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Limitar la corriente de arranque (inrush current)

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jmn
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 JMN
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(@jmn)
Ardero
Registrado: hace 13 años

Hola,

tengo un temporizador de enchufes de estos que a una hora enciende lo que hay conectado a él, y tengo conectada una regleta con varios aparatos, el problema es que debido a la corriente de arranque de las fuentes de alimentación de los aparatos conectados se me acaba quemando el programador.

Primero dejo un enlace sobre la corriente de arranque y las formas de limitarlas bastante completo: http://sound.westhost.com/articles/inrush.htm " onclick="window.open(this.href);return false;

Por lo que ando mirando de hacer un circuito entre el programador y la regleta que limite la corriente de arranque.

La primera solución que se me ocurre es usar un solid state relay con detección de cruce por cero, no acabaría con la corriente de arranque pero si la reduciría, por lo que quizás pueda llegar a valer. Algo de este estilo: http://www.sharpsma.com/webfm_send/321 " onclick="window.open(this.href);return false; (es el primero que me ha salido en el buscador, tengo que mirar cuál poner), en unas patas lleva la señal de alterna donde se conectaría la carga: http://idobartana.com/hakb/SSR/circuit.html " onclick="window.open(this.href);return false; y en el otro un led que activa la salida de alterna. Para encender el led rectificaría la entrada de alterna con algo similar a esto: http://www.micropic.es/mpblog/2004/05/minifuente-sin-transformador/ " onclick="window.open(this.href);return false; y proporcionar esa corriente que necesita, de esta forma cuando el programador encienda el enchufe activa el led del SSR alimentando éste la regleta de enchufes cuando se detecta el cruce por cero y por tanto reduciendo la inrush current. Supongo que es mejor usar ya un SSR que hacerlo con un MOC y un triac.

Es lo primero que se me ha ocurrido, al ser éste un problema muy común no sé si habrá ya una solución comercial? o venden algún integrado similar al SSR que simplemente haga la función de activar el triac cuando se detecte el cruce por cero, y solo haya que conectar los dos cables de alterna más los de la carga?

La otra opción que se me ocurre para limitarla totalmente es usar una NTC en serie con la carga, y puentearla con un triac x segundos después (para evitar que se vaya la luz y vuelva con la NTC en caliente) de que ésta permita el paso de la corriente, solución que quizás sea más completa que la anterior.

No sé, conocéis solución habitual o comercial a este tipo de problema, algo que se ponga entre el enchufe y el aparato a alimentar para reducir su corriente de arranque?

Gracias.

Saludos.

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ranganok
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(@ranganok)
Ardero
Registrado: hace 19 años

Un contactores básicamente un relé con un circuito de protección (un snubber), sin embargo va controlado a 24V o con una señal DC.

Pero recapitulemos...

Por lo que has contado hasta ahora lo que necesitas es un filtro paso bajo y/o un circuito que te retrase el inicio de la señal a su paso por cero.

Lo que puede pasar es que conectes a la salida del temporizador o bien una carga inductiva (un trafo), que te generara un pico de tensión, o bien una carga capacitiva que te generará un pico de corriente.

Lo primero se soluciona con un transil (bipolar) y lo segundo con un fusible rearmable (dos en paralelo). Hay que escoger bien los valores para que queden por encima de los nominales (un 25% mínimo).

Los fusibles se pueden cambiar por una resistencia de potencia si la corriente nominal no va a ser muy elevada.

S2

Ranganok Schahzaman

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heli
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 Heli
(@heli)
Ardero
Registrado: hace 19 años

Usa un contactor.
Un contactor es un relé industrial, no tiene necesariamente snubber, los hay de todas las corrientes y tensiones estándar.
Has atacado el problema por la parte teórica, con corrientes, tensiones, desfases... Pero en la práctica no se toman tantos factores en consideración. Se usa un relé o un contactor para aumentar la capacidad de conmutación de cualquier dispositivo.
Los conactores comerciales ya estan diseñados para conmutar cargas resistivas, capacitivas o inductivas, en sus hojas de datos te dan la capacidad de corriente de cierre, la de apertura y la de mantenimiento.
Los parámetros a tener en cuenta en un contactor (o relé) son: tensión y consumo de la bobina y tensión y corriente de los contactos (y número de polos). De forma secundaria es el tipo de carga AC1, AC2, AC3... Todo esta tabulado de forma que el electricista no tiene que manejar demasiados conceptos, fórmulas o parámetros. Solo seleccionar de la tabla el mas adecuado.
En tu caso necesitarías un contactor doméstico con bobina a 220 AC (suelen ser de menos de 15W) y dos contactos (bipolar) para 20A, por ejemplo. Los hay para carril DIN (se montan en los cuadros de distribución eléctrica junto a los magnetotérmicos).
Se usan, por ejemplo, para que un interruptor crepuscular (el que actua al hacerse de noche) pueda comandar decenas de farolas (con sus reactancias y condensadores de corrección de factor de potencia) sin que sufra. Sufre el contactor, pero ese es su trabajo.
http://www.schneiderelectric.es/sites/spain/es/productos-servicios/product-launch/acti9/acti9-ict.page " onclick="window.open(this.href);return false;

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jmn
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 JMN
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(@jmn)
Ardero
Registrado: hace 13 años

Resumo un poco que lo he liado bastante, se quiere limitar la corriente de arranque que se tienen en los equipos.

