محدود کردن جریان هجومی

محدود کردن جریان هجومی:
باید همواره جریان هجومی در موتورهای القایی، ترانسفورماتورها و مدارهای الکترونیکی را که شامل سلف، خازن یا هسته مغناطیسی هستند، در نظر بگیریم.

همان طور که قبلاً گفتیم، جریان هجومی حداکثر جریان پیکی است که در سیستم اتفاق می افتد و ممکن است دو تا ده برابر مقدار جریان نامی باشد.

این جریان ناگهانی ناخواسته، هر بار که رخ دهد، می تواند به تجهیزاتی مانند ترانسفورماتورها آسیب بزند و در مدارشکن ها موجب تریپ شود. تنظیم تلورانس بریکر می تواند به مقابله با جریان هجومی کمک کند، اما اجزای آن باید در مقدار پیک هجومی مقاومت کنند.

در مدارهای الکترونیکی، برخی اجزا مشخصاتی دارند که می توانند در بازه کوتاهی در مقابل جریان های هجومی زیاد مقاومت کنند، اما اگر مقدار جریان هجومی بسیار زیاد باشد، برخی اجزا بسیار داغ شده یا آسیب می بینند.

بنابراین، هنگامی که یک مدار الکترونیک یا PCB را طراحی می کنیم، بهتر است از یک مدار محافظ در برابر جریان هجومی استفاده کنیم.

برای محافظت در برابر جریان هجومی، می توانیم از یک دستگاه اکتیو یا پسیو استفاده کنیم. انتخاب نوع حفاظت به فرکانس جریان هجومی، عملکرد، هزینه و قابلیت اعتماد بستگی دارد.

مثلاً می توان از یک ترمیستور NTC (ضریب دمایی منفی) استفاده کرد که یک قطعه پسیو است و مانند یک مقاومت الکتریکی کار می کند که مقاومت آن در دمای پایین بسیار بالاست. ترمیستور NTC به صورت سری با خط ورودی منبع تغذیه قرار می گیرد.

این قطعه در دمای عادی محیط مانند یک مقاومت بسیار بزرگ عمل می کند. بنابراین، وقتی از این قطعه استفاده کنیم، مقاومت بالای آن جریان هجومی را محدود می کند. وقتی جریان به طور مداوم برقرار باشد، دمای ترمیستور بالا رفته و و مقاومت آن به طور قابل توجهی کاهش می یابد.

بنابراین، ترمیستور جریان هجومی را پایدار کرده و اجازه عبور جریان حالت مانا در مدار را می دهد. ترمیستور NTC، به دلیل طراحی ساده و هزینه کم، استفاده گسترده ای در محدودسازی جریان دارد.

ترمیستور البته معایبی نیز دارد، مانند اینکه در شرایط آب وهوایی بحرانی نمی توان به عملکرد آن اطمینان کرد.

تجهیزات اکتیو گران تر هستند و اندازه سیستم یا مدار را افزایش می دهند. این تجهیزات از بخش های حساسی تشکیل شده اند که جریان ورودی زیاد را سوئیچ می کنند.

برخی از تجهیزات اکتیو عبارتند از: سافت استارترها، رگولاتورهای ولتاژ و مبدل های DC/DC.

این دستگاه ها برای محافظت یک سیستم الکتریکی و همچنین مکانیکی با محدود کردن جریان هجومی لحظه ای به کار می روند.

نمودار شکل بالا مقدار جریان هجومی را با وجود مدار محافظ و بدون آن نشان می دهد. تأثیر محافظت در برابر جریان هجومی در این شکل کاملاً مشخص است.