מעגל פתוח. זרם זרם זה פוגע בתכונה המגנטית של הליבה וגורם למיתוג לא רצוי של מפסק השנאי.

גודל זרם הזרימה תלוי בנקודת גל AC בה מתחיל השנאי. אם שנאי (ללא עומס) נדלק כאשר מתח ה- AC בשיאו, לא יופיע זרם זרימה בהתחלה, ואם השנאי (ללא עומס) נדלק כאשר מתח ה- AC עובר דרך אפס אז ערך הזרימה הזרם יהיה גבוה מאוד והוא גם עולה על זרם הרוויה, כפי שניתן לראות בתמונה למטה:

זרם זרימה במנועים

כמו למנוע אינדוקציה של שנאי אין מסלול מגנטי רציף. הרתיעה של מנוע האינדוקציה גבוהה עקב פער האוויר בין הרוטור לסטטור. לכן, בשל מנוע אינדוקציה בעל רתיעה גבוהה זה נדרש זרם ממגנט גבוה כדי לייצר את השדה המגנטי המסתובב בעת ההתחלה. התרשים שלהלן מציג את מאפייני ההתחלה המלאים של המנוע.

כפי שניתן לראות בתרשים, התחלת הזרם והמומנט ההתחלתי שניהם גבוהים מאוד בהתחלה. זרם התחלה גבוה זה המכונה גם זרם זרם, עלול לפגוע במערכת החשמל והמומנט הגבוה הראשוני יכול להשפיע על המערכת המכנית של המנוע. אם נפחית את ערך המתח ההתחלתי ב 50%, אז זה יכול לגרום להפחתה של 75% במומנט המנוע. לכן, כדי להתגבר על בעיות אלה משתמשים במעגלי אספקת חשמל רכים (המכונים בעיקר כמתחילים רכים).

האם צריך לדאוג לנוכח זרם הכניסה וכיצד להגביל אותו?

כן, תמיד צריך לדאוג לזרם הזרימה במנועי אינדוקציה, שנאים ובמעגלים האלקטרוניים הכוללים משרנים, קבלים או ליבה. כאמור, זרם הזרימה הוא זרם השיא המרבי, המנוסה במערכת והוא יכול להיות פי שניים או עשר מהזרם המדורג הרגיל. ספייק הזרם הלא רצוי הזה יכול לפגוע במכשיר כמו בשנאי, זרם הזרימה יכול לגרום למעידה של המפסק, בכל פעם שהוא נדלק. התאמת סובלנות המפסק עשויה לעזור לנו, אך הרכיבים צריכים לעמוד בערך השיא בזמן עומס.

בעוד שבמעגל האלקטרוני יש רכיבים בעלי מפרט שיעמוד בפני הערך הגבוה של זרם הזרימה לטווח זמן קצר. אך חלק מהרכיבים מתחממים מאוד או נפגעים אם הערך של העומס הוא גבוה מאוד. לכן עדיף להשתמש במעגל הגנה זרם זרם תוך תכנון מעגל אלקטרוני או PCB.

להגנה מפני זרם הזרם תוכלו להשתמש במכשיר פעיל או פסיבי. בחירת סוג ההגנה תלויה בתדירות זרם הזרימה, ביצועים, עלות ואמינות.

כמו שאתה יכול להשתמש בתרמיסטור NTC (מקדם טמפרטורה שלילי) שהוא מכשיר פסיביעובד כנגד חשמלי שהתנגדותו גבוהה מאוד בערך בטמפרטורה נמוכה. תרמיסטור ה- NTC מתחבר בסדרה עם קו הכניסה לאספקת החשמל. הוא מציג ערך גבוה של התנגדות בטמפרטורת הסביבה. לכן, כאשר אנו מפעילים את המכשיר ההתנגדות הגבוהה מגבילה את זרם הזרימה לזרום למערכת. ככל שזרם הזרם מתמשך טמפרטורת התרמיסטור עולה המפחיתה את ההתנגדות משמעותית. לפיכך, התרמיסטור מייצב את זרם הזרימה ומאפשר לזרם היציב לזרום למעגל. תרמיסטור ה- NTC נעשה שימוש נרחב למטרה המגבילה הנוכחית בשל עיצובו הפשוט והמחיר הנמוך. יש לו גם חסרונות כמו שאתה לא יכול לסמוך על תרמיסטור בתנאי מזג האוויר הקיצוניים.

מכשירים פעילים יקרים יותר וגם מגדילים את גודל המערכת או המעגל. הוא מורכב מרכיבים רגישים המעבירים זרם נכנס גבוה. חלק מהמכשירים הפעילים הם Starters Soft, וסת מתח, וממירי DC / DC.

הגנות אלה משמשות להגנה על החשמל כמו גם על מערכת מכנית על ידי הגבלת זרם הזרימה המיידי. הגרף הנ"ל מציג את ערך זרם הזרימה עם מעגל ההגנה וללא מעגל ההגנה. אנו יכולים לראות בבירור עד כמה יעילה הגנת הזרם.

כיצד למדוד זרם זרם?

כולכם ראיתם את עגלת האופניים, כדי להניע אותה הרוכב צריך להפעיל כוח נמרץ. וברגע שהגלגל מתחיל לנוע הכוח הנדרש יורד. לכן, כוח ראשוני זה שווה לזרם הזרימה. באופן דומה, במנועים, ברגע שהרוטור מתחיל לנוע, המנוע מתחיל להגיע למצב יציב שבו הוא אינו דורש זרם גבוה להפעלה.

ישנם מספר מטרים מהדק (מולטימטר) זמין המציע מדידת זרם זרם. כמו שאתה יכול להשתמש ב Fluke 376 FC מד מהדק True-RMS כדי למדוד את זרם הזרימה. לפעמים זרם הזרימה מראה ערך הגבוה מדירוגו של המפסק, אך עדיין, המפסק אינו מפסיק. הסיבה מאחורי זה היא, המפסק עובד על עקומת זרם זמן / שעה, כמו שאתה משתמש במפסק של 10 אמפר, כך שזרם הזרימה שהוא יותר מ -10 אמפר אמור לזרום דרך המפסק יותר מהזמן המדורג. מזה.

בצע את השלבים שהוזכרו להלן כדי למדוד את זרם הזרימה:

• יש לכבות את המכשיר שנבדק בתחילה
• סובב את החוגה והגדר לסימן הרץ-א
• הנח את החוט החי לתוך הלסת או השתמש בחלונית המחוברת למד המהדק
• לחץ על כפתור זרם הזרימה במד המהדק, כפי שמוצג בתמונה לעיל
• הפעל את המכשיר, תקבל את ערך זרם הזרימה בתצוגת המונה