如何为驱动感性负载的螺线管继电器设计RC缓冲器？

我了解到需要抑制驱动感性负载的开关，而RC对似乎是最好的（最便宜的）选择。我有一台大型交流感应电动机（用于制冷剂压缩机），该电动机由电磁继电器切换（大约每30分钟一次）。电机规格如下：

功率：1500W（输入功率作为对瓦特表读出。）
最大。电流：10A
额定电压：230VAC / 50Hz。

我遇到了这样的解决方案：在此处输入图片说明

如何选择合适的缓冲器？一个非常常见的组合似乎是0.1uF-120Ohm。但是我无法证明这一点。
它应该与开关或负载并联吗？

inductive snubber

— 索海尔
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它应该是与电动机平行的RC串联，因为当开关打开时，它在那里没有任何意义。关于这些值，如果您没有电动机的所有数据，则可能需要进行一些修补。但是，首先，R应该大约是电动机电阻（不是阻抗）的10倍以上，并且C应该选择为使得时间常数足以平滑开关瞬变。这意味着它的值不应太高，因此R不应散发过多的能量来消散（浪费），也不应太小而不会抑制振铃。

— 弗拉德

谢谢弗拉德！我看到您在这里提到的有关电容器的直观逻辑。但是我想我宁愿继续使用已久的东西。:-)。但是，正如下面Russell所述，RC可以与开关或电机并联。我还碰到了一个缓冲数据表，提到两者都可以，但是切换是“可取的”-没有提及任何原因。再次感谢。

— Sohail 2012年

好吧，如果我的解释是斯巴达式的，那是因为（在我的尝试中）很多次，我不得不处理没有数据的无名汽车，各种各样的东西到处燃烧。至于位置，我考虑了您提供的图纸，在这种情况下，该开关不需要保护，而其他开关则需要保护，因此在该位置无用。无论如何，这个目的需要以某种方式实现，而这正是当时浮出水面的答案。祝好运。

— 弗拉德（Vlad）

Answers:

使用的值通常是可以的。
大于通常的电机电感可能会引起问题。

缓冲器的作用是保护开关触点免受电动机的电感性关断瞬变的影响。在源（电机两端）或目的地（触点两端）停止瞬变都可以。可以说，将其置于开关处会更好，因为它可以处理会造成破坏的能量，而不是可能会造成破坏的能量，因此它更加集中，并且还可以处理可能发生的其他峰值。

如果看一下电路，您会注意到，在两种情况下，缓冲器都从电动机开关连接点连接到电源的一根桥臂。如果电源阻抗在尖峰频率（-ies）较低，则两者大约相等。

电路电流在断开时立即继续。如果所有流过缓冲器然后将穿过120欧姆的电阻器，所以电压尖峰将最初将是 $V=IR = 10\mathrm{A} \times 120\mathrm{\Omega} = 1200\mathrm{V}$

缓冲电流仅在电容器充电至驱动电压之前流动。如果电动机电感较大，则电容器可能会充电至更高或更高的电压。

电容器必须足够大，以免在电阻耗散能量之前不会充电到电容充电导致电流衰减的程度。为确保当前的组件值能够发挥作用，您需要了解电机电感。

$E=\frac{1}{2}LI^2$

电容器将以的能量“振铃” $E=\frac{1}{2}CV^2$

电阻器需要耗散该能量。

\begin{aligned} \frac{1}{2} 大号 {一世}^{2} & = \frac{1}{2} C V^{2} \\ \Rightarrow V & = \sqrt{\frac{大号 {一世}^{2}}{C}} \end{aligned}

$\begin{align}\frac{1}{2}Li^2 &= \frac{1}{2}CV^2 \\ \\ \Rightarrow V &= \sqrt{\frac{Li^2}{C}} \end{align}$

$L/R$

您可以开始计算（如果您知道L）或对其进行模拟，但是在大多数情况下，显示的值对于典型设备而言还可以。

将范围放在联系人之间。您看到哪个V峰（使用合适的探头！）。触点会火花吗？他们不应该。

请注意，增加C可以改善缓冲作用，但在正常操作中也会增加电源损耗。还要注意，在某些情况下，电源开关两端的电容器可能会皱眉。

添加：

达里奥说：将RS跨接在开关上的一个问题是，在关闭模式下，电路中现在有电流。...

