Jak zaprojektować tłumik RC dla przekaźnika elektromagnetycznego napędzającego obciążenie indukcyjne?

Przeczytałem, że przełączniki napędzające obciążenia indukcyjne muszą być tłumione, a para RC wydaje się najlepszą (najtańszą?) Opcją. Mam duży indukcyjny silnik prądu przemiennego (do sprężarki czynnika chłodniczego), który jest przełączany przez przekaźnik elektromagnetyczny (mniej więcej co 30 minut). Dane techniczne silnika są następujące:

Moc: 1500 W (Moc wejściowa. Jak odczytane na watomierzu)
. Max. Prąd: 10 A
Napięcie znamionowe: 230 V AC / 50 Hz.

Natknąłem się na takie rozwiązanie: wprowadź opis zdjęcia tutaj

Jak wybrać odpowiedni tłumik? Bardzo popularna kombinacja wydaje się wynosić 0,1 uF - 120 omów. Ale nie mogłem tego uzasadnić.
Czy powinien być równoległy do przełącznika czy obciążenia?

inductive snubber Sohail
źródło

Powinna to być seria RC równoległa do silnika, ponieważ po otwarciu przełącznika nie ma to żadnego sensu. Jeśli chodzi o wartości, może to być majsterkowanie, jeśli nie masz wszystkich danych silnika. Ale na początek wartość R powinna być z grubsza ponad 10 razy większa niż rezystancja silnika (nie impedancja), a wartość C należy dobrać tak, aby stała czasowa wystarczała do wygładzenia stanów nieustalonych przełączania. Oznacza to, że nie powinna być zbyt wysoka, więc R nie powinien mieć zbyt dużej mocy do rozproszenia (marnotrawstwa), ani też zbyt małej, aby nie tłumić dzwonienia.

Vlad

Dzięki, Vlad! Widzę intuicyjną logikę, o której tu wspomniałeś, dotyczącą kondensatora. Ale myślę, że raczej wybiorę to, co było używane od dawna. :-). Ale hej, RC może być równoległy z przełącznikiem lub silnikiem, jak wyjaśnił Russell poniżej. I natknąłem się również na dyskretny arkusz danych, w którym wspomniano, że oba są w porządku, ale przejście jest „preferowane” - bez wymienionych powodów. Dzięki jeszcze raz.

Sohail,

Cóż, jeśli mówiłem spartańsko, to dlatego, że wiele razy (z moich prób) miałem do czynienia z bezimiennymi silnikami, które nie miały danych i różne rzeczy spłonęły dookoła. Jeśli chodzi o umiejscowienie, wziąłem pod uwagę dostarczony rysunek, w którym to przypadku przełącznik nie potrzebuje ochrony, ale inni robią to z tego powodu, przez co jego umieszczenie jest bezużyteczne. W każdym razie cel musi zostać w jakiś sposób osiągnięty, a taka była odpowiedź. Powodzenia.

Vlad

Odpowiedzi:

Użyte wartości często będą OK.
Większa niż zwykle indukcyjność silnika może powodować problemy.

Zadaniem tłumika jest ochrona styków przełącznika przed indukcyjnymi chwilowymi wyłączeniami z silnika. Zatrzymanie stanu nieustalonego u źródła (przez silnik) lub w miejscu docelowym (przez styki) działa. Prawdopodobnie posiadanie go na przełączniku jest lepsze, ponieważ zajmuje się energią, która zadaje obrażenia, w przeciwieństwie do energii, która może zadawać obrażenia, więc jest bardziej skupiona, a także radzi sobie z innymi kolcami, które mogą się zdarzyć.

Jeśli spojrzysz na swój obwód, zauważysz, że w obu przypadkach tłumik łączy się od punktu połączenia przełącznika silnika do jednej nogi sieci. Jeśli impedancja sieci jest niska przy częstotliwości skokowej (-ies), oba są mniej więcej równoważne.

$V=IR = 10\mathrm{A} \times 120\mathrm{\Omega} = 1200\mathrm{V}$

Prąd tłumienia będzie płynął tylko do momentu naładowania kondensatora do napięcia sterującego. Jeśli indukcyjność silnika jest duża, kondensator może ładować się do wyższego lub znacznie wyższego napięcia.

