Demeraj akım, bir elektrik devresinin bir anda çektiği maksimum akımdır. Giriş dalga formunun birkaç döngüsü için görünür. Ani akımının değeri devrenin kararlı durum akımından çok daha yüksektir ve bu yüksek akım cihaza zarar verebilir veya devre kesiciyi tetikleyebilir.

Demeraj akım, genellikle transformatörler, endüstriyel motorlar vb. gibi manyetik çekirdeğin bulunduğu tüm cihazlarda görülür. Ani akımgiriş dalgalanma akımı veya açma dalgalanma akımı olarak da bilinir. Bir AC endüksiyon motoru çalıştırıldığı andaki voltaj, statorda rotorda bir manyetik alan indükleyen bir manyetik alan oluşturur. Bu iki manyetik alanın etkileşimi tork üretir ve motorun dönmesine neden olur.

Lenz Yasasına göre; manyetik alanın yaratılması, besleme gerilimine karşı çıkan bir indüklenmiş gerilime neden olur. Bu karşıt indüklenen gerilim, motorun akım miktarını sınırlamak için çalışır. Ani akımı önlemek için aktif ve pasif cihazlar vardır, bu cihazlar sayesinde, elektrik ve manyetik sistemin korunması sağlanabilir.

Ancak üretilen geri elektro manyetik alan miktarı motorun hızı ile doğru orantılıdır. Bu nedenle başlangıçta, motor hızı sıfıra yakın olduğunda, çok az geri elektro manyetik alan vardır ve yüksek ani akımın akmasına izin verilir.

Demeraj Akım Nasıl Oluşur?

Demeraj akımının oluşma nedenlerinin arkasında birçok faktör vardır. Dekuplaj kondansatörü veya düz kondansatör içeren bazı cihazlar veya sistemleri, şarj etmek için başlangıçta büyük miktarda akım çekilir. Aşağıda verilen şema, bir devrenin ani akım, tepe ve sabit durum akımı arasındaki farkı göstermektedir.

Ani Akım Nasıl Oluşur

  • Tepe Akımı: Bir dalga biçiminin pozitif veya negatif bölgede ulaştığı maksimum akım değeridir.
  • Kararlı Durum Akımı: Bir devrede her zaman aralığında akımın sabit kalması olarak tanımlanır. di/dt = 0 olduğunda kararlı durum akımı elde edilir, bu da akımın zamana göre değişmediği anlamına gelir.

Demeraj Akımın Özellikleri

En yüksek ani akım seviyesi, motor çalışmasının ilk yarım döngüsü sırasında meydana gelir ve motorun tam yük akımının 10 katından fazla olabilir. Motor hareket etmeye başladıkça, akım, genellikle motorun normal çalışma akımının altı ila sekiz katı olan motorun kilitli rotor akımı düzeyine düşer. Motor hızı ve dolayısıyla geri elektro manyetik alan arttıkça, normal çalışma hızına ve normal çalışma akımına ulaşılana kadar akım daha da azalır.

Demeraj Akımın Özellikleri

Kilitli rotor akımı, rotor bloke olduğunda veya henüz hareket etmeye başlamadığında motorun çekeceği akımdır. “Ani akım” ve “kilitli rotor akımı” terimleri genellikle birbirinin yerine kullanılır, ancak kullanıldığı yerlere bağlı olarak farklı durumları anlatıyor olabilirler.

Ani akımın özelliklerini maddeler halinde inceleyerek olursak;

  • Cihaz açıldığında anında oluşur.
  • Kısa bir süre için görünür.
  • Devrenin veya cihazın nominal değerinden daha yüksektir.

Ani Akımının oluştuğu bazı örnekler:

  • Akkor lamba
  • Asenkron Motoru Başlatma
  • Trafo
  • Anahtarlamalı güç kaynaklarını açma

Trafoda Ani Akım

Trafo demeraj akımı, sekonder taraf yüksüz veya açık devre durumundayken trafo tarafından çekilen maksimum anlık akım olarak tanımlanır. Bu ani akım, çekirdeğin manyetik özelliğine zarar verir ve transformatörün devre kesicisinin istenmeyen anahtarlanmasına neden olur.

Trafoda Ani Akım

Ani akımının büyüklüğü, transformatörün başladığı AC dalgasının noktasına bağlıdır. AC voltajı tepe noktasındayken transformatör (yüksüzken) açılırsa, başlangıçta ani akım oluşmaz ve AC voltajı sıfırdan geçerken transformatör (yüksüzken) açılırsa, ani akım değeri akım çok yüksek olacak ve yukarıdaki grafikte görebileceğiniz gibi doyma akımını da aşacaktır.

Motorlarda Demeraj Akım

Transformatör asenkron motorunda olduğu gibi sürekli manyetik yola sahip değildir. Rotor ve stator arasındaki hava boşluğundan dolayı asenkron motorun isteksizliği yüksektir. Bu nedenle, bu yüksek isteksizlik nedeniyle asenkron motor, başlangıçta dönen manyetik alanı üretmek için yüksek mıknatıslama akımı gerektirir. Aşağıdaki şema, motorun tam voltaj başlatma özelliklerini göstermektedir.

