돌입 전류

돌입 전류, 입력 서지 전류 또는 스위치 켜기 서지란 처음 전원을 켤 때 전기 장치가 끄는 최대 순간 입력 전류입니다.교류 전기 모터 및 변압기는 입력 파형의 몇 사이클 동안 처음 통전되었을 때 정상 최대 부하 전류의 몇 배에 달하는 전류를 끌어낼 수 있습니다.또한 전력 변환기는 입력 캐패시턴스의 충전 전류 때문에 정상 상태 전류보다 훨씬 높은 돌입 전류를 갖는 경우가 많습니다.높은 돌입 전류를 허용해야 할 경우 퓨즈 및 회로 차단기와 같은 과전류 보호 장치의 선택이 더욱 복잡해집니다.과전류 보호는 과부하 또는 단락 고장 시 신속하게 반응해야 하지만 돌입 전류가 흐를 때 회로를 중단해서는 안 됩니다.

콘덴서

방전 또는 부분적으로 충전된 캐패시터는 소스 전압이 캐패시터의 전위보다 높을 때 소스에 대한 단락으로 나타납니다.완전히 방전된 캐패시터는 완전히 충전하는 데 약 5RC의 시간 사이클이 소요됩니다. 사이클의 충전 부분 동안 순간 전류가 부하 전류를 상당한 배수만큼 초과할 수 있습니다.캐패시터가 최대 충전 상태에 도달하면 순간 전류가 부하 전류로 감소합니다.단선의 경우 캐패시터는 AC 피크 전압으로 충전됩니다(AC 라인 전력으로 캐패시터를 실제로 충전할 수 없습니다. 이는 정류기에서 출력되는 단방향 교류 전압입니다).

배터리와 같이 선형 DC 전압에서 캐패시터를 충전하는 경우 캐패시터는 여전히 단락 회로로 나타납니다. 캐패시터의 내부 저항과 ESR에 의해 제한된 소스로부터 전류를 끌어옵니다.이 경우 충전 전류는 연속적이며 부하 전류에 따라 기하급수적으로 감소합니다.단선의 경우 콘덴서는 DC 전압으로 충전됩니다.

필터 캐패시터의 충전 주기의 초기 전류 돌입 흐름으로부터 보호하는 것은 장치의 성능에 매우 중요합니다.입력 전력과 정류기 사이에 일시적으로 높은 저항을 도입하면 파워업 저항이 증가하여 돌입 전류를 줄일 수 있습니다.이 목적을 위해 돌입 전류 리미터를 사용하면 필요한 초기 저항을 제공할 수 있으므로 도움이 됩니다.

트랜스포머

변압기에 처음 전원이 공급되면 정격 변압기 전류보다 최대 10~15배 큰 과도 전류가 여러 사이클 동안 흐를 수 있습니다.트로이덜 변압기는 동일한 파워 핸들링에 더 적은 구리를 사용하므로 최대 60회까지 전류가 흐를 수 있습니다.최악의 경우 돌입은 프라이머리 권선이 프라이머리 전압의 제로 교차(순수 인덕턴스의 경우 AC 사이클의 전류 최대치) 주위에 순간적으로 연결되어 있고 전압 반사이클의 극성이 철심 내의 잔류량과 동일한 극성을 가질 때 발생합니다(자기 잔류량이 0에서 높은 상태로 유지됨).(전반 사이클)와인딩과 코어의 크기가 보통 포화도의 50%를 초과하지 않는 한(그리고 효율적인 변압기에서는 절대 그렇지 않습니다), 그러한 구조는 지나치게 무겁고 비효율적일 수 있습니다.그러면 시동 중에 코어가 포화됩니다.이는 또한 정상 작동 시 잔류 자성이 이력 루프의 "무릎"에서 포화 자성만큼 높기 때문에 표현될 수 있습니다.그러나 코어가 포화 상태가 되면 권선 인덕턴스가 크게 저하되어 프라이머리 측 권선의 저항과 전력선의 임피던스만 전류를 제한합니다.부품 반주기 동안만 채도가 발생하므로 고조파가 풍부한 파형이 생성되어 다른 장비에 문제가 발생할 수 있습니다.낮은 권선 저항과 높은 인덕턴스를 가진 대형 변압기의 경우, 이러한 돌입 전류는 과도 상태가 사라지고(X/R에_L 비례하는 감소 시간) 규칙적인 AC 평형이 확립될 때까지 몇 초 동안 지속될 수 있습니다.자기 돌입을 방지하려면 코어에 공극이 있는 변압기의 경우에만 유도 부하를 공급 전압 피크 부근에서 동기적으로 연결해야 합니다. 제로 전압 스위칭은 고출력 히터와 같은 저항 부하로 날카로운 가장자리의 전류 과도 현상을 최소화하는 것이 바람직합니다.그러나 트로이덜 변압기의 경우 전원을 켜기 전에 사전 자화 절차를 통해서만 돌입 전류 피크 없이 변압기를 시작할 수 있습니다.

