Спречите релејно лучење помоћу РЦ кругова снубера

У овом чланку расправљамо о формули и техникама конфигурисања мрежа РЦ кола за управљање луком преко контаката релеја при пребацивању тешких индуктивних оптерећења.

Сузбијање лука

Лук се ствара преко контаката када се отвори прекидач или релеј. Временом ово стање може истрошити контакте.

Да би се решио овај проблем, отпорник / кондензатор или РЦ круг је постављен преко контаката и штити их. Једном када су контакти отворени, примењени напон пролази кроз кондензатор, а не кроз контакте.

Током процеса, кондензатор се пуни брже од времена отварања контаката, што на крају избегава стварање лука преко контаката.

Потискивање потисне струје

Када се контакти затворе, ударна струја из наелектрисаног кондензатора и напона напајања могу бити знатно већи од номиналних вредности контаката, што доводи до њиховог погоршања.

Да би се то спречило, отпорник се уводи серијски са кондензатором. Функционише као граничник струје тако што значајно апсорбује ударну струју, смањујући тако произведени лук и продужавајући век контаката.

Ц.Ц Батес је развио формулу за израчунавање вредности отпора и капацитивности која је потребна за РЦ мрежу: Ц. = Ја^два / 10, и Рц = Во / [10И {1+ (50 / Во)}]

Напон индукован на контактном отвору може се одредити помоћу

В = ИРц = ( Рц / РЛ ) Во

• Где В._ИЛИ= Извор напона
• И = Струја оптерећења при отварању контакта
• Р._Ц.= Отпор РЦ снубера
• Ц = Капацитет РЦ снубера
• Р._Л= Отпор оптерећења

У следећим примерима говоримо о трска релеј проблема са луком и покушајте да процените прорачуне потребне за пројектовање РЦ мрежа у свим контактима.

Пошто принцип лучења може бити исти и код већих релеја, формуле коришћене у релеју од трске могу се применити и за димензионисање РЦ мрежа за веће релеје.

Како се дешава лучење при пребацивању релеја од трске

Прекидач за трску или сензор за трску може се користити за управљање индуктивним уређајем попут завојнице релеја, соленоида, трансформатора, малог мотора итд.

Када се прекидач са трском отвори, наелектрисано складиштење у индуктивитету уређаја присилиће контакте прекидача на висок напон. Једном када се прекидач отвори, контактни размак је у почетку мали.

Стога се лук између контактног размака може десити готово одмах док се прекидач тек отвара.

Појава се може јавити и код отпорних и код индуктивних оптерећења, али с обзиром на то да она производе већи напон, примећује се повећана активност лучења чиме се смањује животни вијек прекидача.

Диода се обично користи у једносмерним индуктивним круговима како би се избегао висок напон. Ова врста диоде назива се повратна, слободна или хватајућа диода.

Нажалост, примена ове диоде није могућа у струјним круговима наизменичне струје.

Дакле, морамо да користимо метал-оксидни варистор (МОВ), двосмерну диоду привременог пригушивача напона (ТВС) или РЦ мрежу за сузбијање, познату и као снубер.

Ови разноврсни приступи сузбијању лука имају много предности и недостатака. Не коришћење потискивања је такође опција ако животни век контакта релеја не утиче без њега.

Многи фактори који одређују који приступ треба предузети, укључују трошкове, животни век контакта, паковање итд.

Основни разлог дизајна кола за сузбијање варница је минимизирање лучења и стварања буке приликом укључивања релеја и прекидача.

РЦ разматрања дизајна

Коришћење напајања једносмерном струјом са ТВС пригушивачком диодом :

Диоде МОВ и ТВС проводе струју када се прекорачи гранични напон.

Обично су ове диоде паралелно повезане са контактом прекидача. Чак и при ниским напонима попут 24 ВАЦ, ови уређаји могу ефикасно да раде.

Штавише, они такође могу добро функционисати при већој индуктивности од 120 ВАЦ оптерећења. У поређењу са ТВС диодама, МОВ уређаји имају додатни капацитет.

Дакле, када се користи МОВ уређај, морате узети у обзир капацитет који ћете користити. Напомена о Хамлиновој пријави боље описује овај сценарио.

Коришћење двосмерне ТВС диоде

РЦ потискивање је имало предност због ограничења напона контакта прекидача тачно током отварања прекидача када је контактни размак мали.

Даље, РЦ сузбијање се може применити како би се смањило лучење и побољшао живот у отпорним оптерећењима.

На РЦ колу за потискивање, кондензатор и мрежа отпорника повезани у серију постављени су преко паралелне везе преко контакта прекидача.

Друга опција је постављање кондензатора и отпорника преко терета.

