Застосування варисторів - надійний засіб захисту від перешкод.
Робочі або комутаційні перенапруги - раптова зміна усталеного режиму роботи електричної мережі призводить до перехідних процесів. Як правило, це хвилі перенапруги високої частоти або згасаючих коливань. Вважається, що це хвилі з малою швидкістю наростання: їх частота змінюється від декількох десятків до декількох сотень кілогерц.
Що станеться, якщо розімкнути перемикач, керуючий струмом через індуктивність? Індуктивність, як відомо, характеризується наступним властивістю: U = L (dI / dt), а з цього випливає, що струм не можна вимкнути моментально, так як при цьому на індуктивності з'явилося б нескінченне напруга. Насправді напруга на індуктивності різко зростає і продовжує збільшуватися до тих пір, поки не з'явиться струм. Електронні пристрої, які керують індуктивними навантаженнями, можуть не витримати такого зростання напруги, особливо це відноситься до компонентів, в яких при деяких значеннях напруги настає «пробою». Розглянемо схему, представлену
Мал. 1 Індуктивний «кидок».
Щоб уникнути подібних неприємностей найкраще підключити до індуктивності діод, як показано на рис. 2 Коли перемикач замкнутий, діод зміщений у зворотному напрямку (за рахунок падіння напруги постійного струму на обмотці котушки індуктивності). При розмиканні перемикача діод відкривається і потенціал контакту перемикача стає вище потенціалу позитивного напруги живлення на величину падіння напруги на діоді. Діод потрібно підібрати так, щоб він витримував початковий струм, рівний току, що протікає в сталому режимі через індуктивність; підійде, наприклад діод типу 1N4004.
Мал. 2. Блокування індуктивного кидка.
Єдиним недоліком описаної схеми є те, що вона затягує загасання струму, що протікає через котушку, так як швидкість зміни цього струму пропорційна напрузі на індуктивності. У тих випадках, коли струм повинен затухати швидко (наприклад, швидкодіючі контактні друкують устрою, швидкодіючі реле і т.д.), кращий результат можна отримати, якщо до котушки індуктивності підключити резистор, підібравши його так, щоб величина Uі + IR не перевищувала максимального допустимого напруги на перемикачі. (Найшвидше загасання для даного максимального напруження можна отримати, якщо підключити до індуктивності зенеровскій діод, який забезпечує загасання за лінійним, а не за експоненціальним законом.)
Рис 3. RС- «демпфер» для придушення індуктивного кидка.
Диодную захист не можна використовувати для схем змінного струму, що містять індуктивності (трансформатори, реле змінного струму), так як діод буде відкритий на тих напівперіодах сигналу, коли перемикач замкнутий. У подібних випадках рекомендується використовувати так звану RC-демпфуючу ланцюжок (рис. 3.). Наведені на схемі значення R і С є типовими для невеликих індуктивних навантажень, що підключаються до силових ліній змінного струму. Демпфер такого типу слід передбачати у всіх приладах, що працюють від напруги силових ліній змінного струму, так як трансформатор являє собою індуктивне навантаження. Для захисту можна також використовувати такий елемент, як металлоксідний варістор. Він являє собою недорогий елемент, схожий за зовнішнім виглядом на керамічний конденсатор, а по електричних характеристиках - на двонаправлений зенеровскій діод. Його можна використовувати в діапазоні напруг від 10 до 1000 В для значень струмів, що досягають тисяч ампер. Підключення варістора до зовнішніх висновків схеми дозволяє не тільки запобігти індуктивні наведення на прилеглі прилади, але також погасити великі сплески сигналу, що виникають іноді в силовий лінії і представляють серйозну загрозу для обладнання.
Такі кидки напруги створюють відчутні перешкоди для електронних пристроїв і здатні на короткий час вивести їх з ладу. Звичайною практикою є застосування варисторів. У наших конструкціях паралельно котушок всіх пускачів встановлені варистори.
Вари? Стор (англ. Vari (able) (resi) stor - змінний резистор) - напівпровідниковий резистор, електричний опір (провідність) якого нелінійно залежить від прикладеної напруги, т. Е. Що володіє нелінійної симетричною вольт-амперної характеристикою і має два висновки.
Нелінійність характеристик варисторів зумовлена локальним нагріванням дотичних граней численних кристалів карбіду кремнію. При локальному підвищенні температури на кордонах кристалів опір останніх істотно знижується, що призводить до зменшення загального опору варисторів.
Один з основних параметрів варістора - коефіцієнт нелінійності. - визначається відношенням його статичного опору R до динамічного опору Rd:
,
де U і I - напруга і струм варістора.
Коефіцієнт нелінійності для різних типів варисторів лежить в межах від 2 до 6.