ElektroPrůmysl.cz, červen 2012

63 ElektroTrh.cz, červen 2012 průběhu napětí (tedy při okamžité hodnotě proudu indukčností nula, nebo při dosažení amp- litudy proudu, nebo v jakékoli hodnotě mezi těmito krajními hodnotami. Má to totiž vliv na dimenzování obvodových prvků eliminují- cích následky přechodného jevu v obvodu po obvodové změně. • V obvodu dle obr. 1 při rozpojení spínače reali- zovaného mechanickým kontaktem S k dojde ke vzniku oblouku mezi kontakty. Oblouk se za- pálí po dosažení zápalného napětí a zanikne až energie akumulovaná v indukčnosti poklesne natolik, že již nejsou splněny podmínky pro udr- žení oblouku. Mechanické kontakty jsou kons- truovány tak, aby vznik oblouku vydržely – ovšem pouze do určité hranice. Překročení této hranice vede každopádně ke snížení životnosti kontaktu, v extrémním případě k totální des- trukci po několika obvodových změnách. Elekt- rický oblouk vzniká i tehdy, pokud zátěž nemá indukční složku – ale dojde k napěťovým pomě- rům umožňujícím oblouk zapálit. Indukční slož- ka na zátěži tuto skutečnost pouze umocňuje. • Pokud je spínač elektronická součástka - na obr .1 je naznačen TRIAK Sp, tak v případě tohoto prvku obvodová změna generuje relativně malé dopa- dy oproti mechanickému kontaktu), protože TRIAK vypne „sám“ až hodnota proudu poklesne na vypínací hodnotu (předpokladem je vypnuté zapínání triaku do jeho řídící elektrody), která je v řádech desítek mA, zatímco jmenovitý dovolený proud může být i desítky A. V případě TRIAKu se musí ovšem řešit jiný problém – TRIAK nesnáší rychlé změny napětí, protože od určité rychlosti změny napětí se „sám sepne“. Proto se i TRIAK musí chránit při vypínání (a to jak při vypínání přes řídící elektrodu – vypnutí buzení, tak při prv- ním připojení napětí na obvod – aby se TRIAK nesepnul sám). V minulosti např. některé vrtačky s regulací otáček se při stisku ovladače jakoby zapnuly na chvíli naplno, a teprve pak regulovaly – příčiny byly dvě : nedokonalý TRIAK, a absence omezení rychlosti nárůstu napětí na TRIAKu. Popis situace při zapínání zátěže. • Zapínání indukční zátěže ideálním spínačem negeneruje žádné problémy. Proud I v obvodu na obr. 1 začne narůstat sice také formou pře- chodného děje, ale bez negativních důsledků na prvky obvodového řešení. • Pokud je spínač polovodičový, např. TRIAK S p , tak lze dosáhnout maximálně „bezškodného“ za- pnutí pokud je TRIAK spínán „v nule“ napájecího napětí. Toto lze zajistit buď návrhem řídícího ob- vodu TRIAKu nebo použitím tzv. SSR (Solid State Relay), což je TRIAK přímo vybavený obvodem, který ho bez ohledu na okamžik přivedení řídící- ho signálu zapne až je napětí na TRIAKu nulové (při průchodu napájecího napětí „nulou“). • Pokud je však spínač realizovaný mechanicky, na- příklad kontakt relé Sk, tak vznikají problémy dané odskakováním kontaktů při sepnutí. Proud sice díky přechodnému jevu při zapínání nedosa- huje v momentu prvního odskočení vysokou hodnotu, ale dojde ke chvilkovému vypínání ob- vodu se všemi následky. Výrobci řeší kontaktní systémy tak, aby by se odskakování maximálně eliminovalo. Nicméně principiálně tento jev vzni- ká a nebezpečné je to, že má časovou progresi, která je tím silnější, pokud je kontakt přetěžován při vypínání (opálení kontaktu se stupňuje – vzni- ká lavinový proces končící destrukcí kontaktu) Dopady do problematiky EMC (Electro Magnetic Compability). • Obvodové změny (vypínání / zapínání) v obvo- dech s indukční zátěží kromě dopadů vedoucích do oblasti spolehlivosti a životnosti komponent a vlastní primární funkčnosti obvodového řeše- ní, mají též dopad do oblasti EMC. • EMC je problematika, která se zabývá odolností zařízení proti rušení, a současně minimalizací ru- šení, které dané zařízení nebo obvodové řešení samo generuje, a ohrožuje tak ostatní zařízení. • Proto pro některé situace je třeba řešit současně problematiku eliminace destruktivních následků přechodných dějů na samotné komponenty, ale také oblast EMC. V praxi to vede na preciznější návrh opatření a hlavně na správný výběr použi- tých topologií eliminačních obvodů, ale zejména na vlastní realizační provedení (minimalizace dé- lek vodičů, zabránění vytváření smyček atd.) Aplikace RC-členu pro eliminaci negativních jevů při spínání indukční zátěže při AC napájení 50 / 60 Hz Pokud se podaří najít „bezpečnou cestu“ pro proud, který je výsledkem indukovaného napětí v in- dukčnosti při změně proudu v indukčnosti, tak se dá ovlivnit průběh přechodného jevu v obvodu. Principiálně existují dvě možnosti topologického řešení – vytvořit „proudovou cestu“ přemostěním spínače, nebo přemostěním zátěže dvojbranem slo- ženým ze sériové kombinace bezindukčního rezistoru R a kapacitoru C s nízkou hodnotou ESR (ESR = Equi- ELEKTRONICKÉ PRVKY A SYSTÉMY