Cuando el equipo industrial se pone en marcha, se generará una corriente de impulso (llamada corriente de sobretensiones) muy superior a la corriente de trabajo normal.esta oleada de arranque puede ser de 10 a 30 veces la corriente de estado estacionarioEsta corriente extrema se genera instantáneamente, causando una enorme tensión eléctrica y mecánica.
Si no se controlan adecuadamente, las corrientes de sobretensiones pueden causar interruptores, fusibles explotados, daños en componentes sensibles e incluso degradar el rendimiento de los conectores de alimentación y los suministros.El desarrollo de una estrategia eficaz de gestión de la corriente de sobretensiones es esencial para el funcionamiento fiable y seguro de los sistemas industriales.
Una forma de gestionar las sobretensiones de arranque es conectar un limitador de corriente de sobretensiones (ICL) en serie en la entrada de energía del dispositivo.Los termistores con coeficiente de temperatura negativo (NTC) se utilizan ampliamente debido a su diseño simple y facilidad de integraciónEl termistor NTC es una resistencia sensible a la temperatura cuyo valor de resistencia disminuye con el aumento de la temperatura.
Figura 1: ERT-J0EG103FA termistor NTC de Panasonic Electronic Components, resistencia nominal de 10 k Ω a 25 °C, tolerancia de resistencia de ± 1%. Fuente de imagen: Panasonic Electronic Components)
Cuando el equipo eléctrico industrial se apaga, la resistencia del elemento NTC es relativamente alta.Esta alta resistencia al estado frío puede ralentizar la corriente de impulso inicial al arranque, que es equivalente a un amortiguador de corriente.
Cuando fluye a través de un termistor con una corriente de entrada limitada, se calienta por el efecto térmico resistivo.que será mucho menor que el valor de resistencia al fríoEn muy poco tiempo, el termistor pasa a un estado de baja resistencia. En este momento, el condensador de entrada está completamente cargado y puede fluir a través de la corriente de funcionamiento normal.
NTC sale completamente del estado de protección después del evento de aumento, que está cerca del estado de cortocircuito durante el funcionamiento en estado estacionario.un NTC con una resistencia al frío de 10 Ohms puede caer por debajo de 0.5 Ohms después de un calentamiento suficiente, lo que garantiza que el equipo industrial funcione casi a plena tensión en condiciones de estado estacionario, minimizando al mismo tiempo las pérdidas de energía del propio termistor.
Consideraciones de diseño en la aplicación de los restrictores NTC
Con el fin de garantizar un funcionamiento fiable y eficiente, es necesario tener en cuenta varios parámetros de diseño al implementar limitadores de sobretensiones basados en NTC.
Valor de la resistencia en estado frío
La resistencia en estado frío (R25) es la resistencia nominal a 25 °C y se utiliza para determinar la impedancia inicial al limitar la corriente de entrada.Basado en la corriente de sobretensiones máxima requerida y el voltaje de alimentaciónPara calcular esta resistencia, los ingenieros utilizarán la ley de Ohm: R=Vpeak/Imax (surge). Por ejemplo, en un sistema monofásico de 230 VAC (voltaje máximo aprox..325 V pico), se requiere una resistencia en estado frío de 325/20 ≈ 16 Ω para limitar la corriente de entrada a 20 A pico.
Los fabricantes como TDK Electronics, VisAmetherm y Amphenol Advanced Sensors proporcionan productos NTC con valores estándar como 2 Ω, 5 Ω, 10 Ω, 22 Ω, 47 Ω a 25 ° C.La selección de una resistencia al frío adecuada es crítica porque una R25 más alta proporciona una mejor supresión de las sobretensionesSin embargo, un valor demasiado alto puede limitar en exceso la corriente de carga, aumentar el tiempo de arranque y dar lugar a una caída excesiva del voltaje inicial.