基本介紹
- 中文名：感性電路
- 外文名：inductive circuit
- 分類：理工學科
電路設計,安全性能,
電路設計
闡述了直流感性負載反電動勢的產生機理，並且設計了針對兩種不同情況下消除反電動勢的電路，並且對於該電路中的元器件的選型提出了參考意見。
反電動勢產生過程
電磁閥的電氣部分主要由合金體（ 線圈骨架）和線圈組成，線圈通電時電能轉化為磁能，合金體產生磁力驅動閥體動作；斷電時，電能不能供應，線圈失去電後通過電磁閥的電流迅速下降， 磁場相應地逐漸消失，此時磁場由恆定狀態轉為變化狀態，根據電磁定律，磁場變化時，線圈會產生感應電動勢，其方向與加在電磁閥線圈兩端的電壓正好相反，這個電壓就是反電動勢，這也是遵循能量守恆定律。
消除反電動勢電路設計
在電磁閥控制電路兩端並聯放電電路，為感性負載提供放電迴路。不同的情況採用的兩種不同的放電電路。
1 、並聯放電二極體：
在電源給電磁閥線圈正常供電時，二極體反向截止，阻值極大，可以看作開路；當切斷電路瞬間，二極體對反向電勢是正向連線，阻值很小，所以為反向電勢提供了放電的通路。這種並聯的二極體D通常稱為續流二極體。
2、 並聯電阻和二極體：
電磁閥放電電路要求靈敏度很高的情況下，採取的放電電路是在二極體D電路上串聯一個電阻R 。分子中的電阻R將增大，所以電流t0衰減的速度增快。電阻R似乎越大越好，但隨著R數值的增大， 增加了反電動勢（干擾電壓）的幅值。
當選取電阻R時，必須兼顧電磁閥線圈所要求的釋放時間和降低反電動勢幅值這兩個因素。具體要求為：線圈的釋放時間不能過長，以保證電磁閥執行機構動作所需要的準確性；線圈電源切斷時，電阻R上的壓降所造成的反電動勢殘壓不致對其它敏感電路造成干擾。通常情況下，所選的電阻阻值不大於線圈的阻抗值，功率依據電流情況進行選擇。
在電磁閥線圈兩端並聯電阻和二極體的方法可有效地消除感性負載斷電時的反向電勢，具有能量損耗小，瞬 變電壓低，靈敏度高等特點。
通過對直流感性負載消除反電動勢電路的設計可以得出兩種比較有效的方法，一種是在靈敏度要求不高時採用的在感性負載兩端並聯反向續流二極體的方法，另一種是對靈敏度要求較高時所採用的在感性負載兩端並聯續流二極體和電阻的電路方法，這兩種方法都是值得在直流感性負載保護電路上借鑑套用的方法，不僅提高了帶有直流感性負載設備的可靠性，又延長了設備的使用壽命。
安全性能
將最小建弧電壓這一參數引入電感性本質安全電路，得到無未知參數的放電時間關係式，進而建立了電感電路本質安全性能的判別式。
放電電流線性衰減模型
分析本質安全簡單電感電路實際放電規律，認為放電電流經計算放電時間T從穩態值衰減到零。因為放電可能存在電弧截流現象，因此計算放電時間與真實放電時間不同，但這不會帶來多大的誤差。
雖然電流、電壓與實際有誤差，但電流比實際值要小，而電壓比實際值要大，因此能量計算誤差不大， 一般不超過5%，但其中的放電時間是電路參數的隱函式，很難得到T的準確表達式 。實際中一般有兩種方法，一是用記憶示波器實測，另一種方法是通過建立E —I — T曲線， 查曲線得到。
引入最小建弧電壓這一參數後的情況
最小建弧電壓這一參數最早用於研究開關電弧，對鎘為11V ，對鎢為15V。因火花裝置為鎢絲電極划過鎘盤電極，從實測數據分析知最小建弧電壓一般為11V。
實際斷開過程中，電極接觸面積減小，接觸電阻增大，電壓升高，電流下降。在電流、電壓作用下電極接觸處熔化生成液態金屬橋，而金屬橋很快產生金屬蒸汽，熔橋破壞。這一過程持續時間很短，一般只有幾微秒。之後若電壓高於起弧電壓則形成電弧。電弧放電時間很長，一般100 ～ 200μs。電壓越高，電流、電感越大，放電時間越長。所以從整個過程來看，斷開瞬間到起弧的時間可以忽略，認為斷開瞬間電壓由零突然升至最小起弧電壓。
建立了電感性電路本質安全性能的判別公式。設計人員在設計過程中，對電感電路可供參考的只有 GB3836 ·4-83“附錄 A”提供的最小點燃電流曲線，電壓等級包括8V，12V，16V，18V，20V，22V和24V七個等級，用起來很不方便。
選電源電壓E=24V是因為GB3836·4 -83“附錄A”專門列出這一情況。選電源電壓E=20V是因為在不同電壓下的最小點燃電流曲線，當電源電壓大於此值並且電感很小時電流趨於某固定值。對E=24V當L >1mH時誤差很小(小於2%)，而當L <1mH時完全不成立，這是因為此時電路將具有電阻性電路的特點。對E=20V它在全部範圍內和實際情況相同(誤差小於1%)。必須說明，從理論上要求電源電壓高於最小建弧電壓，但因為有電感存在，所以電源電壓可以小於最小建弧電壓。