User_long_gone回答：我绝对可以确定，在0.1 Hz的60 Hz电容上流过4-5 MILLIAMPS电流不会对电动机电路造成问题。浪费能量？小于1/2瓦。

值得注意的是

跨过电动机的缓冲器可能不会打扰电动机本身，但很可能会严重愚蠢地使任何人愚蠢到以为开关断开就意味着电路“安全”或“死机”。如果开关处于相线/火线，则开关的电动机侧可能会由于相对阻抗而靠近地面。但是无法确定，这将始终是建立连接的方式-即使法规规定应该如此。

2“ Even” 1/2瓦特在设备中浪费无用的能源在现代情况下不受欢迎。

— 罗素·麦克马洪
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谢谢罗素！我可以找到电动机的数据表（实际上是密封的压缩机），但他们只是没有提到电感。但是我认为我现在将采用普通的0.1uF和120Ohms，因为它们已经在许多此类应用中使用。继电器是完全密封的，带有不透明的外壳。所以我看不到联系人。但是由于这些设备（至少是继电器）可以使用多年，所以我认为没有任何火花。再次感谢。:-)

— Sohail 2012年

如果电动机电感为200mH，则0.1uF的缓冲电容必须充电至4500V，才能容纳电感在10A时存储的所有能量。在为电容充电时，肯定会在120 ohm电阻中造成一些损耗，但我仍然担心0.1uF对于这么大的电动机来说太小了。不过，200mH只是一个猜测，要确保人们必须知道实际值。

— avl_sweden

@avl_sweden是和/但...：缓冲始终是妥协的。如前所述，您需要插入值（如果已知），并查看结果是否可以接受。在许多情况下，给定的值在实践中“足够好”。主要目的是防止开关触点损坏，如果您可以从电弧/火花情况变为无（可见），那么这是一个很好的开始。可以想象，开关电压可能仍然很高并且具有破坏性，但看不到，并且检查可能是有用的检查（使用合适的探头并注意高压示波器的安全问题）。

— 罗素·麦克马洪

@NicolasD ...挖掘内存...我想我从USER59273的问题中得到了1 // 2瓦特（也许不是），并且没有计算实际值。因此，是的，您是正确的-如果电容器和串联电阻跨接在开关上，则只会耗散mW（快速扫视在10mW以下-可能更少）。但这仍然有可能给粗心的研究者带来讨厌的咬痕-尤其是在230 V的致死水平之下。如果将电动机上的铅芯电压降低到接近零，请拔下电线，然后呼啸而过。[我关闭所有开关和断路器，拔下所有插头和保险丝，然后短路……。–

— 罗素·麦克马洪

……“应该死”到地面。偶尔您会发出爆炸声和/或火花。（反正我有-YMMV :-）。我以某种能力或其他能力与电源干了大约50-55年，因此可能在权衡方面是平衡的:-)。[仪表有助于避免这种情况：-)]。在这种情况下，如果在断开电源的情况下保持“带电”状态，则需要将短路带保持连接状态，以防止在断开电动机时电压升高。

— 罗素·麦克马洪

将RS跨接在开关上的一个问题是，现在在关闭模式下电路中有一些电流。如果您的电动机需要预热，这实际上可能会很好，但是却有些浪费能量。

— 达里奥
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我绝对可以肯定的是，流经0.1微法电容器（60 Hz）的4-5毫安电流不会对电动机电路造成问题。浪费能量？小于1/2瓦。

@ user59273似乎已消失，并且Daio还没有回来-但值得注意的是，电动机两端的缓冲器可能不会打扰电动机本身，但可能会严重地使任何人傻傻地打扰任何人，以至于认为开关断开意味着电路是“安全”或“已死”。如果开关处于相线/火线，则开关的电动机侧可能会由于相对阻抗而靠近地面。但是无法确定，这始终是连接的方式-即使法规规定应该如此。

— 罗素·麦克马洪

在选择RC缓冲器的放置位置时，在考虑开关触点两端与感性负载之间的距离时，距离和物理布线可能会发挥重要作用。如果RC缓冲器跨感性负载放置，则RC缓冲器的消弧效果可能会随着开关触点与负载之间距离的增加而减小，因为触点可能会将接线视为电感，并且可能仍会产生电弧。评估这是否适用于您的应用程序。

有线遥控器是一个例子，其中距离发挥作用。

— 卡洛斯·帕特森
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