Šiame straipsnyje aptariame RC grandinių tinklų konfigūravimo formulę ir būdus, kaip valdyti lanką per relės kontaktus, perjungiant dideles indukcines apkrovas.
Lanko slopinimas
Atidarius jungiklį ar relę, kontaktuose susidaro lankas. Su laiku ši sąlyga gali nusidėvėti kontaktus.
Norėdami įveikti šią problemą, rezistorių / kondensatorių arba RC grandinė yra išdėstyta kontaktuose ir juos apsaugo. Atidarius kontaktus, naudojama įtampa eina per kondensatorių, o ne kontaktus.
Proceso metu kondensatorius įkraunamas greičiau nei kontaktų atidarymo laikas, kuris galiausiai išvengia lanko susidarymo per kontaktus.
Įsiurbimo srovės slopinimas
Kai kontaktai užsidaro, įkrovimo srovė iš įkrauto kondensatoriaus ir maitinimo įtampa gali būti žymiai didesnė nei kontaktų vardinė vertė, todėl jie gali pablogėti.
Norėdami to išvengti, su kondensatoriumi nuosekliai įvedamas rezistorius. Jis veikia kaip srovės ribotuvas, žymiai sugerdamas įsiurbimo srovę, tokiu būdu sumažindamas pagamintą lanką ir prailgindamas kontaktų tarnavimo laiką.
C.C Batesas sukūrė atsparumo ir talpos vertės, reikalingos RC tinklui, apskaičiavimo formulę: C = Ašdu / 10 ir Rc = Vo / [10I {1+ (50 / Vo)}]
Kontakto angoje sukeltą įtampą galima nustatyti pagal
V = IRc = ( Rc / RL ) Vo
- Kur VARBA= Įtampos šaltinis
- I = apkrovos srovė kontakto angoje
- RC= RC Snubber atsparumas
- C = RC Snubber talpa
- RL= Atsparumas apkrovai
Tolesniuose pavyzdžiuose kalbame apie nendrių estafetė problemų ir pabandykite įvertinti skaičiavimus, reikalingus projektuojant RC tinklus per jo kontaktus.
Kadangi lanko principas gali būti tas pats ir didesnėse relėse, nendrių relėse naudojamos formulės taip pat galėtų būti pritaikytos didesnių relių RC tinklų matmenims.
Kaip vyksta lankas, naudojant „Reed Relay“
Nendrinis jungiklis arba nendrių jutiklis gali būti naudojamas valdant indukcinį įtaisą, pvz., Relės ritę, solenoidą, transformatorių, mažą variklį ir kt.
Atsidarius nendrių jungikliui, prietaiso induktyvume sukauptas krūvis privers jungiklio kontaktus į aukštą įtampą. Atidarius jungiklį, kontakto tarpas pradžioje yra nedidelis.
Todėl lankas tarp kontaktų tarpo gali įvykti beveik iš karto, kol jungiklis tik atsidaro.
Šis reiškinys gali pasireikšti tiek varžoje, tiek indukcinėje apkrovoje, tačiau kadangi pastarosios sukelia didesnę įtampą, pastebimas padidėjęs lankinis aktyvumas ir taip sumažintas jungiklio tarnavimo laikas.
Diodą paprastai naudoja nuolatinės srovės indukcinės grandinės, kad būtų išvengta aukštos įtampos. Šis diodų tipas vadinamas „flyback“, „freewheing“ arba „catch diod“.
Deja, šio diodo negalima naudoti kintamosios srovės grandinėse.
Taigi, mes turime naudoti metalo oksido varistorių (MOV), dvikrypčio pereinamojo įtampos slopintuvo (TVS) diodą arba RC slopinimo tinklą, taip pat žinomą kaip „snubber“.
Šie įvairūs lanko slopinimo metodai turi daug privalumų ir trūkumų. Nenaudoti slopinimo taip pat yra galimybė, jei be jo relės kontaktinis gyvenimas neturi įtakos.
