Inschakelstroom begrenzer

INSCHAKELSTROOMBEGRENZERS – OVERZICHT VAN HET PRODUCTASSORTIMENT

Noodzaak voor inschakelstroombegrenzer

De meeste elektronische apparaten worden gevoed met wisselspanning. In dit geval worden meestal condensatoren (capacitieve belasting) gebruikt, die verantwoordelijk zijn voor een kortstondig hoge inschakelstroom. Wanneer de condensator wordt ingeschakeld, werkt deze als een kortsluiting, waardoor de zekeringen stroomopwaarts normaal gesproken doorslaan. In principe heeft een hoge inschakelstroom geen negatieve gevolgen voor de ingeschakelde eenheden. Toch moet worden voorkomen dat er tijdens het inschakelen een zekering doorbrandt, waardoor het apparaat voor korte tijd wordt uitgeschakeld. Bovendien kunnen pulsstromen een negatief effect hebben op de levensduur van verschillende apparaten, waaronder componenten in schakelende voedingen, zoals condensatoren.

Onder bepaalde omstandigheden treedt er ook een grote inschakelstroom op wanneer een transformator wordt ingeschakeld. Met behulp van speciaal berekende transformatoren kan de inschakelstroom worden verminderd, maar niet worden vermeden. De reden waarom inschakelstroombegrenzers soms überhaupt in transformatoren moeten worden gebruikt, is te wijten aan het magnetische geheugen van de ijzeren kern, de remanentie van de inductie.

De remanentie blijft aanwezig na het uitschakelen. De polariteit van de remanentie hangt af van de polariteit van de laatste halve spanningsgolf vóór het uitschakelen. Als bij het inschakelen van de transformator de halve golf van de netspanning waarmee het inschakelproces begint dezelfde polariteit heeft als de remanentie, zal er een grote inschakelstroom in de wikkeling optreden als gevolg van de ijzerverzadiging die dan optreedt. De ijzeren kern van de transformator blijft gemagnetiseerd in dezelfde richting als voorheen, maar de kern kan niet verder hermagnetiseren dan het verzadigingspunt. De transformator verliest dus zijn inductieve weerstand. De magnetisatie in de ijzeren kern wordt constant van min naar plus en omgekeerd getransporteerd in de tijd met de frequentie (Hz) van de wisselspanning vanwege de grootte van het spanningstijdoppervlak onder de sinusspanningshalvegolf en loopt op de hysteresiskromme tot aan de omslagpunten, die ook overeenkomen met de typische nullastpieken van de transformator.

In het geval van ijzerverzadiging wordt de stroom die in de transformator vloeit alleen beperkt door de weerstand van het koper van de primaire wikkeling en de weerstand van de netvoedingslijn. De koperweerstand in de primaire spoel is bijzonder klein in transformatoren met laag verlies, maar hun inschakelstroom is daarentegen bijzonder hoog. Transformatoren met kleine luchtspleten en dus lage ijzerverliezen hebben een bijzonder hoge remanentie-inductie in de ijzeren kern. Een transformator met laag verlies heeft dus zeer hoge inschakelstromen, die verminderd moeten worden door begrenzing op het moment van inschakeling. De hoge stroom op het moment van inschakelen kan tot 50 keer de nominale stroom zijn. Daarom is bescherming alleen aan de primaire zijde door een zekering vaak niet voldoende, omdat deze bijzonder langzaam moet zijn, maar de secundaire zijde is niet beschermd tegen overbelasting.

Ontwerp van de inschakelstroombegrenzers van Breimer-Roth

Onze inschakelstroombegrenzers werken met NTC-technologie (thermistors), relais en geïntegreerde bypassrelais, afhankelijk van het vermogen en het bestaande elektriciteitsnet. De functie van de inschakelstroombegrenzers kan als volgt worden uitgelegd: Op het moment dat de transformatoren worden ingeschakeld, veroorzaakt de inschakelstroom praktisch een kortsluiting. De gebruikte warme geleider neemt de beperking van de inschakelstroom over. Bijna de hele netspanning loopt door de NTC-weerstand. De transformator verlaat op dat moment het verzadigingsbereik van de ijzeren kern en wanneer de verbruiker de secundaire zijde belast, warmt de hete geleider op en daalt zijn weerstand. In ons productiegamma hebben we eenfasige en driefasige inschakelstroombegrenzers met verschillende vermogens.