Wenn die Industrieanlage eingeschaltet wird, wird ein Impulsschlag erzeugt, der viel höher ist als der normale Betriebsstrom.Diese Start-up-Welle kann 10 bis 30 mal der Steady-State-Strom seinDieser extreme Überspannungsstrom entsteht sofort und verursacht enorme elektrische und mechanische Belastungen.
Wenn sie nicht ordnungsgemäß kontrolliert werden, können Überspannungsströme zu Störungen des Schaltkreislaufs, gesprengten Sicherungen, Schäden an sensiblen Komponenten und sogar zu einer Verschlechterung der Leistung von Stromanschlüssen und -versorgungen führen.Die Entwicklung einer effektiven Strategie zur Steuerung von Überspannungsströmen ist für den zuverlässigen und sicheren Betrieb von Industrieanlagen unerlässlich.
Eine Möglichkeit, Startschläge zu verwalten, besteht darin, einen Überspannungsstrombegrenzer (ICL) an der Gerätestromzufuhr in Serie anzuschließen.Thermistoren mit negativem Temperaturkoeffizient (NTC) werden aufgrund ihres einfachen Designs und ihrer einfachen Integration weit verbreitetDer NTC-Thermistor ist ein temperaturempfindlicher Widerstand, dessen Widerstandswert mit steigender Temperatur abnimmt.
Abbildung 1: ERT-J0EG103FA NTC-Thermistor von Panasonic Electronic Components, Nennwiderstand von 10 k Ω bei 25 °C, Widerstandstoleranz von ± 1%.
Wenn die industrielle elektrische Ausrüstung ausgeschaltet wird, ist der Widerstand des NTC-Elements relativ hoch.Dieser hohe Kaltzustand Widerstand kann den anfänglichen Impulsstrom beim Starten verlangsamen, was einem Strompuffer entspricht.
Wenn er durch einen Thermistor mit begrenztem Einströmungsstrom fließt, wird er durch den Widerstandsthermieffekt erhitzt.die weit unter dem Wert der Kältebeständigkeit liegtIn sehr kurzer Zeit wechselt der Thermistor in einen niedrigen Widerstandszustand. Zu diesem Zeitpunkt ist der Eingangskondensator voll geladen und kann durch den normalen Betriebsstrom fließen.
NTC verlässt den Schutzzustand nach dem Überspannungsereignis vollständig, der während des Steady-State-Betriebs dem Kurzschlusszustand nahe liegt.Ein NTC mit einem Kältewiderstand von 10 Ohm kann unter 0 fallen.5 Ohm nach ausreichender Erwärmung, wodurch sichergestellt wird, dass die Industrieanlagen unter Steady-State-Bedingungen mit nahezu voller Spannung betrieben werden und gleichzeitig die eigenen Energieverluste des Thermistors minimiert werden.
Konstruktionsbedarf bei der Umsetzung von NTC-Restrictoren
Um einen zuverlässigen und effizienten Betrieb zu gewährleisten, müssen bei der Implementierung von NTC-basierten Überspannungsbegrenzern mehrere Konstruktionsparameter berücksichtigt werden.
Widerstandswert im Kaltzustand
Der Kaltstandswiderstand (R25) ist der Nennwiderstand bei 25 °C und dient zur Bestimmung der Anfangsimpedanz bei der Begrenzung des Einströmungsstroms.Auf der Grundlage des erforderlichen maximalen Überspannungsstroms und der VersorgungsspannungBei der Berechnung des Widerstands wird das Gesetz von Ohm verwendet: R=Vpeak/Imax (Schwellung)..325 V Spitze), ist ein Kaltstandswiderstand von 325/20 ≈ 16 Ω erforderlich, um den Einströmungsstrom auf einen Spitzeffekt von 20 A zu begrenzen.
Hersteller wie TDK Electronics, VisAmetherm und Amphenol Advanced Sensors liefern NTC-Produkte mit Standardwerten wie 2 Ω, 5 Ω, 10 Ω, 22 Ω, 47 Ω bei 25 ° C.Die Auswahl eines geeigneten Kaltwiderstands ist von entscheidender Bedeutung, da ein höherer R25 eine bessere Überspannungsunterdrückung bietetAllerdings kann ein zu hoher Wert den Ladestrom überbegrenzen, die Anlaufzeit verlängern und zu einem übermäßigen Anfangsspannungsabfall führen.