Wat is inschakelstroom en hoe kan deze worden beperkt?

Inschakelstroom is de maximale stroom die door een elektrisch circuit wordt getrokken op het moment dat het wordt ingeschakeld. Het verschijnt voor de paar cycli van invoergolfvorm. De waarde van de inschakelstroom is veel hoger dan de stationaire stroom van het circuit en deze hoge stroom kan het apparaat beschadigen of de stroomonderbreker activeren. Inschakelstroom Meestal bevat alle apparaten waarop magneetkern aanwezige zoals transformatoren, motoren enz industriële inschakelstroom is ook bekend volgens Input stroomstoot of Aanzetten stroomstoot.

Waarom verschijnt inschakelstroom?

Er zijn een aantal factoren achter de oorzaak van de inschakelstroom. Zoals sommige apparaten of systemen die bestaan uit een ontkoppelingscondensator of een gladde condensator, trekt deze bij het begin een grote hoeveelheid stroom om ze op te laden. Onderstaand diagram geeft u een idee over het verschil tussen een inschakelstroom, piekstroom en stabiele stroom van een circuit:

Piekstroom: het is de maximale stroomwaarde die wordt bereikt door een golfvorm in een positief of negatief gebied.

Steady-State Current: Het wordt gedefinieerd als de stroom bij elk tijdsinterval constant blijft in een circuit. Een stabiele stroom wordt bereikt als di / dt = 0, wat betekent dat de stroom onveranderd blijft met betrekking tot de tijd.

Inschakelstroomkenmerken:

Gebeurt onmiddellijk wanneer het apparaat wordt ingeschakeld
Verschijnt gedurende een korte tijdspanne
Hoger dan de nominale waarde van het circuit of apparaat

Enkele voorbeelden waarbij inschakelstroom optreedt:

Gloeilamp
Inductiemotor starten
Transformator
Op SMPS gebaseerde voedingen inschakelen

Inschakelstroom in transformator

De inschakelstroom van de transformator wordt gedefinieerd als de maximale momentane stroom die door de transformator wordt getrokken wanneer de secundaire zijde onbelast of in een open circuit staat. Deze inschakelstroom schaadt de magnetische eigenschappen van de kern en veroorzaakt een ongewenste omschakeling van de stroomonderbreker van de transformator.

De grootte van de inschakelstroom is afhankelijk van het punt van de wisselstroomgolf waarop de transformator start. Als de transformator (zonder belasting) wordt ingeschakeld wanneer de wisselspanning zijn piek heeft bereikt, zal er bij het starten geen inschakelstroom optreden en als de transformator (zonder belasting) wordt ingeschakeld wanneer de wisselspanning door nul gaat, dan is de waarde van inschakelstroom stroom zal erg hoog zijn en het overschrijdt ook de verzadigingsstroom, zoals je kunt zien in de onderstaande afbeelding:

Inschakelstroom in motoren

Net als de transformator heeft de inductiemotor geen continu magnetisch pad. De terughoudendheid van de inductiemotor is hoog vanwege de luchtspleet tussen de rotor en de stator. Daarom vereist deze inductiemotor met hoge reluctantie een hoge magnetisatiestroom om bij het starten het roterende magnetische veld te produceren. Het onderstaande diagram toont de startkarakteristieken van de motor bij volledige spanning.

Zoals u in het diagram kunt zien, zijn de startstroom en het startkoppel beide in het begin erg hoog. Deze hoge startstroom, ook wel inschakelstroom genoemd, kan het elektrische systeem beschadigen en het aanvankelijke hoge koppel kan het mechanische systeem van de motor beïnvloeden. Als we de initiële spanningswaarde met 50% verlagen, kan dit resulteren in een reductie van 75% van het motorkoppel. Om deze problemen op te lossen, worden daarom softstart-voedingscircuits (voornamelijk softstarters genoemd) gebruikt.

Moeten we ons zorgen maken over inschakelstroom en hoe deze te beperken?

Ja, we moeten ons altijd bekommeren om de inschakelstroom in inductiemotoren, transformatoren en in de elektronische circuits die bestaan uit inductoren, condensatoren of kern. Zoals eerder vermeld, is inschakelstroom de maximale piekstroom die in het systeem wordt ervaren en deze kan twee of tien keer de normale nominale stroom zijn. Deze ongewenste stroompiek kan het apparaat beschadigen, zoals bij een transformator, inschakelstroom kan ervoor zorgen dat de stroomonderbreker wordt uitgeschakeld, elke keer dat deze wordt ingeschakeld. Het aanpassen van de brekertolerantie kan ons helpen, maar de componenten moeten bestand zijn tegen de piekwaarde bij inloop.

