Merhabalar, Bu yazımızda “Kalkış Akımı Nedir?” sorusuna yanıt vereceğiz. “Kalkış akımı özelliklerinden” bahsettikten sonra “Kalkış akımını düşürme yöntemlerinden” bahsedeceğiz.
Kalkış Akımı Nedir?
Kalkış akımı, sistem ilk açıldığında elektrik devresi tarafından çekilen maksimum akımdır. Bu durum giriş dalga formunun birkaç döngüsünde görülür. Giriş akımının değeri, devrenin sürekli durum akımından çok daha yüksektir ve bu yüksek akım cihaza zarar verebilir veya kesiciyi tetikleyebilir. Kalkış Akımı genellikle transformatörler, endüstriyel motorlar vb. Gibi manyetik çekirdeğin mevcut olduğu tüm cihazlarda görülür. Kalkış akımı Giriş dalgalanma akımı olarak da bilinir.
Kalkış Akımı Neden Oluşur?
Kalkış akımının oluşumunu etkileyen çok sayıda faktör vardır. Dekuplaj kondansatörü veya filtre kondansatörü içeren bazı cihazlar veya sistemler bu kondansatörleri şarj etmeye başlarken büyük miktarda akım çeker. Aşağıda verilen diyagram size bir devrenin ani, tepe ve sabit durum akımı arasında oluşan fark hakkında bir takım bilgiler verecektir:
Pik Akımı veya Tepe Akımı: Bir dalga formu tarafından pozitif veya negatif bölgede elde edilen maksimum akım değeridir.
Sabit Durum Akımı: Tüm grafik boyunca akımın sabit kaldığı an olarak tanımlanır. Sabit durum akımı, di / dt = 0 olduğunda elde edilir. Bu, akımın zamana göre değişmeden sabit kaldığı anlamına gelir.
Kalkış Akımı Özellikleri
# Cihaz açıldığı anda meydana gelir.
# Yayılma kısa bir süre için görünür.
# Devrenin veya cihazın nominal değerinden daha yüksektir.
Kalkış Akımı Örnekleri
# Akkor Lamba
# İndüksiyon Motoru
# Transformatör
# SMPS tabanlı güç kaynaklarını açma anında
Transformatördeki Kalkış Akımı
Transformatör kalkış akımı, transformatörün sekonder tarafının yüksüz veya açık devre durumundayken transformatör tarafından çekilen maksimum anlık akım olarak tanımlanır. Bu ani akım çekirdeğin manyetik özelliğine zarar verir.
Kalkış akımının büyüklüğü, transformatörün iletime başladığı AC dalga formuna bağlıdır. Eğer AC gerilim en yüksek olduğu anda trafo (yüksüz) açılırsa, başlangıçta hiç ani akım oluşmaz.
AC gerilim sıfır noktasından geçerken trafo (yüksüz) açılırsa, kalkış akımının değeri çok yüksek olacak ve aşağıdaki resimde de görebileceğiniz gibi doyma akımını da aşacaktır.
Motorlarda ki Kalkış Akımı
Rotor ve stator arasındaki hava boşluğundan dolayı endüksiyon motorunun relüktansı yüksektir. Bu nedenle, bu yüksek relüktanslı endüksiyon motoru başlangıçta dönen manyetik alanı üretmek için yüksek mıknatıslama akımına ihtiyaç duyar. Aşağıdaki şemada motorun tam voltaj başlangıç karakteristikleri gösterilmektedir.
Şemada görebileceğiniz gibi başlangıçta, başlangıç akımı ve başlangıç torku çok yüksektir. Aynı zamanda ani akım olarak da adlandırılan bu yüksek kalkış akımı elektrik sistemine zarar verebilir. Giriş anında ki yüksek tork da motorun mekanik sistemine zarar verebilir. Kalkış voltajının değerini% 50 düşürürsek, motor torkunun % 75 oranında düşmesine neden olabilir. Bu nedenle, bu sorunların üstesinden gelmek için yumuşak başlatma (Soft start) devreleri kullanılır.