En función del tipo de carga que se tenga se tiene que hacer de una manera u otra.

Si la carga es capacitiva se puede añadir una ntc/resistencia en serie con la carga y lo ideal es cortocircuitarla mediante un triac una vez que se ha establecido la corriente para evitar pérdidas en caso de la resistencia, o evitar que se vaya la luz y vuelva con la ntc en caliente.

Otra opción para reducir la corriente de arranque con una carga capacitiva es detectar el paso por cero, ya sea con un ssr o un circuito con un moc.

Si la carga es inductiva puedo reducir la corriente igual que en caso anterior con una NTC o resistencia en serie, o activando la carga en el pico de la alimentación AC.

Hablo de corriente, no de tensión, y es la corriente de inicio de magnetización del transformador (tengo que consultarlo, cuando saque los libros de las cajas lo miro porque no me acuerdo bien de los transformadores, magentización remanente, etc..) hasta que se establece el flujo magnético.

Por lo que diría que un transil no va a solucionar el problema de la corriente de inicio (repito que tengo que mirarlo), el transil va a proteger de los picos de tensión al relé del programador que se puedan tener cuando éste se abre, pero no no de la corriente de arranque del transformador.

La solución ya existente y comercial puede ser la del contactor, a la bobina del contactor se le conecta la salida del programador directamente y éste conmuta sus interruptores alimentando la carga. Este contactor ya está pensado para soportar intensidades mayores, por lo que sobredimensionar con un contactor puede ser una solución.

Tengo que ver los distintos contactores ya que están tabulador como dice Heli para los distintos tipos de cargas: http://en.wikipedia.org/wiki/Utilization_categories " onclick="window.open(this.href);return false;

En este caso si las fuentes son conmutadas tendría una carga capacitiva resistiva, y si es una fuente con transformador, lineal, tendría una carga inductiva. Tengo que ver que contactor me valdría y también o que cuestan, ya que parecen bastante caros.

Gracias.

Saludos.

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ranganok
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(@ranganok)
Ardero
Registrado: hace 19 años

Una pregunta... se puede controlar un contactor desde 220V?

Si es así (yo creía que no) tienes el problema solucionado.

S2

Ranganok Schahzaman

PD: El inicio de la corriente te lo elimina el fusible rearmable (PTC, no NTC) yo tengo pruebas hechas con dos fusibles en paralelo acoplados térmicamente que responden muy bien para limitar corrientes al inicio sin cortar. El transil es para limitar picos (de tensión) de conmutación por la bobina del trafo.

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jmn
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 JMN
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(@jmn)
Ardero
Registrado: hace 13 años

Si por lo visto los hay de 220V AC, tengo que mirar cuál es el adecuado.

Se suele poner un NTC en serie con el transformador, para que el PTC corte primero tiene que pasar corriente y se comería el pico de inicio durante el tiempo que tarde en aumentar su resistencia, según se vaya incrementando ésta. El NTC elimina el pico inicial hasta que se va autocalentando por el paso de corriente, por lo que corta el pico inicial totalmente. La única pega del NTC además del retardo en el inicio es que se vaya la luz y vuelva sin que le de tiempo al NTC a enfriarse, por eso se suele cortocitcuitar con un triac una vez que la carga ya se ha iniciado, para que se enfrie y si se va la luz vuelva a presentar la resistencia al paso de corriente, además de evitar el calor que genera.

En la mayoría de ejempos que se muestran nombran al NTC en serie con el transformador.

http://en.wikipedia.org/wiki/Inrush_current_limiter " onclick="window.open(this.href);return false;
An inrush current limiter is a component used to limit inrush current to avoid gradual damage to components and avoid tripping the supply's fuse or circuit breaker. Negative temperature coefficient (NTC) thermistors and fixed resistors are often used to limit inrush current. NTC thermistors can be used as inrush-current limiting devices in power supply circuits when placed in series with the circuit being protected. They present a higher resistance initially, which prevents large currents from flowing at turn-on. As current continues to flow, NTC thermistors heat up, allowing higher current flow during normal operation. NTC thermistors are usually much larger than measurement type thermistors, and are purposely designed for power applications.

S2

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