Как спроектировать демпфер RC для электромагнитного реле, управляющего индуктивной нагрузкой?

Я прочитал, что переключатели, управляющие индуктивными нагрузками, должны быть отключены, и пара RC кажется лучшим (самым дешевым?) Вариантом. У меня большой асинхронный двигатель переменного тока (для компрессора хладагента), который переключается электромагнитным реле (примерно раз в 30 минут). Моторные характеристики таковы:

Мощность: 1500 Вт (входная мощность. Как указано на ваттметре.)
Макс. Ток: 10А
Номинальное напряжение: 230 В переменного тока / 50 Гц.

Я наткнулся на решение, подобное этому: введите описание изображения здесь

Как выбрать подходящий демпфер? Очень распространенная комбинация кажется 0,1 мкФ - 120 Ом. Но я не мог оправдать это.
Должно ли оно быть параллельно переключателю или нагрузке?

inductive snubber

— Sohail
источник

Он должен быть серии RC в паре с двигателем, так как при размыкании переключателя это не имеет никакого смысла. Что касается значений, это может быть упражнение, если у вас нет всех данных двигателя. Но, для начала, R должно примерно в 10 раз превышать сопротивление двигателя (не полное сопротивление), а значение C следует выбирать таким образом, чтобы постоянная времени была достаточной для сглаживания переходных процессов переключения. Это означает, что значение не должно быть слишком высоким, поэтому R не должен получать слишком много энергии, чтобы рассеивать (тратить), и не должен быть слишком маленьким, чтобы не затухать звон.

— Влад

Спасибо Влад! Я вижу интуитивную логику, которую вы упомянули здесь о конденсаторе. Но я думаю, что я просто пойду с тем, что использовалось давно. :-). Но, эй, RC может быть подключен либо к переключателю, либо к двигателю, как объяснил Рассел ниже. И я также натолкнулся на паспортную таблицу, в которой упоминалось, что оба в порядке, но через коммутатор «предпочтительнее» - никаких причин не упоминается. Еще раз спасибо.

— Сохаил

Ну, если бы я был спартанцем в моем объяснении, это было потому, что много раз (из моих попыток) мне приходилось иметь дело с безымянными моторами, у которых не было данных, и различные вещи горели повсюду. Что касается размещения, я рассмотрел чертеж, который вы предоставили, и в этом случае переключатель не нуждается в защите, но другие делают из-за этого, поэтому делает его размещение там бесполезным. Во всяком случае, цель должна быть каким-то образом достигнута, и это был ответ, который появился в то время. Удачи.

— Влад

Ответы:

Используемые значения часто будут в порядке.
Большая индуктивность двигателя может вызвать проблемы.

Работа демпфера заключается в защите контактов переключателя от переходных процессов индуктивного отключения от двигателя. Остановка переходного процесса в источнике (через двигатель) или в месте назначения (через контакты) работает. Возможно, лучше иметь его на выключателе, так как он имеет дело с энергией, которая будет наносить урон, а не с энергией, которая может нанести урон, поэтому он более сфокусирован и затем также имеет дело с другими шипами, которые могут произойти вместе.

Если вы посмотрите на свою схему, вы заметите, что в обоих случаях демпфер подключается от точки подключения переключателя двигателя к одной ветви сети. Если импеданс сети низкий на частоте пиков (-ies), то оба они примерно эквивалентны.

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

Ток подавления будет течь только до тех пор, пока конденсатор не зарядится до напряжения возбуждения. Если индуктивность двигателя велика, конденсатор может заряжаться до более высокого или намного более высокого напряжения.

Конденсатор должен быть достаточно большим, чтобы его нельзя было зарядить до точки, где ток затухает при зарядке крышки, прежде чем резистор рассеивает энергию. Чтобы быть уверенным в том, что значения компонентов будут работать, вам нужно знать индуктивность двигателя.

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

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

Резистор должен рассеивать эту энергию.

\begin{aligned} \frac{1}{2} L я^{2} & знак равно \frac{1}{2} С В^{2} \\ \Rightarrow В & знак равно \sqrt{\frac{L я^{2}}{С}} \end{aligned}

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

$L/R$

Вы можете начать рассчитывать это (если вы знаете L) или моделировать его, но в большинстве случаев показанные значения в порядке для типичного оборудования.

Разместите область через контакты. Какой пик V вы видите (используйте подходящий зонд!). Контакты искрятся? Они не должны.

Обратите внимание, что увеличение C улучшает действие затухания, но также увеличивает потери от сети при нормальной работе. Также обратите внимание, что в некоторых случаях конденсатор через сетевой выключатель может быть недоволен.

Добавлено:

Дарио сказал: Одна из проблем с размещением RS на коммутаторе состоит в том, что теперь у вас есть ток в цепи в выключенном режиме. ...

User_long_gone ответил: Я абсолютно уверен, что 4-5 МИЛЛИАМПОВ тока, протекающего через конденсатор 0,1 микрофарад при 60 Гц, не представляет проблем для цепи двигателя. Трата энергии? Это меньше чем 1/2 ватта.