Kondensator musi być wystarczająco duży, aby nie był ładowany do punktu, w którym prąd zanika przez ładowanie kołpaka, zanim opornik rozproszy energię. Aby mieć pewność, że obecne wartości składników wykonają zadanie, musisz znać indukcyjność silnika.

$E=\frac{1}{2}LI^2$

$E=\frac{1}{2}CV^2$

Rezystor musi rozproszyć tę energię.

\begin{aligned} \frac{1}{2} L i^{2} & = \frac{1}{2} C V^{2} \\ \Rightarrow V & = \sqrt{\frac{L i^{2}}{C}} \end{aligned}

$\begin{align}\frac{1}{2}Li^2 &= \frac{1}{2}CV^2 \\ \\ \Rightarrow V &= \sqrt{\frac{Li^2}{C}} \end{align}$

$L/R$

Możesz zacząć to obliczać (jeśli znasz L) lub symulować, ale w większości przypadków pokazane wartości są prawidłowe dla typowego sprzętu.

Umieść zakres między kontaktami. Jaki pik V widzisz (użyj odpowiedniej sondy!). Czy kontakty iskrzą? Nie powinni.

Należy pamiętać, że zwiększenie C poprawia działanie tłumiące, ale także zwiększa straty z sieci podczas normalnej pracy. Należy również zauważyć, że kondensator w poprzek przełącznika sieciowego może być krzywo zauważony w niektórych kontekstach.

Dodany:

Dario powiedział: Jednym z problemów z umieszczeniem RS na przełączniku jest to, że teraz masz trochę prądu w obwodzie w trybie wyłączonym. ...

User_long_gone odpowiedział: Jestem absolutnie pewien, że 4-5 MILLIAMPS prądu płynącego przez kondensator 0,1 mikrofarady przy 60 Hz nie będzie stanowić problemu w obwodzie silnika. Marnować energię? To mniej niż 1/2 wata.

Warto to zauważyć

Tłumienie w poprzek silnika może nie przeszkadzać samemu silnikowi, ale może poważnie przeszkadzać każdemu na tyle głupio, by myśleć, że wyłączony przełącznik oznacza, że obwód jest „bezpieczny” lub „martwy”. Jeśli przełącznik znajduje się w przewodzie fazowym / pod napięciem, strona silnika przełącznika może znajdować się blisko ziemi z powodu impedancji względnych. Ale nie ma pewności, że zawsze tak będzie w przypadku połączenia - nawet jeśli przepisy mówią, że tak powinno być.

2 „Nawet” 1/2 Wata niepotrzebnie marnowanej energii w urządzeniu jest marszczone w nowoczesnych scenariuszach.

Russell McMahon
źródło

Dzięki Russell! Mogłem znaleźć arkusz danych silnika (właściwie hermetyczna sprężarka), ale po prostu nie wspomnieli o indukcyjności. Ale myślę, że wezmę na razie wspólny 0,1 uF i 120 omów, ponieważ były one używane w wielu takich aplikacjach. Przekaźnik jest całkowicie szczelny z nieprzezroczystą obudową. Więc nie widzę kontaktów. Ale ponieważ te urządzenia (przynajmniej przekaźniki) działają przez lata, nie sądzę, aby iskrzyło. Dzięki jeszcze raz. :-)

Sohail,

Jeśli indukcyjność silnika wynosi 200 mH, osłona tłumiąca 0,1 uF musiałaby naładować do 4500 V, aby pomieścić całą energię, którą indukcyjność gromadzi przy 10 A. Pewnie wystąpią pewne straty w rezystorze 120 omów podczas ładowania czapki, ale wciąż martwię się, że 0,1 uF jest zbyt małe dla tak dużego silnika. 200 mH to tylko przypuszczenie, aby mieć pewność, że trzeba znać prawdziwą wartość.

