¿Qué es un desaire y por qué necesita uno en sus sistemas eléctricos?

Este artículo profundiza en el importante papel de las desminas en los sistemas eléctricos, explicando cómo funcionan, el impacto de los transitorios de voltaje, los diferentes diseños y materiales utilizados para los desaires y sus aplicaciones en varias industrias.Comprender cómo funcionan los desaires y cómo usarlas, los ingenieros y técnicos pueden proteger mejor sus sistemas de los efectos nocivos de los transitorios, asegurando que sus configuraciones eléctricas duren más y funcionen de manera confiable.

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Figura 1: Circuito de desaire simple

Importancia de los desaires en los sistemas eléctricos

Los desaires son circuitos especiales hechos de resistencias, condensadores y, a veces, diodos.Su trabajo principal es controlar los cambios repentinos en el voltaje y la corriente, conocidos como transitorios.Estos transitorios pueden ocurrir cuando enciende o apagan los dispositivos eléctricos, o debido a perturbaciones externas como rayos o cambios de carga.Sin desaires, estos cambios repentinos pueden dañar los componentes, causar interferencia electromagnética o conducir a fallas del sistema.

Picos de voltaje de domesticación

Los picos de voltaje son aumentos repentinos que pueden exceder lo que los componentes pueden manejar, posiblemente causando descomposiciones o arcos de aislamiento.Los desaires, particularmente aquellos con resistencias y condensadores (RC Snubbers), absorben y disipan esta energía adicional, reduciendo el impacto de los picos.

Figura 2: picos de voltaje

Reducción de oscilaciones

Los eventos de cambio pueden crear oscilaciones debido a interacciones entre elementos inductivos y capacitivos.Los desaires ayudan a calmar estas oscilaciones, haciendo que el sistema sea más estable y las formas de onda más suaves.

Mejora del rendimiento de conmutación

Los dispositivos como tiristores, transistores y relés funcionan mejor con SNUBBERS.Estos circuitos acortan los tiempos de cambio y reducen el desgaste, lo que ayuda a los dispositivos a durar más.

Aumento de la compatibilidad electromagnética (EMC)

Al manejar los voltajes y las oscilaciones transitorias, los desaires cortan las emisiones electromagnéticas.Esto es importante para cumplir con los estándares de EMC, asegurando que los dispositivos funcionen correctamente en entornos eléctricos ruidosos.

Algunas desactivaciones incluyen diodos para protegerse contra situaciones de sobrecorriente.Estos componentes protegen piezas electrónicas sensibles de flujos inesperados de alta corriente, manteniendo el sistema sano y sano.

Figura 3: RC Snubber con y sin

Comprensión de los transitorios de voltaje

Los transitorios de voltaje, o picos de voltaje repentino, son cambios breves pero intensos en los circuitos eléctricos.Suceden rápidamente, durando de microsegundos a milisegundos, y pueden aumentar a miles de voltios, mucho más allá del rango de voltaje normal.

Figura 4: picos de voltaje y transitorios

Causas de transitorios de voltaje

Eventos de conmutación: la operación de maquinaria pesada, la conmutación de circuito eléctrico o los cambios de carga repentina pueden activarlos.La conmutación rápida cambia el flujo de corriente abruptamente, causando voltajes transitorios debido a los elementos inductivos y capacitivos del circuito.

Huelgas de rayos: los rayos directos o cercanos introducen transitorios de alta energía en sistemas de energía a través de la inducción electromagnética o la conducción directa.

Descarga electrostática: la liberación repentina de electricidad estática genera picos de voltaje transitorio, especialmente en entornos electrónicos sensibles.

Fallas de línea de alimentación: eventos como instantáneas de línea o fallas en el aislamiento causan cambios de voltaje abruptos, lo que lleva a transitorios.

Efectos de los transitorios de voltaje

Tema	Detalles
Efectos dañinos en el equipo	Desglose de aislamiento: Los voltajes transitorios altos pueden exceder el voltaje de desglose del aislamiento, causando daños permanentes.
	Falla del componente: Los dispositivos semiconductores como transistores y diodos son particularmente vulnerable.Los voltajes transitorios pueden exceder sus clasificaciones, causando inmediatos falla o degradación a largo plazo.
	Corrupción de datos: En los sistemas digitales, los voltajes transitorios pueden causar fallas y errores, lidera a la pérdida de datos o mal funcionamiento del sistema.
Necesidad de medidas de protección	Protectores de sobretensión: Estos dispositivos bloquean o cortos a tierra cualquier voltaje no deseado por encima de una caja fuerte límite.
	Transformadores de aislamiento: Proporcionar aislamiento galvánico de la fuente de alimentación principal, limitando el pasaje de transitorios.
	La conexión a tierra y la unión adecuadas: Los sistemas de conexión a tierra efectivos disipan de forma segura los voltajes transitorios a la Tierra.

