กระแสไฟเข้าคืออะไรและจะ จำกัด ได้อย่างไร?

กระแสไฟเข้าคือกระแสไฟฟ้าสูงสุดที่วงจรไฟฟ้าดึงมาในขณะที่เปิดเครื่อง ปรากฏขึ้นสำหรับรูปคลื่นอินพุตสองสามรอบ ค่าของกระแสไฟเข้าสูงกว่ากระแสคงที่ของวงจรมากและกระแสไฟฟ้าที่สูงนี้อาจทำให้อุปกรณ์เสียหายหรือทำให้เบรกเกอร์ทำงานได้ การไหลเข้าปัจจุบันโดยทั่วไปจะปรากฏในทุกอุปกรณ์ที่แกนแม่เหล็กเป็นปัจจุบันเช่นหม้อแปลงมอเตอร์อุตสาหกรรม ฯลฯ การไหลเข้าปัจจุบันยังเป็นที่รู้จักกันป้อนข้อมูลกระชากปัจจุบันหรือสวิทช์ไฟกระชาก-On ปัจจุบัน

ทำไม Inrush Current จึงปรากฏขึ้น?

มีหลายปัจจัยที่อยู่เบื้องหลังสาเหตุของกระแสไฟฟ้าไหลเข้า เช่นเดียวกับอุปกรณ์หรือระบบบางอย่างที่ประกอบด้วยตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนหรือตัวเก็บประจุแบบเรียบให้ดึงกระแสจำนวนมากเมื่อเริ่มต้นเพื่อชาร์จ แผนภาพด้านล่างนี้จะให้แนวคิดเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างกระแสไฟเข้าจุดสูงสุดและกระแสคงที่ของวงจร:

กระแสไฟฟ้าสูงสุด:เป็นค่าสูงสุดของกระแสที่ได้จากรูปคลื่นทั้งในบริเวณบวกหรือลบ

กระแสคงที่:ถูกกำหนดให้เป็นกระแสในแต่ละช่วงเวลาจะคงที่ในวงจร กระแสคงที่จะเกิดขึ้นเมื่อ di / dt = 0 ซึ่งหมายความว่ากระแสจะยังคงไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา

ลักษณะการไหลเข้าปัจจุบัน:

• เกิดขึ้นทันทีเมื่ออุปกรณ์เปิดอยู่
• ปรากฏเป็นช่วงเวลาสั้น ๆ
• สูงกว่าค่าพิกัดของวงจรหรืออุปกรณ์

ตัวอย่างบางส่วนที่ Inrush Current เกิดขึ้น:

• หลอดไฟฟ้า
• มอเตอร์เหนี่ยวนำสตาร์ท
• หม้อแปลงไฟฟ้า
• การเปิดอุปกรณ์จ่ายไฟที่ใช้ SMPS

กระแสไฟเข้าในหม้อแปลง

กระแสไฟเข้าของหม้อแปลงถูกกำหนดให้เป็นกระแสไฟฟ้าทันทีสูงสุดที่ดึงโดยหม้อแปลงเมื่อด้านที่สองไม่ได้โหลดหรืออยู่ในสภาพวงจรเปิด กระแสไฟฟ้าที่ไหลเข้านี้เป็นอันตรายต่อคุณสมบัติแม่เหล็กของแกนและทำให้เกิดการสับเปลี่ยนวงจรของหม้อแปลงโดยไม่ต้องการ

ขนาดของกระแสไฟเข้าขึ้นอยู่กับจุดของคลื่น AC ที่หม้อแปลงเริ่มต้น หากหม้อแปลง (ที่ไม่มีโหลด) เปิดขึ้นเมื่อแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับอยู่ที่จุดสูงสุดจะไม่มีกระแสไฟไหลเข้าที่จุดเริ่มต้นและหากหม้อแปลง (ที่ไม่มีโหลด) เปิดขึ้นเมื่อแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับผ่านศูนย์ค่าของการเข้า กระแสจะสูงมากและเกินกระแสอิ่มตัวดังที่คุณเห็นในภาพด้านล่าง:

กระแสไฟเข้าในมอเตอร์

เช่นเดียวกับมอเตอร์เหนี่ยวนำหม้อแปลงไม่มีเส้นทางแม่เหล็กต่อเนื่อง ความไม่เต็มใจของมอเตอร์เหนี่ยวนำสูงเนื่องจากช่องว่างของอากาศระหว่างโรเตอร์และสเตเตอร์ ดังนั้นเนื่องจากมอเตอร์เหนี่ยวนำแบบไม่เต็มใจสูงนี้ต้องใช้กระแสแม่เหล็กสูงเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กหมุนเมื่อเริ่มต้น แผนภาพด้านล่างแสดงลักษณะการเริ่มต้นของแรงดันไฟฟ้าเต็มรูปแบบของมอเตอร์

ดังที่คุณเห็นในแผนภาพกระแสเริ่มต้นและแรงบิดเริ่มต้นทั้งสองอย่างสูงมากที่จุดเริ่มต้น กระแสไฟฟ้าเริ่มต้นที่สูงซึ่งเรียกอีกอย่างหนึ่งว่ากระแสไฟฟ้าเข้าอาจทำให้ระบบไฟฟ้าเสียหายและแรงบิดสูงเริ่มต้นอาจส่งผลต่อระบบกลไกของมอเตอร์ หากเราลดค่าแรงดันไฟฟ้าเริ่มต้นลง 50% ก็จะส่งผลให้แรงบิดของมอเตอร์ลดลง 75% ดังนั้นเพื่อเอาชนะปัญหาเหล่านี้จึงใช้วงจรแหล่งจ่ายไฟสตาร์ทอ่อน (ส่วนใหญ่เรียกว่าซอฟต์สตาร์ท)

เราควรดูแลเกี่ยวกับกระแสไฟเข้าหรือไม่และจะ จำกัด อย่างไร?

ใช่เราควรดูแลเกี่ยวกับกระแสไฟฟ้าเข้าในมอเตอร์เหนี่ยวนำหม้อแปลงและในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งประกอบด้วยตัวเหนี่ยวนำตัวเก็บประจุหรือแกน ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้กระแสไฟเข้าคือกระแสไฟฟ้าสูงสุดสูงสุดที่มีประสบการณ์ในระบบและอาจเป็นสองเท่าหรือสิบเท่าของกระแสไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับปกติ กระแสไฟที่ไม่ต้องการนี้อาจทำให้อุปกรณ์เสียหายเช่นในหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าขาเข้าอาจทำให้เบรกเกอร์สะดุดทุกครั้งที่เปิดเครื่อง การปรับความทนทานต่อเบรกเกอร์อาจช่วยเราได้ แต่ส่วนประกอบควรทนต่อค่าสูงสุดในช่วงเร่งด่วน

ในขณะที่อยู่ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ส่วนประกอบบางอย่างมีข้อกำหนดที่สามารถทนต่อกระแสไฟฟ้าไหลเข้าที่มีมูลค่าสูงในช่วงเวลาสั้น ๆ แต่ส่วนประกอบบางอย่างได้รับความร้อนสูงหรือได้รับความเสียหายหากค่าของการเร่งด่วนสูงมาก ดังนั้นจึงควรใช้วงจรป้องกันกระแสไฟเข้าขณะออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์หรือ PCB

สำหรับการป้องกันจากการไหลเข้าปัจจุบัน คุณสามารถใช้อุปกรณ์ที่ใช้งานหรือเรื่อย ๆ การเลือกประเภทของการป้องกันขึ้นอยู่กับความถี่ของกระแสไหลเข้าประสิทธิภาพต้นทุนและความน่าเชื่อถือ

