Què és el corrent d'entrada i com es pot limitar?

El corrent d'entrada és el corrent màxim que genera un circuit elèctric en el moment que s'encén. Apareix durant els pocs cicles de forma d'ona d'entrada. El valor del corrent d’entrada és molt superior al corrent d’estacionari del circuit i aquest corrent elevat pot danyar el dispositiu o activar l’interruptor. El corrent d'empenta generalment apareix en tots els dispositius en els quals el nucli magnètic està present com transformadors, motors industrials, etc. Corrent de connexió també es coneix com corrent de xoc d'entrada o corrent de connexió augment.

Per què apareix Inrush Current?

Hi ha diversos factors darrere de la causa del corrent d’entrada. Igual que alguns dispositius o sistemes que consisteixen a desacoblar el condensador o el condensador suau, extreu una gran quantitat de corrent al començament per carregar-los. A continuació, el diagrama us donarà una idea sobre la diferència entre un corrent d’entrada, pic i corrent d’un circuit:

Corrent màxim: és el valor màxim de corrent assolit per una forma d'ona en una regió positiva o negativa.

Corrent en estat estacionari: es defineix com el corrent en cada interval de temps que es manté constant en un circuit. S'aconsegueix un corrent d'estat estacionari quan di / dt = 0, el que significa que el corrent es manté sense canvis respecte al temps.

Característiques actuals d'entrada:

• Es produeix instantàniament quan el dispositiu està engegat
• Apareix durant un curt període de temps
• Superior al valor nominal del circuit o dispositiu

Alguns exemples en què es produeix el corrent d'entrada:

• Làmpada incandescent
• Arrencada del motor d’inducció
• Transformador
• Activació de fonts d'alimentació basades en SMPS

Corrent d'entrada en el transformador

El corrent d'entrada del transformador es defineix com el màxim corrent instantani que el transformador genera quan el costat secundari està descarregat o en estat de circuit obert. Aquest corrent d'entrada d'entrada afecta la propietat magnètica del nucli i provoca una commutació no desitjada del disjuntor del transformador.

La magnitud del corrent d'entrada depèn del punt d'ona CA en què s'inicia el transformador. Si el transformador (sense càrrega) s’encén quan la tensió de corrent altern és al màxim, no es produirà cap corrent d’entrada a l’arrencada i si el transformador (sense càrrega) s’encén quan la tensió de corrent altern passa per zero, llavors el valor d’entrada el corrent serà molt alt i també supera el corrent de saturació, com podeu veure a la imatge següent:

Corrent d'entrada en motors

Igual que el motor d’inducció del transformador no té un recorregut magnètic continu. La reticència del motor d’inducció és elevada a causa de la bretxa d’aire entre el rotor i l’estator. Per tant, a causa d’aquesta elevada reluctància, el motor d’inducció requereix un alt corrent d’imantació per produir el camp magnètic giratori a l’arrencada. El diagrama següent mostra les característiques d’arrencada a plena tensió del motor.

Com podeu veure al diagrama, el corrent inicial i el parell inicial són molt elevats al principi. Aquest elevat corrent d’arrencada, també anomenat corrent d’entrada, pot danyar el sistema elèctric i el parell elevat inicial pot afectar el sistema mecànic del motor. Si reduïm el valor de la tensió inicial en un 50%, es pot reduir el parell del motor en un 75%. Per superar aquests problemes, s’utilitzen circuits d’alimentació d’arrencada suau (anomenats principalment arrencadors suaus).

Ens ha de preocupar el corrent d’entrada i com es pot limitar?

Sí, sempre ens hauríem de preocupar pel corrent d’entrada en motors d’inducció, transformadors i en els circuits electrònics que consta d’inductors, condensadors o nucli. Com es va esmentar anteriorment, el corrent d'entrada és el màxim màxim de corrent experimentat al sistema i pot ser dues o deu vegades el corrent nominal normal. Aquesta pujada de corrent no desitjada pot danyar el dispositiu com en el transformador, el corrent d’entrada pot provocar l’encallament de l’interruptor cada vegada que s’encén. L’ajust de la tolerància de l’interruptor ens pot ajudar, però els components haurien de suportar el valor màxim a la velocitat.