Consecuencias de ignorar los picos de voltaje transitorio

Tiempo de inactividad del sistema: las fallas de equipos frecuentes conducen a interrupciones no planificadas y un tiempo de inactividad costoso, interrumpiendo las operaciones y servicios comerciales.

El aumento de los costos de mantenimiento: reemplazar regularmente los componentes dañados y el aumento de las actividades de mantenimiento puede aumentar los costos operativos.

Peligros de seguridad: existe un mayor riesgo de incidentes de incendios eléctricos y de descarga eléctrica, lo que representa serias amenazas de seguridad para el personal y la propiedad.

Diferentes diseños fiscos y sus materiales

Figura 5: Skinbbers hidráulicos

Desorden hidráulicos

Los desaires hidráulicos usan fluido para controlar el movimiento.En el interior, un pistón se mueve dentro de un cilindro lleno de líquido hidráulico.Durante las condiciones normales, el pistón se desliza suavemente, permitiendo pequeños movimientos.Cuando golpea un choque, las válvulas ralentizan el fluido, absorbiendo la energía.

Materiales utilizados:

• Acero fuerte o acero inoxidable para alta presión

• Nitrilo o poliuretano duradero, flexible a diferentes temperaturas

• Aceites a base de silicona, estables a través de diferentes temperaturas

Figura 6: Skinbber mecánico

Desorden mecánicos

Los desaires mecánicos usan engranajes o resortes para resistir movimientos rápidos.Puede ajustar su resistencia, haciéndolos excelentes donde los fluidos hidráulicos no son adecuados.

Materiales utilizados:

• Acero endurecido duro o aleaciones para la durabilidad

• Acero de cromo-vanadio de alto grado, conocido por su resistencia y resistencia

Desaires viscoelásticos

Las franjas viscoelásticas combinan propiedades viscosas y elásticas para absorber vibraciones.Son perfectos para amortiguar las vibraciones en una amplia gama de frecuencias.

Materiales utilizados:

• Polímeros viscoelásticos como el poliuretano o el caucho de silicona, que absorben y liberan energía deformando y volviendo a la forma

Fricción desaza

Los desair de fricción humedecen el movimiento a través de la fricción entre las superficies.El nivel de amortiguación depende de un resorte o mecanismo que mantenga el contacto superficial.

Materiales utilizados:

• Hecho de compuestos o aleaciones de metal para el equilibrio adecuado de fricción y durabilidad

• Acero de alta resistencia para una fuerza constante durante largos períodos

Desaires neumáticos

Las franjas neumáticas son como las hidráulicas, pero usa aire o gas en lugar de líquido.Se usan donde se requiere una operación limpia, o donde las fugas hidráulicas de líquido serían un problema.

Materiales utilizados:

• Hecho de aluminio o compuestos livianos para reducir el peso

• elastómeros especializados diseñados para durar y manejar la expansión y la contracción del gas

Tipos de desorden

Desorden de diodos

Los desaires de diodos son como los héroes no reconocidos del mundo de la electrónica, especialmente cuando se trata de dispositivos con motores, transformadores y bobinas de retransmisión.Estos pequeños chicos realmente brillan en los circuitos de corriente continua (DC), donde es muy importante mantener las cosas funcionando sin problemas sin molestos picos de voltaje o un molesto ruido eléctrico.Son como los guardaespaldas de su electrónica sensible, asegurándose de que nada se fríe y todo dura más.Esto es necesario en la electrónica de potencia con dispositivos de conmutación como tiristores, transistores y triacs.

Las unidades de motor DC evitan que los motores emitan una patada desagradable cuando se apagan, las suministros de alimentación dejan de molestar sobrezules y sonan en el cambio de transistores para mantener todo estable, y los circuitos de inversores manejan hipo durante eventos de conmutación en configuraciones de energía renovable como paneles solares y turbinas eólicas.

Figura 7: Diodo Snubber

Cómo funcionan los diodos SNUBBERS

Imagine que tiene un inductor, un componente en su circuito, que tiende a resistir cambios repentinos en la corriente.Cuando la corriente que fluye a través de un inductor se interrumpe repentinamente, el inductor genera un pico de alto voltaje.

Cuando voltea un interruptor (que podría ser un transistor, relé o cualquier otro dispositivo de conmutación) que controla la corriente a través del inductor, el inductor intenta mantener el flujo de corriente.Esto se debe a la propiedad de los inductores, que resisten los cambios en la corriente.

