家用电器电动机及变压器的自复电路维护
维护家用电器和专业电器设备中运用的电动机,避免因为机械负荷超载、过热、失速或堵转、中线掉落、电压严峻过载、湿润和其他要素而形成损坏,是设备制造商极为关怀的问题。新一代PPTC(高分子聚合物正温度系数)自复电路维护器是针对电源电压为沟通120V和240伏的产品而规划的,它能够协助家电规划师规划安全的产品,避免呈现火灾,而且削减产品因为电动机或许变压器呈现毛病而退回返修和替换电动机的费用。
过流维护电路维护技能的比较
维护电子电路避免因为电流过载和过热而形成损坏,是许多电路维护技能的首要功用。在曩昔,是用熔断器或许可熔化的连接线来完成这种维护功用。可是,今天在运用电动机的体系中,自复维护器,例如PPTC器材、陶瓷PTC的(CPTC)器材和双金属断路器,是首选的电路维护方案。在呈现毛病后,这些器材一般不需求替换,在堵截电源以及/或许电流过载的本源扫除之后,电路就能够康复到正常的作业状况。
CPTC器材的维护功用是能够主动康复的;不过,因为它们的作业温度相对较高、电阻大、尺度大, 它们的运用或许会受到约束。许多电器和运用电动机的体系常常会受到冲击、振荡、在高温文低温时会发作热应力,在这种状况下,因为CPTC器材的资料往往是脆性的,简单损坏。
传统的双金属断路器广泛地用于维护电器中的电动机,可是它们不能坚持断开的状况,需求别的采纳办法,避免它们重复地接通和断开。双金属片是用两种不同的金属粘结在一起的。当电流超越双金属断路器的额定电流时,过大的电流所发作的热量会引起双金属片曲折,因而引起一组触点断开,将电流堵截。因为没有电流流到电路中,双金属维护器会回到正常状况,触点接通,所以电流 康复活动。在电动机堵止的状况下,双金属断路器的触点会一向重复地断开、闭合,一向到把电源堵截。
双金属断路器会的触点重复断开、闭合,这有几个缺陷。这些缺陷包含资料疲惫,触点简单损坏,发作火花或许触点会熔化。假如双金属断路器的触点不能断开,过大的电流会损坏电动机以及灵敏的电子电路。因为或许存在噪音或许”颤振”和电磁搅扰(EMI),双金属断路器不能用于先进的电子控制体系。
间歇运转电动机的维护技能
间歇运转的电动机,例如搅拌器和食物加工设备中运用的电动机,一般是作业一段有限的时刻。一般地说,假如这些产品作业的时刻超越了规划的最高极限,一般会导致电动机不滚动、过热,终究损坏。因为触点呈现毛病或许运用者误用,会导致毛病,而电源却依然加在电动机上。
为了避免过热,运用的电路维护器的“动作”有必要很快,可是不要比原先方案的快,避免给运用者带来厌烦。在规划方面的应战是要拟定一个维护方案,它能有效地维护电动机,又不会呈现令人感到厌烦的误动作。
在某些运用机械化设备中,一些电气元件在启动时电流很大,电路维护器的滋扰性动作往往与它有关。PPTC电路维护器的首要长处是,为了避免滋扰性的动作,能够指定一个动作电流,它比电动机正常作业时的电流低许多,可是它的动作时刻是体系作业周期的几倍。
图1 PPTC维护器在电动机电路中的典型运用
如图1所示,PPTC维护器能够装置在电动机的电路中起维护效果,避免因为电流过大或许过热而损坏电动机。假如把这个器材装在电动机里边,它会对电动机中流过的电流作出反响,也会对温升作出反响,在呈现毛病时,温度就会升高。
接连运转电动机的维护技能
接连运转的电动机,例如在电冰箱和空调设备运用的电动机,都针对体积和本钱进行了优化。因为它们还带动电扇,有一部分气流会在电动机上流过,因而电动机能够在发热更多的状况下作业,否则是不能够的。因而,电扇电动机不滚动时的电流一般只需运转电流的两倍,相比之下,用在其他产品上时,一般是三到四倍。当电扇不滚动时,要求熔断器会牢靠地熔断,而在电动机接通电源时,它并不会熔断──这是很厌烦的。所以要找一个这样的熔断器,而且确认它的容量,就变得很杂乱。