Mentre que en el circuit electrònic, alguns components tenen especificacions per suportar l’alt valor del corrent d’entrada per un curt període de temps. Però alguns components s’escalfen molt o es fan malbé si el valor de la cursa és molt alt. Per tant, és millor utilitzar un circuit de protecció de corrent d’entrada mentre es dissenya un circuit electrònic o PCB.

Per protegir-vos del corrent d'entrada , podeu utilitzar un dispositiu actiu o passiu. L'elecció del tipus de protecció depèn de la freqüència del corrent d'entrada, el rendiment, el cost i la fiabilitat.

Igual que podeu utilitzar un termistor NTC (coeficient de temperatura negatiu) que és un dispositiu passiufunciona com una resistència elèctrica la resistència de la qual és molt alta a baixes temperatures. El termistor NTC es connecta a la sèrie amb la línia d’entrada d’alimentació. Presenta un alt valor de resistència a temperatura ambient. Per tant, quan encenem el dispositiu, l’alta resistència limita el corrent d’entrada per fluir al sistema. A mesura que el flux de corrent contínuament augmenta la temperatura del termistor, la qual cosa redueix significativament la resistència. Per tant, el termistor estabilitza el corrent d’entrada i permet que el corrent constant flueixi al circuit. El termistor NTC s’utilitza àmpliament amb la finalitat limitadora actual pel seu disseny senzill i baix cost. També té alguns inconvenients com que no es pot confiar en el termistor en condicions meteorològiques extremes.

Els dispositius actius són més costosos i també augmenten la mida del sistema o circuit. Consisteix en components sensibles que commuten un alt corrent d'entrada. Alguns dels dispositius actius són arrencadors suaus, reguladors de tensió i convertidors CC / CC.

Aquestes proteccions s’utilitzen per protegir el sistema elèctric i mecànic limitant el corrent d’entrada instantani. El gràfic esmentat a continuació mostra el valor del corrent d'entrada amb el circuit de protecció i sense el circuit de protecció. Podem veure clarament l’eficàcia d’una protecció actual d’entrada.

Com es mesura el corrent d'entrada?

Tots heu vist el carro de la bicicleta, per fer-lo moure, el pilot ha d’aplicar una força vigorosa. I, un cop la roda comença a moure's, es redueix la força requerida. Per tant, aquesta força inicial equival al corrent d’entrada. De la mateixa manera, en els motors, una vegada que el rotor comença a moure’s, el motor comença a arribar a l’estat estacionari on no requereix corrent elevat per funcionar.

Hi ha nombrosos mesuradors de pinça (multímetre) disponibles que permeten mesurar el corrent d'entrada. Igual que podeu fer servir Fluke 376 FC True-RMS Clamp meter per mesurar el corrent d’entrada. De vegades, el corrent d'entrada presenta un valor superior a la qualificació del disjonctor, però tot i així, l'interruptor no es dispara. La raó d’això és que l’interruptor funciona amb una corba de corrent de temps v / s, com si utilitzeu un interruptor de 10 amperis, de manera que el corrent d’entrada que supera els 10 amperis hauria de fluir a través del disjuntor més del temps nominal d'això.

Seguiu els passos esmentats a continuació per mesurar el corrent d'entrada:

• El dispositiu provat s'ha d'apagar inicialment
• Gireu el dial i configureu el signe Hz-Ã
• Col·loqueu el fil conductor a la mandíbula o utilitzeu una sonda connectada amb el mesurador de pinça
• Premeu el botó actual d'entrada al mesurador de pinça, tal com es mostra a la imatge anterior
• Enceneu el dispositiu i obtindreu el valor actual d’entrada a la pantalla del comptador