Kalkış Akımını Nasıl Sınırlandırırız?
Endüksiyon motorlarında, transformatörler de, kapasitörler veya manyetik çekirdekten oluşan elektronik devrelerde kalkış akımını her zaman önemsemeliyiz. Daha önce belirtildiği gibi, kalkış akımı, sistemde oluşan maksimum tepe akımıdır ve normal anma akımının iki ya da on katına kadar yükselebilir. Bu istenmeyen akım yükselmesi, trafodaki gibi cihaza zarar verebilir.
Kalkış akımı, her oluştuğu anda mevcut kesicinin açılmasına neden olabilir. Kesici toleransının ayarlanması sizlere yardımcı olabilir, ancak elektronik bileşenlerin acil durumdaki en yüksek değere dayanması gerekir. Elektronik devrelerde, bazı bileşenlerin kısa bir süre boyunca yüksek kalkış akım değerine dayanma özelliği vardır. Bazı bileşenler de durum pek bu şekilde değildir.
Kalkış akım değeri çok yüksekse malzemeler çok ısınır veya hasar görür. Bu nedenle, bir elektronik devre veya PCB tasarlarken ani akım koruma devresi kullanmak, bu sorunları yaşamanıza engel olacaktır.
Kalkış akımından korunma için aktif veya pasif bir cihaz kullanabilirsiniz. Koruma tipinin seçilmesi kalkış akımının sıklığına, performansına, maliyetine ve güvenilirliğine bağlıdır. Pasif bir cihaz olan bir NTC termistör kullanabilirsiniz.
Düşük sıcaklık değerinde çok yüksek bir dirence sahiptir. NTC termistörü, güç kaynağının giriş hattına seri olarak bağlanır. Ortam sıcaklığında yüksek direnç gösterir. Bu nedenle, cihazı açtığımızda yüksek direnç, kalkış akımının sisteme akmasını engeller.
Akım sürekli devam ederken, termistörün sıcaklığı artar ve bu da direnci önemli ölçüde azaltır. Bu nedenle, termistör ani akımı dengeler ve sürekli akımın devreye girmesini sağlar. NTC termistörü, basit tasarımı ve düşük maliyeti nedeniyle mevcut sınırlama amacı için yaygın olarak kullanılmaktadır.
Aktif cihazlar daha pahalıdır. Aktif cihazların bazıları Yumuşak Yolvericiler, voltaj düzenleyiciler ve DC / DC dönüştürücülerdir. Bu korumalar, kalkış akımını sınırlandırarak elektriksel ve mekanik sistemi korumak için kullanılır.
Aşağıdaki grafik, koruma devreli ve koruma devresisiz sistem de kalkış akımının değerini gösterir. Bu grafikten kalkış akım korumasının ne kadar etkili olduğunu açıkça görebilirsiniz.
Kalkış Akımı Nasıl Ölçülür?
Örneğin, Bisikleti hareket ettirmek için sürücünün ilk anda kuvvetli bir kalkışa ihtiyacı vardır. Tekerlek hareket etmeye başladığında, gereken kuvvet azalır. Bu nedenle, bu başlangıç kuvveti kalkış akımı ile eşdeğerdir. Kalkış akımını ölçmek için Fluke 376 FC True-RMS multimetre kullanabilirsiniz.
Kalkış Akımını Ölçmek İçin Adımlar
# Test edilen cihaz başlangıçta kapalı olmalıdır.
# Multimetre üzerinde ki kadranı çevirin ve “Hz-Ô işaretine ayarlayın.
# Canlı ucu cihazın yuvarlak kısmının içine yerleştirin.
# Yukarıdaki resimde gösterildiği gibi multimetre üzerinde ki kalkış akım veya ani akım düğmesine basın.
# Cihazı AÇIN, multimetre ekranında ani akım değerini göreceksiniz.
Kaynak : Circuitdigest
İlginizi Çekebilir!!!