Daugybė veiksnių, lemiančių, kokį požiūrį reikia taikyti, yra išlaidos, kontaktų trukmė, pakavimas ir kt.
Pagrindinė kibirkščių slopinimo grandinių konstrukcijos priežastis yra sumažinti lanką ir triukšmą, atsirandantį įjungiant reles ir jungiklius.
RC dizaino svarstymai
Nuolatinės srovės maitinimas naudojant „TVS Suppressor Diode“ :
MOV ir TVS diodai praleidžia srovę, kai viršijama ribinė įtampa.
Paprastai šie diodai yra lygiagrečiai sujungti su jungiklio kontaktu. Net esant žemai įtampai, pvz., 24 VAC, šie prietaisai gali veikti efektyviai.
Be to, jie taip pat gali gerai veikti esant didesnei induktyvumo 120 VAC apkrovai. Palyginti su TVS diodais, MOV įrenginiai turi papildomą talpą.
Taigi, kai naudojamas MOV įrenginys, turite atsižvelgti į naudojamą talpą. „Hamlin“ taikymo pastaboje šis scenarijus apibūdinamas geriau.
Dvipusio TVS diodo naudojimas
RC slopinimas turėjo briauną, nes jungiklio kontakto įtampa buvo tiksliai apribota atidarant jungiklį, kai kontakto tarpas yra mažas.
Be to, RC slopinimas gali būti naudojamas siekiant sumažinti lanką ir pagerinti varžos apkrovos gyvenimą.
RC slopinimo grandinėje nuosekliai sujungti kondensatorių ir rezistorių tinklai yra sumontuoti per jungiklio kontaktą lygiagrečiai.
Kitas variantas yra kondensatoriaus ir rezistoriaus padėjimas visoje apkrovoje.
Nors RC jungiklio pritvirtinimas per jungiklio kontaktą yra idealus, yra didžiulis trūkumas, nes tai sukuria srovės kelią į apkrovą, kai jungiklis yra atidarytas.
Jei snubberis sumontuotas visoje apkrovoje, jis pašalina srovę. Tačiau pokyčiai jungtyse ir šaltinio varža gali turėti įtakos lanko slopinimo efektyvumui.
RC Snubber naudojimas lygiagrečiai su jungiklio kontaktu
Snuberyje rezistoriaus ir kondensatoriaus vertės priklauso nuo reikalavimo.
Pasirinkto rezistoriaus vertė turi būti pakankamai didelė, kad apribotų talpinę iškrovos srovę, kai jungiklio kontaktai užsidaro. Tuo pačiu metu jis turi būti pakankamai mažas, kad apribotų įtampą atidarius jungiklio kontaktus.
Jei pasirinksite didelę kondensatoriaus vertę, tai tikrai sumažins įtampos poveikį, kol atidaromi jungiklio kontaktai.
Tačiau didesnis kondensatorius gali būti brangus ir gali sukelti didesnę talpinę iškrovos energiją tuo metu, kai jungiklio kontaktai užsidaro. Šis tipas taikomas tiek nuolatinės, tiek kintamosios srovės grandinėms.
RC (Snubber) slopinimo paralle naudojimas su apkrova
Omo dėsnis taikomas norint pasirinkti tinkamiausią rezistoriaus vertę lanko slopinimui.
Ohmo įstatyme R = V / I , mes taikome formulę R = 0,5 (Vpk/ AšSW) ir R = 0,3 (Vpk/ AšSW) , kur Vpk yra kintamosios srovės didžiausia įtampa ( 1.414 Vrms ) ir AšSW nominali relės kontakto perjungimo srovė).
Norėdami sumažinti kontakto degradaciją dėl lanko, turime įsitikinti, kad R vertė yra mažiausia. Kita vertus, R vertė turi būti padidinta, kad sumažėtų relės kontakto lankas dėl įsiurbimo srovės.