In een elektronisch circuit hebben sommige componenten een specificatie om gedurende een korte tijd bestand te zijn tegen de hoge waarde van inschakelstroom. Maar sommige componenten worden erg heet of raken beschadigd als de waarde van in-rush erg hoog is. Het is dus beter om een inschakelstroombeveiligingscircuit te gebruiken tijdens het ontwerpen van een elektronisch circuit of PCB.

Ter bescherming tegen inschakelstroom kunt u een actief of passief apparaat gebruiken. Het kiezen van het type bescherming hangt af van de frequentie van de inschakelstroom, prestaties, kosten en betrouwbaarheid.

Zoals u kunt een NTC-thermistor (negatieve temperatuurcoëfficiënt) gebruiken, wat een passief apparaat iswerkt als een elektrische weerstand waarvan de weerstand erg hoog is bij lage temperatuurwaarden. De NTC-thermistor wordt in serie verbonden met de voedingsingangslijn. Het vertoont een hoge weerstandswaarde bij omgevingstemperatuur. Dus wanneer we het apparaat aanzetten, beperkt de hoge weerstand de inschakelstroom om het systeem in te stromen. Omdat de stroom continu vloeit, stijgt de temperatuur van de thermistor, waardoor de weerstand aanzienlijk wordt verlaagd. Daarom stabiliseert de thermistor de inschakelstroom en laat de constante stroom in het circuit stromen. De NTC-thermistor wordt veel gebruikt voor stroombeperkende doeleinden vanwege het eenvoudige ontwerp en de lage kosten. Het heeft ook enkele nadelen, zoals u niet kunt vertrouwen op de thermistor in de extreme weersomstandigheden.

Actieve apparaten zijn duurder en vergroten ook de omvang van het systeem of circuit. Het bestaat uit gevoelige componenten die hoge inkomende stroom schakelen. Enkele van de actieve apparaten zijn softstarters, spanningsregelaars en DC / DC-omzetters.

Deze beveiligingen worden gebruikt om zowel het elektrische als het mechanische systeem te beschermen door de momentane inschakelstroom te beperken. De onderstaande grafiek toont de inschakelstroomwaarde met het beveiligingscircuit en zonder het beveiligingscircuit. We kunnen duidelijk zien hoe effectief een inschakelstroombeveiliging is.

Hoe inschakelstroom te meten?

Jullie hebben allemaal de fietskar gezien, om hem in beweging te krijgen moet de berijder een flinke kracht uitoefenen. En zodra het wiel begint te bewegen, wordt de vereiste kracht verminderd. Deze initiële kracht is dus gelijk aan de inschakelstroom. Evenzo, in motoren, zodra de rotor begint te bewegen, begint de motor de stabiele toestand te bereiken waar hij geen hoge stroom nodig heeft om te draaien.

Er zijn een aantal stroomtangen (multimeters) beschikbaar die inschakelstroommeting mogelijk maken. Net zoals u de Fluke 376 FC True-RMS-stroomtang kunt gebruiken om de inschakelstroom te meten. Soms vertoont de inschakelstroom een waarde die hoger is dan de classificatie van de stroomonderbreker, maar toch schakelt de stroomonderbreker niet uit. De reden hierachter is dat de stroomonderbreker werkt op een tijd versus stroomcurve, alsof u een stroomonderbreker van 10 ampère gebruikt, dus de inschakelstroom die meer dan 10 ampère is, moet meer door de stroomonderbreker lopen dan de nominale tijd. ervan.

Volg de onderstaande stappen om de inschakelstroom te meten:

Het geteste apparaat moet in eerste instantie worden uitgeschakeld
Draai aan de draaiknop en stel deze in op het Hz-Ã-teken
Plaats de stroomdraad in de bek of gebruik een sonde die is aangesloten op de stroomtang
Druk op de inschakelstroomknop in de stroomtang, zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding
Zet het apparaat AAN, u krijgt de inschakelstroomwaarde op het display van de meter