เมื่ออุปกรณ์อุตสาหกรรมเริ่มทำงาน กระแสอิมพัลส์ (เรียกว่ากระแสไฟกระชาก) จะถูกสร้างขึ้นสูงกว่ากระแสทำงานปกติมาก ไฟกระชากขณะสตาร์ทเครื่องนี้อาจมีค่าเป็น 10 ถึง 30 เท่าของกระแสคงที่ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประเภทอุปกรณ์ กระแสไฟกระชากที่รุนแรงนี้เกิดขึ้นทันที ทำให้เกิดความเครียดทางไฟฟ้าและเครื่องกลอย่างมาก
หากไม่ได้รับการควบคุมอย่างเหมาะสม กระแสไฟกระชากอาจทำให้เบรกเกอร์ตัดการทำงาน ฟิวส์ขาด ความเสียหายต่อส่วนประกอบที่มีความละเอียดอ่อน และแม้กระทั่งลดประสิทธิภาพของขั้วต่อจ่ายไฟและแหล่งจ่ายไฟ ดังนั้นการพัฒนากลยุทธ์การจัดการกระแสไฟกระชากที่มีประสิทธิภาพจึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการดำเนินงานระบบอุตสาหกรรมที่เชื่อถือได้และปลอดภัย
วิธีหนึ่งในการจัดการไฟกระชากเมื่อสตาร์ทเครื่องคือการเชื่อมต่อเครื่องจำกัดกระแสไฟกระชาก (ICL) แบบอนุกรมที่อินพุตกำลังไฟของอุปกรณ์ ใน ICL ประเภทต่างๆ เทอร์มิสเตอร์ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงลบ (NTC) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากมีการออกแบบที่เรียบง่ายและง่ายต่อการรวมเข้าด้วยกัน เทอร์มิสเตอร์ NTC เป็นตัวต้านทานที่ไวต่ออุณหภูมิซึ่งค่าความต้านทานจะลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น
รูปที่ 1: เทอร์มิสเตอร์ NTC ERT-J0EG103FA ของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ของ Panasonic ความต้านทานปกติ 10 k Ω ที่ 25 ° C ความทนทานต่อความต้านทาน ± 1% แหล่งรูปภาพ: Panasonic Electronic Components)
เมื่อปิดอุปกรณ์ไฟฟ้าอุตสาหกรรม ความต้านทานขององค์ประกอบ NTC จะค่อนข้างสูง องค์ประกอบ NTC อนุกรมกับโหลด ความต้านทานในสภาวะเย็นสูงนี้สามารถชะลอกระแสอิมพัลส์เริ่มต้นเมื่อสตาร์ท ซึ่งเทียบเท่ากับบัฟเฟอร์กระแส
เมื่อไหลผ่านเทอร์มิสเตอร์ที่มีกระแสพุ่งเข้าที่จำกัด เทอร์มิสเตอร์จะถูกให้ความร้อนโดยผลกระทบด้านความร้อนของตัวต้านทาน เมื่อเทอร์มิสเตอร์ถูกให้ความร้อน ค่าความต้านทานจะลดลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งจะน้อยกว่าค่าความต้านทานความเย็นมาก ในระยะเวลาอันสั้น เทอร์มิสเตอร์จะเปลี่ยนไปสู่สถานะต้านทานต่ำ ในเวลานี้ตัวเก็บประจุอินพุตชาร์จเต็มแล้วและสามารถไหลผ่านกระแสการทำงานปกติได้
NTC ออกจากสถานะการป้องกันโดยสมบูรณ์หลังจากเกิดเหตุการณ์ไฟกระชาก ซึ่งใกล้เคียงกับสถานะลัดวงจรในระหว่างการทำงานของสถานะคงตัว ตัวอย่างเช่น NTC ที่มีความต้านทานความเย็น 10 โอห์มอาจลดลงต่ำกว่า 0.5 โอห์มหลังจากให้ความร้อนเพียงพอ สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์อุตสาหกรรมทำงานที่แรงดันไฟฟ้าเกือบเต็มภายใต้สภาวะคงที่ในขณะที่ลดการสูญเสียพลังงานของเทอร์มิสเตอร์เอง
ข้อควรพิจารณาในการออกแบบเมื่อใช้ตัวจำกัด NTC
เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพ จะต้องพิจารณาพารามิเตอร์การออกแบบหลายประการเมื่อใช้เครื่องจำกัดไฟกระชากแบบ NTC
ค่าความต้านทานสถานะเย็น
ความต้านทานในสภาวะเย็น (R25) คือความต้านทานที่กำหนดที่ 25 ° C และใช้เพื่อกำหนดความต้านทานเริ่มต้นเมื่อจำกัดกระแสไฟกระชาก ขึ้นอยู่กับกระแสไฟกระชากสูงสุดและแรงดันไฟจ่ายที่ต้องการ สามารถประมาณความต้านทานขั้นต่ำที่ต้องการได้ วิศวกรจะใช้กฎของโอห์มเพื่อคำนวณความต้านทานนี้: R=Vpeak/Imax (ไฟกระชาก) ตัวอย่างเช่น ในระบบเฟสเดียว 230 VAC (แรงดันไฟฟ้าสูงสุดประมาณ 325 V สูงสุด) จำเป็นต้องมีความต้านทานในสภาวะเย็นที่ 325/20 data 16 Ω เพื่อจำกัดกระแสกระชากไว้ที่ 20 A จุดสูงสุด
ผู้ผลิต เช่น TDK Electronics, VisAmetherm และ Amphenol Advanced Sensors จัดหาผลิตภัณฑ์ NTC ที่มีค่ามาตรฐาน เช่น 2 Ω, 5 Ω, 10 Ω, 22 Ω, 47 Ω ที่ 25 ° C การเลือกความต้านทานในสภาวะเย็นที่เหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจาก R25 ที่สูงกว่าให้การป้องกันไฟกระชากที่ดีกว่า อย่างไรก็ตาม ค่าที่สูงเกินไปอาจทำให้กระแสไฟชาร์จเกินขีดจำกัด เพิ่มเวลาสตาร์ท และส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าเริ่มแรกตกมากเกินไป