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1、30《电气开关》(2002No.3)文章编号:1004—289X(2002)03-0030-03感性负载过电压及其抑制谢超维(天水二一三机床电器厂技术中心,天水741001)摘要:介绍了感性负载过电压产生的机理,分析了几种常用抑制网络的工作原理及所用元件参数的选择方法。关键词:感性负载;电动势;过电压;干扰;抑制中图分类号:TM13文献标识码:BInductiveLoadOvervoltageandItsRestraintXIEChao-wei(213MachineToolElectricApparatusWor
2、ksofTianshui,Tianshui741001China)Abstract:Thispaperpresentsthemechanismofinductiveloadovervoltage,andanalysesworkingprinci-pleofseveralkindsofcommoncontrollingnetworksandselectionmethodofcomponentpa-rameters.Keywords:inductiveload;electrodynamicforce;overvolt
3、age;interference;restraint感生电动势eLmax也是无穷大。在实际中,尽管由于线1感性负载过电压圈分布电容等的存在,使eLmax不可能达到无穷大,但感性负载是指各种具有交直流电磁线圈的负载。是通常也可以达到外施电压的几十倍左右,这就是我由于线圈作为一种感性元件,它具有抑制加在它上面们通常所说的过电压。它属于前沿很陡、变化迅速的强的电流发生变化的特性。当断开线圈电源时,为了维持干扰脉冲(如图1),如果不采取有效的抑制措施,它不原有电流,它就会产生感生电动势,其表达式如下:仅对本回路造成强干扰
4、,而且还会以电磁感应的方式diRt-t-施扰于邻近回路,反映到电气产品上,则会加大对电气eL=-L=-I0ReL=-eLmaxeτ(1)dt产品的绝缘冲击和触头的磨损,加大电气产品的二次eLmax—感生电动势的最大值,eLmax=I0R;吸合率。R—线圈直流电阻r0和并接在线圈旁的电阻之和;2感性负载过电压的抑制τ—时间常数,τ=L/R。为了保护电路器件和设备免受过电压的冲击,预防电路和设备发生误动作,我们在采取滤波或隔离措施之外,首先要考虑抑制干扰源。抑制干扰源常用的方法是在感生负载线圈两端并接吸收网络,即抑制
5、网络。所用的网络通常有:a)一次理想断开b)非一次理想断开图1断开电源时感生负载上的电压波形在理想情况下,由于上式中的R为无穷大,所以《电气开关》(2002No.3)31它能通过调节流过自身的电流大小来满足线圈电流的改变,并将电流的改变转换成电压的变化,以适应电压的波动,从而达到抑制过电压的目的。它的具体线路如图2、c),对于稳压管,通常要保证其耐压值UR≈2E。当稳压管的稳压电压为2E时,它的瞬变电压为
6、图2Er
7、≤2E。其中的a、b、f网络适用于直流电磁线圈,c、d、e网络适c.压敏电阻网络(如图2d)用于交
8、直流电磁线圈。为了用较简单的线路得到满意压敏电阻是一种伏安特性为非线性的电阻元件,的抑制效果,在实际中我们常选用a、c、d、e网络,下面在正常电压下,压敏电阻处于高阻状态,只有很小的泄漏电流。当它两端施加的电压增加到某一特定值时,其分别就a、c、d、e网络进行分析。2.1抑制网络工作原理及元件参数的选择电阻值就急剧变小。它的伏安特性图如图所示,它的具无论线圈所并的吸收网络具体线路如何,它的作体线路如图2d)。用都只是为电磁线圈所储存的能量提供一个泄放回路,从而减小线圈的瞬变电压。这里这们设定负载正常工作电压为E,
9、负载正常工作电流为I0。a.二极管网络其电路如图2.a)所示,假设断开负载电源的时刻为t=0,断开前为t<0,断开后为t>0,则由感性负载的特性可知,t>0时线圈中的电流方各同t<0时的电稳压管伏安特性双向稳压管伏安特性流方向一致,相对电源反接的二极管VD能为线圈提图4供有效的泄放回路。从式(1)可知,对于图2、a)有:R=r0+RVD,此时反电动势的幅值为:eLmax=I0R=I0(r0+RVD)(2)由于线圈电阻r0和二极管正向电阻RVD均很小,故emax很小。又由于硅二极管的正向导通压降小于1伏,所以ema
10、x≤E+1.0V,抑制的结果即为:瞬变电压
11、Er
12、≤1.0V.由于在负载接通电源时,二极管处于反接状态,它图5应该有足够的反向耐压值;而在断开负载电源时,它必与双向稳压管网络相比,它们有相似的伏安特性,须有足够的通流能力,所以对二极管,我们主要考虑反而且对于压敏电阻,当它承受过电压时,它会把过电压向耐压和最大整流电流。一般的可根据UR≥3E,IF≥的能量以放电电流的形式吸