Иако је причвршћивање РЦ снубера преко контакта прекидача идеално, постоји огроман недостатак јер ово ствара тренутну путању до терета када је прекидач отворен.

Ако је снуббер инсталиран преко терета, он елиминише струју. Међутим, промене на везама и импеданција извора могу утицати на ефикасност потискивања лука.

Примена РЦ снубера паралелно са контактом прекидача

У снуберу вредности отпорника и кондензатора зависе од захтева.

Одабрани отпорник мора имати вредност довољно високу да ограничи капацитивну струју пражњења када се контакти прекидача затворе. Истовремено, мора бити довољно мали да ограничи напон када се контакти прекидача отворе.

Ако одаберете велику вредност кондензатора, то ће сигурно смањити утицај напона док се контакти прекидача отварају.

Али већи кондензатор може бити скуп и може проузроковати већу капацитивну енергију пражњења за време затварања контаката прекидача. Овај тип се односи на једносмерна и наизменична кола.

Коришћење РЦ (снуббер) паралеле за сузбијање оптерећења

Охмов закон примењује се за одабир најприкладније вредности отпорника за сузбијање лука.

У Омовом закону Р = В / И , примењујемо формулу Р = 0,5 (В_пк/ И_СВ) и Р = 0,3 (В_пк/ И_СВ) , где В._пк је вршни напон наизменичне струје ( 1.414 Врмс ) и Ја_СВ је називна преклопна струја контакта релеја).

Да бисмо смањили деградацију контакта услед лучења, морамо бити сигурни да је Р вредност минимална. С друге стране, вредност Р мора се повећати да би се смањио лук контакта релеја због ударне струје.

Одређивање вредности Р између ових сценарија је изазов.

Можете почети са Ц = 0,1μФ или 100 нФ, при одабиру кондензатора, јер је ово стандардна вредност и самим тим повољно. У зависности од испитивања перформанси овог кондензатора, можете га повећавати док капацитет не буде довољан.

Постоји више метода за процену перформанси изабраних снубер вредности. Неке се могу извести само прорачуном или симулацијом. Међутим, отпорне и индуктивне карактеристике оптерећења могу изгледати неодређено.

Ово је у великој мери узроковано индуктивношћу електромеханичких оптерећења која флуктуира када компоненте мењају положај.

Добра је пракса испитивање таласног облика напона на контактима прекидача путем осцилоскопа, посебно током отварања контакта. Снуббер систем треба да ублажи или бар минимизира лучење које се дешава када се контакти отварају и затварају.

Повећани напон не би требао поново покретати контактно лучење. Даље, максимални напон на кондензатору у пригушивачу не сме бити већи од напона.

Још један начин да се утврди да ли снуббер исправно ради за трстични прекидач је да се погледа размак контакта прекидача и прегледа зрачење светлости коју ствара лук.

Ако је светлости мање, то значи да је енергије која ствара лук мало и стога гарантује дужи животни век.

Коначни и најпрецизнији метод испитивања перформанси снубера је спровођење животног теста.

Животни век контакта је директно пропорционалан броју циклуса пребацивања, а не броју сати напајања и напајања.

Саветује се да се максимални број операција у секунди одржи за животна испитивања лучних оптерећења око 5 до 50 операција у секунди.

Ово је око 5 до 50 Хз максималне фреквенције. Број испитивања која можете обавити зависи од електричног оптерећења и разлике између погодности и прецизности.

Када требате да сазнате спецификације компонената снубера, морате узети у обзир и неколико других ствари, осим описане инспекције процене лука, највећег напона и века кондензатора.

Основно је да када се контакт прекидача отвори, струја тече кроз снубер круг.

Морате осигурати да ова струја не ствара проблеме апликацији снубера. Штавише, неопходно је потврдити да расипање снаге у отпорнику снубера не премашује његову снагу.

Још једна мисао је да се РЦ снуббер коло може користити у комбинацији са двосмерном ТВС диодом МОВ.

РЦ пригушивач може бити високо ефикасно коло у ограничавању почетног напона на контактима релеја за отварање, док ТВС или МОВ могу бити ефикаснија алтернатива за ограничавање вршних пренапонских напона.

Референце:

хттпс://ввв.елпроцус.цом/вп-цонтент/уплоадс/2020/10/РЦ-снуббер.пдф

хттпс://ввв.елпроцус.цом/вп-цонтент/уплоадс/2020/10/спарк_суппрессион_цомпрессед.пдф

хттпс://м.литтелфусе.цом/~/медиа/елецтроницс/апплицатион_нотес/реед_свитцхес/литтелфусе_магнетиц_сенсорс_анд_реед_свитцхес_индуцтиве_лоад_арц_суппрессион_апплицатион_ноте.пдф.пдф