Демпфер - Snubber

А амортизатор это устройство, используемое для подавления ("пренебрежительно ") такое явление, как скачки напряжения в электрические системы, переходные давления в жидкость системы (вызванные, например, гидроудар ) или чрезмерное усилие или быстрое движение в механический системы.

Электрические системы

Демпферы часто используются в электрических системах с индуктивный нагрузка там, где внезапное прерывание Текущий поток приводит к резкому увеличению Напряжение через устройство переключения тока («индуктивный удар») в соответствии с Закон Фарадея. Этот переходный процесс может быть источником электромагнитная интерференция (EMI) в других схемах. Кроме того, если напряжение, генерируемое на устройстве, превышает допустимое для устройства, оно может повредить или разрушить его. Демпфер обеспечивает кратковременный альтернативный путь тока вокруг устройства переключения тока, так что индуктивный элемент может безопасно разряжаться. Индуктивные элементы часто бывают непреднамеренными, но возникают из токовых петель, подразумеваемых физической схемой. Хотя переключение тока есть повсюду, демпферы обычно требуются только там, где переключается основной путь тока, например, в Источники питания. Демпферы также часто используются для предотвращения дуга через контакты реле и переключателей, или электрические помехи, или сварка возможных контактов (см. также гашение дуги ).

RC демпферы

Схема демпфера RC
RC демпферы
Схема обратный преобразователь с демпфером УЗО

В простом демпфере RC используется небольшой резистор (R) в серии с небольшим конденсатор (С).[1] Эта комбинация может использоваться для подавления быстрого роста Напряжение через тиристор, предотвращая ошибочное включение тиристора; это достигается за счет ограничения скорости нарастания напряжения (dV / dt) на тиристоре до значения, при котором он не запускается. Соответствующим образом сконструированный демпфер RC может использоваться с ОКРУГ КОЛУМБИЯ или же AC нагрузки. Этот тип демпфера обычно используется с индуктивный такие нагрузки, как электродвигатели. Напряжение на конденсаторе не может изменяться мгновенно, поэтому уменьшающийся переходный ток будет протекать через него в течение небольшой доли секунды, позволяя напряжению на переключателе увеличиваться медленнее при размыкании переключателя. Определение номинального напряжения может быть затруднено из-за характера переходных форм волны и может быть определено просто номинальной мощностью демпфирующих компонентов и применением. Демпферы RC могут быть выполнены дискретно, а также выполнены в виде единого компонента (см. Также Ячейка Бушро ).

Демпферы диодные

Основная статья: Обратный диод

Когда текущий ток является постоянным, простой выпрямитель диод часто используется в качестве демпфера.[2] Демпферный диод подключается параллельно индуктивной нагрузке (например, реле катушка или электрический двигатель ). Диод установлен так, что в нормальных условиях он не проводит ток. Когда внешний управляющий ток прерывается, ток индуктивности протекает через диод. Сохраненная энергия индуктора затем постепенно рассеивается за счет падения напряжения на диоде и сопротивления самого индуктора. Одним из недостатков использования простого выпрямительного диода в качестве демпфера является то, что диод позволяет току продолжать течь в течение некоторого времени, в результате чего индуктор остается активным немного дольше, чем требуется. Когда такой демпфер используется в реле, этот эффект может вызвать значительную задержку выбыватьили отключение привода.

Диод должен немедленно перейти в режим прямой проводимости, поскольку ток возбуждения прерывается. Большинство обычных диодов, даже кремниевые диоды «медленной» мощности, могут очень быстро включаться,[3] в отличие от их медленных обратное время восстановления. Этого достаточно для демпфирования электромеханических устройств, таких как реле и двигатели.

В высокоскоростных случаях, когда переключение происходит быстрее, чем 10 наносекунд, например, в некоторых импульсных регуляторах мощности, «быстрый», «сверхбыстрый» или Диоды Шоттки может потребоваться.[4]

Демпферы УЗО

В более сложных конструкциях используется диод с RC-цепью.[5]

Более совершенные твердотельные амортизаторы

В некоторых цепях постоянного тока Варистор изготовлен из недорогого оксида металла (MOV) и теперь носит устаревшее торговое название Transorb ™.

Они могут быть униполярными или биполярными, «как» два кремния обратной серии. Стабилитроны но склонны к износу после десятка максимальных Джоулей поглощения энергии, например, молниезащиты, но подходят для более низкой энергии.

Теперь с более низким последовательным сопротивлением R в полупроводниках их обычно называют подавлением переходных напряжений, TVS - или, в более современных терминах, устройствами защиты от перенапряжения (SPD).

Один случайный пример - товарные знаки узнаваемости бренда, такие как Transil ™ можно использовать вместо простого диода. Зажим диода катушки заставляет реле выключаться медленнее (T = L / R) и, таким образом, увеличивает контактную дугу, если с нагрузкой двигателя, которая также нуждается в демпфере. Диодный зажим хорошо подходит для останова однонаправленного двигателя по инерции, но для двунаправленного использования используется биполярный TVS.

TVS с более высоким напряжением может привести к тому, что реле откроется быстрее, чем при использовании простого выпрямительного диодного зажима, поскольку R выше, а напряжение возрастает до уровня фиксации. Стабилитрон, подключенный к земле, защитит от положительных переходных процессов, которые превышают напряжение пробоя стабилитрона, и защитит от отрицательных переходных процессов, превышающих нормальное прямое падение напряжения на диоде.

А Трисил ™ похож на SCR, который срабатывает от перенапряжения, а затем зажимается, как транзистор Дарлингтона, для снижения падения напряжения в течение более длительного периода времени.

В AC схемы выпрямительного диодного демпфера использовать нельзя; если простого RC-демпфера недостаточно, необходимо использовать более сложную конструкцию двунаправленного демпфера.

Механические и гидравлические системы

Смотрите также: Механический демпфер

Демпферы для труб и оборудования используются для управления движением в ненормальных условиях, таких как землетрясения, отключения турбин, предохранительный клапан закрытие, предохранительный клапан закрытие, или гидравлический предохранитель закрытие. Демпферы обеспечивают свободное тепловое движение компонента в обычных условиях, но сдерживают компонент в нестандартных условиях.[6] Гидравлический демпфер обеспечивает прогиб трубы при нормальных условиях эксплуатации. Под воздействием импульсной нагрузки демпфер активируется и действует как сдерживающий фактор, ограничивая движение трубы.[7] Механический демпфер использует механические средства для обеспечения удерживающей силы.[8]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Отт, Генри В. (1976). Методы снижения шума в электронных системах. Джон Вили. С. 189–192. ISBN  0-471-65726-3.CS1 maint: ref = harv (связь)
  2. ^ Отт 1976, п. 193; диод защищает драйвер транзистора от перенапряжения.
  3. ^ cliftonlaboratories.com
  4. ^ cds.linear.com
  5. ^ Отт 1976, п. 192–193: "Сеть R – C – D обеспечивает оптимальную защиту от прикосновения., но он дороже других методов и не может использоваться в цепи переменного тока ».
  6. ^ Гидравлические и механические амортизаторы Piping Technology & Products, (данные получены в феврале 2012 г.)
  7. ^ Гидравлический демпфер Piping Technology & Products, (данные получены в январе 2012 г.)
  8. ^ Снабберы: общий обзор Piping Technology & Products, (данные получены в феврале 2012 г.)

дальнейшее чтение

внешняя ссылка