Nustatyti R vertę tarp šių scenarijų yra iššūkis.
Galite pradėti nuo C = 0,1 μF arba 100 nF, renkantis kondensatorių, nes tai yra standartinė vertė ir todėl yra ekonomiška. Atsižvelgdami į šio kondensatoriaus veikimo tyrimą, galite jį padidinti, kol talpos pakaks.
Yra keli metodai, skirti įvertinti pasirinktų „snubber“ verčių našumą. Kai kuriuos galima atlikti tik apskaičiuojant ar imituojant. Tačiau varžos ir indukcinės apkrovos savybės gali pasirodyti neapibrėžtos.
Tai daugiausia lemia elektromechaninių apkrovų induktyvumas, kuris svyruoja, kai komponentai keičia padėtį.
Gera praktika ištirti jungiklio kontaktų įtampos bangų formą per osciloskopą, ypač kontaktų atidarymo metu. „Snubber“ sistema turėtų sušvelninti ar bent jau sumažinti lanką, atsirandantį atidarius ir uždarant kontaktus.
Didėjanti įtampa neturėtų vėl paleisti kontaktinio lanko. Be to, maksimali įtampa per kondensatorių neturi būti didesnė už įtampą.
Dar vienas būdas išsiaiškinti, ar snapelis tinkamai veikia nendrinį jungiklį, yra pažvelgti į jungiklio kontaktinį tarpą ir patikrinti lanko skleidžiamos šviesos spinduliavimą.
Jei šviesos yra mažiau, tai reiškia, kad energijos, generuojančios lanką, yra nedaug, todėl ji garantuoja ilgesnį gyvenimą.
Paskutinis ir tiksliausias snuberio veiklos tyrimo metodas yra atlikti gyvenimo testą.
Kontaktinis laikas yra tiesiogiai proporcingas perjungimo ciklų skaičiui, o ne varomų ir be maitinimo valandų skaičiui.
Patariama išlaikyti maksimalų operacijų skaičių per sekundę, kai gyvavimo metu tikrinamos lankinės apkrovos, yra apie 5–50 operacijų per sekundę.
Tai yra maždaug nuo 5 iki 50 Hz maksimalaus dažnio. Bandymų, kuriuos galite atlikti, skaičius priklauso nuo elektrinės apkrovos ir patogumo bei tikslumo skirtumo.
Kai jums reikia sužinoti apie snukio komponentų specifikacijas, turite atsižvelgti į keletą kitų dalykų, išskyrus aprašytą lanko įvertinimo, didžiausios kondensatoriaus įtampos ir tarnavimo laiką.
Labai svarbu, kad atidarius jungiklio kontaktą srovė tekėtų per snuberio grandinę.
Turite užtikrinti, kad ši srovė nekeltų rūpesčių snukerio programai. Be to, būtina patvirtinti, kad galios išsiskyrimas snukio rezistore neperžengia jo galios.
Dar viena mintis yra ta, kad RC snubberio grandinę galima naudoti kartu su dvikrypčiu MOV TVS diodu.
RC „snubber“ gali būti labai efektyvi grandinė, ribojanti pradinę įtampą per atidarymo relės kontaktus, o TVS arba MOV gali būti efektyvesnė alternatyva didžiausių viršįtampių ribojimui.
Nuorodos:
https://www.elprocus.com/wp-content/uploads/2020/10/RC-snubber.pdf
https://www.elprocus.com/wp-content/uploads/2020/10/spark_suppression_compressed.pdf
https://m.littelfuse.com/~/media/electronics/application_notes/reed_switches/littelfuse_magnetic_sensors_and_reed_switches_inductive_load_arc_suppression_application_note.pdf.pdf
Pora: Tiksli srovės jutimo ir stebėjimo grandinė naudojant IC NCS21xR Kitas: mygtuko šviesos reguliatoriaus grandinė