Motorlarda Demeraj Akım

Şemayı incelediğimizde; başlangıç ​​akımı ve başlangıç ​​torkunun başlangıçta çok yüksek olduğunu görüyoruz. Ani akım olarak adlandırılan bu yüksek başlangıç ​​akımı elektrik sistemine zarar verebilir ve başlangıçtaki yüksek tork motorun mekanik sistemini etkileyebilir. Başlangıç ​​voltaj değerini %50 azaltırsak, motor torkunun %75 azalmasına neden olabilir. Bu nedenle, bu sorunların üstesinden gelmek için yumuşak yolverici güç kaynağı devreleri kullanılır.

Ani Akım Nasıl Ölçülür?

Ani akımı bir örnek üzerinden açıklayalım. Bir bisikleti hareket ettirmek için binicinin kuvvetli bir kuvvet uygulaması gerekir, tekerlek hareket etmeye başladığında gerekli kuvvet azalır. Bu örnekteki ilk kuvvet, ani akıma eşdeğerdir. Benzer şekilde motorlarda, rotor hareket etmeye başladığında, çalışması için yüksek akım gerektirmeyen kararlı duruma ulaşmaya başlar.

Ani akımı pens ampermetre veya  multimetre ile ölçülür. Ani akımını ölçmek için önerebileceğimiz pens ampermetre çeşitleri: Fluke 376 FC True-RMS’dir. Bazen ani akım, devre kesicinin değerinden daha yüksek bir değer gösterir, ancak yine de kesici açmaz. Bunun nedeni, devre kesicinin, 10 amperlik bir devre kesici kullanıyormuşsunuz gibi bir zaman v/s akım eğrisi üzerinde çalışmasıdır. Bu nedenle, 10 amperden fazla olan ani akımın devre kesiciden nominal süreden daha fazla akması gerekir.

pens ampermetre1

Ani akım nasıl ölçülür adım adım tarif edelim.

  • Test edilen cihaz başlangıçta kapatılmalıdır.
  • Kadranı çevirin ve Hz-Ã işaretine ayarlayın.
  • Canlı teli çeneye yerleştirin veya pens metreye bağlı probu kullanın.
  • Yukarıdaki resimde gösterildiği gibi pens ampermetredeki ani akım düğmesine basın
  • Cihazı açın, ani akım değerini sayacın ekranında göreceksiniz.

Ani Akımın Zararları Nelerdir? Ani Akım Önlenir?

Yüksek ani akım, koruyucu cihazların rahatsız edici şekilde açılmasına veya motor hasarına neden olabilir. Ayrıca besleme hattında) voltaj düşüşlerine neden olabilir ve hatta motorun düzgün çalışmasını engelleyebilir. Yüksek ani akım ayrıca başlangıçta yüksek tork üretimine yol açar.  Bazen nominal torkun iki katı veya on katına olabilen değerler, mekanik yüklere zarar verir, şiddetli hızlanmaya neden olabilir.

Elektronik devredeyken, bazı bileşenlerin kısa bir süre için yüksek ani akım değerine dayanacak özellikleri vardır. Ancak ani hareket değeri çok yüksekse bazı bileşenler çok ısınır veya hasar görür. Bu nedenle, bir elektronik devre veya PCB tasarlarken bir ani akım koruma devresi kullanmak daha iyidir.

Ani Akımın Zararları Nelerdir

Ani akımından korunmak için aktif veya pasif bir cihaz kullanabilirsiniz. Koruma tipinin seçilmesi, ani akımın frekansına, performansa, maliyete ve güvenilirliğe bağlıdır.

Ani akım nasıl önlenir? Sorusunun cevabı aktif ve pasif cihazlar üzerinden olacak şekilde farklı çözüm yollarına sahiptir. Her iki yöntemi de inceleyelim.

  • Pasif bir cihaz olan bir NTC termistörünü (Negatif Sıcaklık Katsayısı) kullanabileceğiniz gibi düşük sıcaklık değerinde direnci çok yüksek olan bir elektrik direnci olarak da çalışır. NTC termistörü, güç kaynağı giriş hattı ile seri olarak bağlanır. Ortam sıcaklığında yüksek direnç değeri gösterir. Bu nedenle, cihazı açtığımızda yüksek direnç, ani akımın sisteme akmasını sınırlar. Akım sürekli olarak akarken, termistörün sıcaklığı yükselir ve bu da direnci önemli ölçüde azaltır. Bu nedenle, termistör ani akımı stabilize eder ve sabit akımın devreye akmasına izin verir. NTC termistörü, basit tasarımı ve düşük maliyeti nedeniyle akım sınırlama amacı için yaygın olarak kullanılmaktadır. Aşırı hava koşullarında termistöre güvenemeyeceğiniz gibi bazı dezavantajları da vardır.
  • Aktif cihazlar daha maliyetlidir ve ayrıca sistem veya devrenin boyutunu arttırır. Yüksek gelen akımı anahtarlayan hassas bileşenlerden oluşur. Aktif cihazlardan bazıları yumuşak yolvericiler, voltaj regülatörleri ve DC/DC dönüştürücülerdir.

Bu yöntemler, ani akımı önleyerek elektrik ve mekanik bir sistemi korurlar.

BİR CEVAP BIRAK

Please enter your comment!
Please enter your name here