돌입 전류는 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

변압기 재통전 결과 통전 돌입 전류.이 경우 잔류 플럭스는 0이 될 수도 있고 통전 타이밍에 따라 달라질 수도 있습니다.

시스템 장애에 의해 감압된 후 변압기 전압이 회복되면 회복 돌입 전류가 흐른다.

복수의 변압기가 같은 라인에 접속되어 있고, 그 중 하나에 전원이 공급되고 있는 경우 교감 돌입 전류가 흐릅니다.

모터

전기 모터(AC 또는 DC)가 처음 통전되면 로터가 움직이지 않고 정지된 전류에 해당하는 전류가 흐르므로 모터가 속도를 높이고 공급에 반대하기 위해 후방 EMF가 발생함에 따라 감소합니다.AC 유도 모터는 로터가 움직이기 시작할 때까지 단락된 2차 변압기 역할을 하며 브러시 모터는 기본적으로 권선 저항을 나타냅니다.모터에 가해지는 기계적 부하가 속도를 낼 때까지 완화되면 시동 과도 기간이 짧아집니다.

고출력 모터의 경우 시동 중에 와인딩 구성을 변경할 수 있습니다(시작 시 및 델타 시 wye). 소비 전류를 줄일 수 있습니다.

히터 및 필라멘트 램프

금속은 양의 저항 온도 계수를 가지고 있으며, 차가울 때 저항이 더 낮습니다.전기 가마나 텅스텐 필라멘트 백열전구 뱅크와 같이 금속 저항성 발열 소자의 상당한 구성 요소를 포함하는 전기 부하는 금속 소자가 작동 온도에 도달할 때까지 높은 전류를 끌어옵니다.예를 들어, 백열등을 제어하기 위한 벽 스위치에는 "T" 등급이 있어 백열등의 큰 돌입 전류로 회로를 안전하게 제어할 수 있습니다.그 inrush가 될 수도 있14배나 정상 전류 그리고 몇초 이내까지는 500와트 이상의 램프에 대한 작은 램프에 대한 몇 밀리초 동안 지속될 수 있다.[1](Non-graphitized)carbon-filament 램프, 거의 지금 사용되면서 다녔는데, 그들은 준비 운동을 더 현재 그리는"돌입"에 발견되지 않은 부정적인 온도 계수다.이 타입들.

보호.

라인과 직렬로 연결된 저항을 사용하여 전류 충전 입력 캐패시터를 제한할 수 있습니다.그러나 이 방법은 특히 고출력 디바이스에서 매우 효율적이지 않습니다. 저항기에 전압 강하가 발생하여 일부 전력이 손실되기 때문입니다.

돌입 전류는 돌입 전류 제한 장치에 의해 감소될 수도 있습니다.NTC(부온도계수) 서미스터는 돌입 전류로 인한 손상을 방지하기 위해 스위칭 전원, 모터 드라이브 및 오디오 기기에 일반적으로 사용됩니다.서미스터는 온도 변화에 따라 현저하고 예측 가능한 저항을 가진 열감응성 저항체입니다.NTC 서미스터의 저항은 온도가 ^[2]상승함에 따라 감소합니다.

돌입 전류 제한 장치가 자체 가열되면 전류가 유입되어 가열되기 시작합니다.저항이 떨어지기 시작하고 비교적 작은 전류 흐름으로 입력 캐패시터가 충전됩니다.전원 공급기의 캐패시터가 충전된 후, 자기 가열 돌입 전류 리미터는 회로의 총 전압 강하에 대한 저전압 강하와 함께 회로 내 저항을 거의 제공하지 않습니다.단점은 장치를 끈 직후에 NTC 저항이 여전히 뜨겁고 저항이 낮다는 것입니다.더 높은 저항을 얻기 위해 1분 이상 냉각되지 않으면 돌입 전류를 제한할 수 없습니다.또 다른 단점은 NTC 서미스터가 단락되지 않는다는 것입니다.

변압기 돌입 전류를 피하는 또 다른 방법은 "변압기 전환 릴레이"입니다.이것은 식힐 시간이 필요하지 않다.또한 전력선 반파 전압 강하를 처리할 수 있으며 단락 방지 기능이 있습니다.이 기법은 IEC 61000-4-11 테스트에서 중요합니다.

다른 옵션, 특히 고전압 회로의 경우 프리차지 회로를 사용하는 것도 있습니다.회로는 캐패시터 충전 중에 전류 제한 프리차지 모드를 지원하다가 부하 전압이 최대 충전의 90%일 때 정상 작동을 위해 무제한 모드로 전환합니다.

스위치 오프 스파이크

변압기, 전자석 또는 기타 유도 부하가 꺼지면 인덕터가 스위치 또는 브레이커에서 전압을 증가시켜 아크를 연장합니다.변압기가 1차측에서 꺼지면 유도 킥으로 2차측에서 전압 스파이크가 발생하여 절연 및 연결 ^[3]부하가 손상될 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

• 리플(전기)

레퍼런스

외부 링크

• IEC 61000–4–30, 전자기 호환성(EMC) – 시험 및 측정 기법 – 전력 품질 측정 방법, 국제 전기 표준 위원회, 2003년 발행.