Стоит отметить, что

Отбойник на двигателе может не мешать самому двигателю, но вполне может серьезно беспокоить любого, кто достаточно глуп, чтобы думать, что выключение означает, что цепь "безопасна" или "мертва". Если переключатель находится в фазе / проводе под напряжением, сторона двигателя переключателя может находиться вблизи земли из-за относительных сопротивлений. Но нет уверенности в том, что это всегда будет способ установления соединения, даже если в правилах говорится, что так и должно быть.

2 «Даже» 1/2 ватта бессмысленно потраченной энергии в приборе хмурится в современных сценариях.

— Рассел МакМахон
источник

Спасибо Рассел! Я мог найти таблицу данных для двигателя (на самом деле герметичный герметичный компрессор), но они просто не упомянули индуктивность. Но я думаю, что сейчас я возьму обычные 0.1 мкФ и 120 Ом, поскольку они использовались во многих таких приложениях. А реле полностью герметичное с непрозрачным корпусом. Так что я не вижу контактов. Но так как эти приборы (по крайней мере реле) работают годами, я не думаю, что есть искры. Еще раз спасибо. :-)

— Сохаил

Если индуктивность двигателя составляет 200 мГн, то заглушка 0,1 мкФ должна заряжаться до 4500 В, чтобы содержать всю энергию, которую индуктивность накапливает при 10 А. Конечно, при зарядке крышки будут некоторые потери в резисторе на 120 Ом, но я все же переживаю, что 0,1 мкФ слишком мал для такого большого двигателя. 200 мГн это всего лишь предположение, чтобы быть уверенным, что нужно знать реальную стоимость.

— avl_sweden

@avl_sweden Да и / но ...: Snubbers всегда компромиссы. Как уже отмечалось, вам нужно указать значение, если оно известно, и посмотреть, приемлемы ли результаты в вашем случае. Во многих случаях приведенные значения работают «достаточно хорошо» на практике. Основная цель состоит в том, чтобы предотвратить повреждение контакта переключателя, и если вы можете перейти из положения дуги / искры в ни одного (видимого), то это хорошее начало. Возможно, напряжение на переключателе все еще высокое и может повредить его, но его не видно, и налет может быть полезной проверкой (используйте подходящий зонд и помните о проблемах безопасности в области высокого напряжения).

— Рассел МакМахон

@NicolasD ... копается в памяти ... Я думаю, что я получил это 1 // 2 Вт из вопроса USER59273 (возможно, нет) и не рассчитал фактическое значение. Итак, да, вы правы - если бы конденсатор и последовательный резистор располагались поперек коммутатора, он рассеивал бы только мВт (менее 10 мВт, на первый взгляд - может быть, меньше). Но у него все еще была бы перспектива дать неосторожному следователю неприятный укус - условно при смертельном уровне на 230 В. Если на электродвигателе напряжение будет ближе к нулю - снимите провод и, к сожалению. [Я выключаю все выключатели и выключатели, вытаскиваю любые вилку и предохранитель и ТО, коротко ....

— Рассел МакМахон

... «должен быть мертвым» ведет к земле. Очень редко вы получаете удар и / или искры. (У меня все равно - YMMV :-). Я пережил около 50–55 лет «игры» с сетью в той или иной степени, так что, возможно, у меня есть правильный баланс :-). [Метр помогает избежать этого :-)]. В этом случае, если оставить «под напряжением» при выключенном состоянии, то необходимо оставить короткозамкнутый ремешок для предотвращения повышения напряжения при отключении двигателя.

— Рассел МакМэхон

Одна проблема с размещением RS через коммутатор состоит в том, что теперь у вас есть некоторый ток в цепи в выключенном режиме. Это может быть полезно, если ваш двигатель требует предварительного нагрева, но это несколько бесполезно с энергией.

— Dario
источник

Я абсолютно уверен, что 4-5 МИЛЛИАМПОВ тока, протекающего через конденсатор 0,1 микрофарад при 60 Гц, не представляют проблемы для цепи двигателя. Трата энергии? Это меньше чем 1/2 ватта.

@ user59273, кажется, исчез, и Дайо не вернулся, но стоит отметить, что амортизатор на двигателе может не беспокоить сам двигатель, но может серьезно причинить беспокойство любому настолько глупому, чтобы думать, что выключение означает, что цепь " безопасно "или" мертвый ". Если переключатель находится в фазе / проводе под напряжением, сторона двигателя переключателя может находиться вблизи земли из-за относительных сопротивлений. Но нет уверенности в том, что это всегда будет способ установления соединения, даже если в нормативных актах говорится, что так и должно быть.

— Рассел МакМэхон

Расстояние и физическая разводка могут играть важную роль при выборе места для установки демпфера RC, при рассмотрении между контактами переключателя и индуктивной нагрузкой. Если демпфер RC размещен поперек индуктивной нагрузки, преимущества демпфирования дуги демпфера RC могут уменьшаться по мере увеличения расстояния между контактами переключателя и нагрузкой, поскольку проводка может восприниматься контактами как индуктивность и может по-прежнему испытывать искрение. Оцените, относится ли это к вашему заявлению.

Проводные пульты дистанционного управления являются примером, в котором упомянутое расстояние играет роль.

— Карлос Паттерсон
источник