在评论间歇运作电动机时,咱们看到,PTCC器材在维护电动机方面有显着的长处。电动机的缺点跟着温度而改动,随之改动PTCC器材的特性,能够反响慢一些──假如需求的话。
在电动机带动电扇的状况下,因为有气流流过,对PPTC器材和电动机两者都有利。用这个办法,PPTC器材的动作电流将大幅度上升,这是因为有气流,不会到达动作的温度。可是,不论是什么原因,假如电扇不滚动,所以没有气流,失去了气流的冷却效果,电动机的温度会很快上升。这种状况会引起PPTC器材动作,从低电阻状况变成高电阻状况,所以约束了流到电动机的电流。
PPTC和一次性运用的熔断器不同,在呈现毛病,电流略有上升就会引起温度上升的状况下,它能够避免动电机损坏──只需一次性地装置一个元件,就能够完成电流过载维护和过热维护。
PPTC器材在运用规划方面的考虑
在把PPTC器材用到电路中去时,在规划方面要考虑的参数有:坚持电流和动作电流,环境对器材功能的影响,器材的自复时刻,在进入高电阻状况后的走漏电流,以及主动康复或手动康复的条件。
坚持电流及动作电流
图2是PPTC维护器的坚持电流和动作电流随温度的改动。区域A是PPTC器材动作,由低阻状况变成高阻状况,起电路维护效果的电流和温度。区域B是电路能够处在正常作业状况的PPTC器材电流和温度。在区域C,PPTC器材有或许动作、进入高电阻状况或许依然处在低电阻状况,这取决于详细器材的电阻及其环境。
图2 坚持电流和动作电流随温度的改动
因为PPTC器材会因为发热而动作,进入高电阻状况,器材周围温度的任何改动会影响PPTC器材的功能。跟着PPTC器材周围的温度升高,为了使它进入高电阻状况所需求的能量下降,因而坚持电流(I坚持)下降。陶瓷PTC以及高分子聚合物PTC制造厂商提供热降额曲线和I坚持随温度的改动,协助规划师挑选恰当的器材。
环境条件对器材功能的影响:
PPTC器材的传热环境会显著地影响它的功能。一般地说,进步器材的传热功能,功耗、动作时刻和坚持电流也会相应地增大。假如从器材的传热功能下降,状况则相反。此外,改动器材的热容量,它的动作时刻会改动。
PPTC器材的动作时刻界说为,从呈现毛病电流开端到器材进入高电阻状况所需求的时刻。动作时刻与毛病电流的巨细和环境温度有关。
当热量发散到四周环境的速度低于发作热量的速度时,PPTC器材就会动作,进入高电阻状况。假如发作的热量大于散发到四周环境的热量,器材的温度就会升高。温度上升的速度和器材动作进入高电阻状况所需求的总能量取决于毛病电流和传热环境。
在正常作业的状况下,器材所发作的热量和散发到四周的热量是平衡的:
I2R = U(T-TA)
式中:I = 在器材中流过的电流,R = 器材的电阻,U = 总的热传导系数,T = 器材的温度,TA = 环境温度。
不论是电流增大或许环境温度上升,仍是电流和环境温度两者都上升,都会引起器材的温度升高到某个数值,这时它的电阻敏捷增大。因为电阻发作很大的改动,相应地引起电路中的电流下降,然后维护电路不会损坏。
坚持电流是指器材无限期地坚持低电阻状况、不会从低电阻状况进入高电阻状况的最大稳态电流。坚持电流能够适当精确地由传热环境确认,规划时所作的挑选会影响坚持电流的巨细,其间包含把器材放在接近发热源的当地,例如变压器,这样会下降坚持电流、功耗及动作时刻。
结语
PPTC器材的电阻小,从低电阻状况进入高电阻状况的动作进程很快,器材薄,能够主动康复,这些特色能够协助电路规划人员规划一个安全、牢靠的产品,而且契合监管组织的要求。泰科电子公司的“PolySwitch”LVR器材能够广泛用于家电规划,契合UL 1434规范和CSA规范,能够用于电视机,契合RoHS法规的要求,而且能够运用无铅焊料和大批量出产的拼装工艺。