avl_sweden

@avl_sweden Tak i / ale ...: Tłumiki są zawsze kompromisami. Jak wspomniano, musisz podać wartość, jeśli jest znana, i sprawdzić, czy wyniki są akceptowalne w twoim przypadku. W wielu przypadkach podane wartości działają w praktyce „wystarczająco dobrze”. Głównym celem jest zapobieganie uszkodzeniom styków przełącznika, a jeśli możesz przejść od stanu łuku / iskry do braku (widoczny), to dobry początek. Napięcie przełączania może nadal być wysokie i szkodliwe, ale niewidoczne, a sope może być użytecznym sprawdzeniem (należy użyć odpowiedniej sondy i mieć świadomość problemów związanych z bezpieczeństwem w zakresie WN).

Russell McMahon,

@NicolasD ... kopie w pamięci ... Wydaje mi się, że dostałem 1 // 2 Watt z pytania USER59273 (może nie) i nie obliczyłem rzeczywistej wartości. Tak, masz rację - JEŚLI kondensator i rezystor szeregowy znajdowały się w poprzek przełącznika, rozproszyłyby tylko mWs (poniżej 10 mW na pierwszy rzut oka - może mniej). Ale nadal miałoby to szansę dać nieostrożnemu śledczemu paskudny kęs - teoretycznie poniżej poziomu śmiertelnego przy 230 V. Ołów przy silniku napięcie byłoby bliższe zeru - zdjął drut i, ups. [Wyłączam wszystkie wyłączniki i wyłączniki, wyciągam wtyczkę i bezpiecznik, A NASTĘPNIE, zwarcie ....

Russell McMahon

... „powinno być martwe” prowadzi na ziemię. Bardzo rzadko dochodzi do huku i / lub iskier. (Tak czy inaczej - YMMV :-). Przeżyłem około 50 - 55 lat grania z zasilaniem sieciowym z pewną pojemnością, więc może mam równowagę :-). [Miernik pomaga tego uniknąć :-)]. W takim przypadku pozostawienie „pod napięciem” z wyłączonym paskiem zwarciowym wymaga pozostawienia podłączonego, aby zapobiec wzrostowi napięcia po odłączeniu silnika.

Russell McMahon

Jednym z problemów z umieszczeniem RS w poprzek przełącznika jest to, że teraz masz trochę prądu w obwodzie w trybie wyłączonym. To może być dobre, jeśli silnik wymaga podgrzewania, ale jest nieco marnowane na energię.

Dario
źródło

Jestem absolutnie pewien, że 4-5 MILLIAMPS prądu przepływającego przez kondensator 0,1 mikrofarady przy 60 Hz nie będzie stanowić problemu w obwodzie silnika. Marnować energię? To mniej niż 1/2 wata.

@ user59273 wydaje się, że zniknął, a Daio nie wrócił - ale warto zauważyć, że tłumienie w silniku może nie przeszkadzać samemu silnikowi, ale może poważnie przeszkadzać każdemu na tyle głupio, by myśleć, że wyłączony przełącznik oznacza, że obwód jest „ bezpieczne ”lub„ martwe ”. Jeśli przełącznik znajduje się w przewodzie fazowym / pod napięciem, strona silnika przełącznika może znajdować się blisko ziemi z powodu impedancji względnych. Ale nie ma pewności, że zawsze będzie tak, jak jest to połączenie - nawet jeśli przepisy mówią, że tak powinno być.

Russell McMahon,

Odległość i fizyczne okablowanie może odgrywać ważną rolę przy wyborze miejsca umieszczenia tłumika RC, biorąc pod uwagę styki przełącznika w stosunku do obciążenia indukcyjnego. Jeśli tłumik RC zostanie umieszczony w poprzek obciążenia indukcyjnego, korzyści tłumienia łuku tłumika RC mogą się zmniejszyć wraz ze wzrostem odległości między stykami przełącznika a obciążeniem, ponieważ okablowanie może być postrzegane przez styki jako indukcyjność i nadal może występować łuk. Oceń, czy dotyczy to twojej aplikacji.

Przewodowe piloty zdalnego sterowania są przykładem, w którym wspomniana odległość odgrywa rolę.

Carlos Patterson
źródło