เช่นเดียวกับคุณสามารถใช้เทอร์มิสเตอร์ NTC (ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงลบ) ซึ่งเป็นอุปกรณ์แฝงทำงานเป็นตัวต้านทานไฟฟ้าที่มีความต้านทานสูงมากที่ค่าอุณหภูมิต่ำ เทอร์มิสเตอร์ NTC เชื่อมต่อในชุดด้วยสายอินพุตแหล่งจ่ายไฟ มีค่าความต้านทานสูงที่อุณหภูมิแวดล้อม ดังนั้นเมื่อเราเปิดอุปกรณ์ความต้านทานสูงจะ จำกัด กระแสไฟเข้าที่จะไหลเข้าสู่ระบบ เมื่อกระแสไหลอย่างต่อเนื่องอุณหภูมิของเทอร์มิสเตอร์จะสูงขึ้นซึ่งจะลดความต้านทานลงอย่างมาก ดังนั้นเทอร์มิสเตอร์จะทำให้กระแสไฟฟ้าไหลเข้าและปล่อยให้กระแสคงที่ไหลเข้าสู่วงจร เทอร์มิสเตอร์ NTC ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อวัตถุประสงค์ในการ จำกัด ในปัจจุบันเนื่องจากการออกแบบที่เรียบง่ายและต้นทุนต่ำ นอกจากนี้ยังมีข้อบกพร่องบางประการเช่นคุณไม่สามารถพึ่งพาเทอร์มิสเตอร์ในสภาพอากาศที่รุนแรง

อุปกรณ์ที่ใช้งานอยู่มีราคาสูงกว่าและยังเพิ่มขนาดของระบบหรือวงจร ประกอบด้วยส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อนที่สลับกระแสไฟฟ้าขาเข้าสูง อุปกรณ์ที่ใช้งานอยู่บางส่วน ได้แก่ ซอฟต์สตาร์ทเตอร์ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าและตัวแปลง DC / DC

การป้องกันเหล่านี้ใช้เพื่อป้องกันระบบไฟฟ้าและระบบกลไกโดย จำกัด กระแสไฟเข้าทันที กราฟด้านล่างแสดงค่ากระแสไฟฟ้าเข้าด้วยวงจรป้องกันและไม่มีวงจรป้องกัน เราสามารถเห็นได้อย่างชัดเจนว่าการป้องกันกระแสไฟเข้ามีประสิทธิภาพเพียงใด

วิธีการวัด Inrush Current?

คุณทุกคนคงเคยเห็นรถเข็นจักรยานแล้วการจะเคลื่อนย้ายผู้ขับขี่จำเป็นต้องออกแรงอย่างหนัก และเมื่อล้อเริ่มเคลื่อนที่แรงที่ต้องการจะลดลง ดังนั้นแรงเริ่มต้นนี้จึงเทียบเท่ากับกระแสไฟฟ้าเข้า ในทำนองเดียวกันในมอเตอร์เมื่อโรเตอร์เริ่มเคลื่อนที่มอเตอร์จะเริ่มเข้าสู่สภาวะคงที่ซึ่งไม่ต้องใช้กระแสไฟฟ้าสูงในการทำงาน

มีจำนวนยึดเมตร (มัลติมิเตอร์) ที่มีอยู่ซึ่งข้อเสนอที่มีการไหลเข้าวัดกระแสเช่นเดียวกับคุณสามารถใช้แคลมป์มิเตอร์ Fluke 376 FC True-RMS เพื่อวัดกระแสไฟเข้า บางครั้งกระแสไฟเข้าจะแสดงค่าที่สูงกว่าการจัดอันดับของเบรกเกอร์ แต่ถึงกระนั้นเบรกเกอร์ก็ไม่ไหล เหตุผลเบื้องหลังนี้คือเบรกเกอร์ทำงานบนเส้นโค้งกระแสเวลา v / s เช่นคุณใช้เบรกเกอร์ 10 แอมป์ดังนั้นกระแสไฟฟ้าขาเข้าที่มากกว่า 10 แอมป์ควรไหลผ่านเบรกเกอร์มากกว่าเวลาที่กำหนด ของมัน

ทำตามขั้นตอนที่กล่าวถึงด้านล่างเพื่อวัดกระแสไฟเข้า:

• ควรปิดอุปกรณ์ที่ทดสอบในตอนแรก
• หมุนแป้นหมุนและตั้งค่าเป็นเครื่องหมาย Hz-Ã
• วางสายไฟเข้าที่ขากรรไกรหรือใช้โพรบที่เชื่อมต่อกับแคลมป์มิเตอร์
• กดปุ่มกระแสไฟเข้าในแคลมป์มิเตอร์ดังที่แสดงในภาพด้านบน
• เปิดอุปกรณ์คุณจะได้รับค่ากระแสไฟเข้าบนหน้าจอของมิเตอร์