Esta interrupción repentina en el flujo de corriente provoca un aumento de alto voltaje a través del inductor.Esta espiga puede ser lo suficientemente alta como para dañar otros componentes en el circuito.Para proteger el circuito de este pico de alto voltaje, se coloca un diodo a través del inductor.En condiciones normales, este diodo está en sesgo inverso y no realiza corriente.

Sin embargo, cuando se produce la pico de alto voltaje, el diodo se vuelve sesgado hacia adelante.Esto significa que el voltaje a través del diodo es suficiente para permitir que la corriente fluya a través de él.El diodo proporciona una ruta para la corriente generada por el inductor a fluir.Esto ayuda a disipar la energía almacenada en el inductor gradualmente.

Como resultado, se mitiga el pico de alto voltaje, protegiendo los componentes del circuito del daño potencial.La energía almacenada en el inductor se libera de forma segura a través del diodo, lo que permite que el sistema se estabilice.

Pros y contras de diodo frunces

	Descripción
Pros	Protección de espiga: se aprieta en el voltaje Spikes, manteniendo a sus semiconductores seguros.
	Control de ruido: cortan el electromagnético interferencia (EMI) y ruido de paradas repentinas.
	Fácil y barato: diseño simple, fácil de hacer, y económico.
Contras	Lento en situaciones rápidas: son un poco lento en circuitos de alta velocidad, lo que puede frenar las cosas.
	Acumulación de calor: se calientan cuando trabajan, así que Necesitas administrar el calor.
	Santificación de voltaje fijo: solo sujetan a un Establezca el voltaje, que podría no funcionar para todas las situaciones.

RC Bisbers

Un desinfesamiento RC está compuesto por una resistencia (R) y un condensador (C).Se usa para gestionar cambios eléctricos repentinos en los circuitos.Cuando un interruptor como un relé, transistor o tiristor abre o cierra, el Snubber suaviza el voltaje resultante y los picos de corriente.El condensador absorbe estos cambios repentinos, y la resistencia disipa la energía absorbida como calor.Este proceso ayuda a proteger los componentes sensibles y garantiza que el circuito funcione más suavemente.

Figura 8: RC SNUBBER

¿Dónde se usan RC Snubbers?

Las frunces RC se encuentran en los circuitos de CA y DC, desde maquinaria industrial hasta electrónica cotidiana.

Circuito Tipo	Función	Descripción
Circuitos de CA	Reducción del ruido	Reduce la interferencia electromagnética (EMI) e interferencia de radiofrecuencia (RFI) causada por dispositivos como motores y transformadores.
	Mejora de la calidad de la potencia	Minimiza los picos de voltaje, entregando mejor Calidad de potencia a electrónica sensible.
	Protección contra el interruptor	Previene la falsa activación de los picos de voltaje Cuando se usa con dispositivos como tiristores y triacs.
Circuitos de DC	Protección de convertidores de energía	Escudos de dispositivos semiconductores en el poder convertidores de picos de voltaje dañinos.
	Circuitos PWM estabilizadores	Reduce el sobreploque de voltaje y suena en Controladores de modulación de ancho de pulso (PWM) y unidades de motor de CC, mejorando confiabilidad y rendimiento.

Pros y contras de RC Snubbers

	Descripción
Pros	Diseño simple: fácil de agregar a diferentes circuitos.
	Rentable: barato de hacer, lo cual es genial para la producción en masa.
	Versátil: se puede usar tanto en AC como en DC circuitos, y en un rango de niveles de voltaje.
Contras	Velocidad limitada: es posible que no manejen muy picos de voltaje rápido o alto, lo que los hace menos adecuados para alta velocidad aplicaciones.
	Disipación de calor: la resistencia se libera energía como calor, que puede ser un problema en dispositivos pequeños.
	Necesidad de ajuste: para trabajar de manera efectiva, el Los valores de resistencia y condensador deben seleccionarse cuidadosamente para cada Aplicación, que puede hacerlos menos flexibles que las soluciones más adaptativas.

Desorden de estado sólido

Las desagradables en estado sólido son importantes en los circuitos electrónicos porque protegen las partes delicadas de los picos y sobretensiones de voltaje repentino.Manejan energía adicional al absorberla o redirigirla durante eventos como encender o desactivar un dispositivo, o durante ocurrencias inesperadas como rayos o aumentos de potencia.

Por lo general, encontrará estas desaire colocadas a través de un interruptor (como un transistor o relé) o componentes casi sensibles.Cuando ocurre una pico de voltaje dañino, el desinflamiento se activa, ya sea enviando el exceso de voltaje al suelo o convirtiéndolo en calor.Esto mantiene el voltaje en un nivel seguro, protegiendo los componentes más adelante.

Figura 9: Skinbber en estado sólido

Tipos de desinfesos de estado sólido

• Varistores

Varistores, o "resistencias variables de voltaje", cambian de resistencia con voltaje aplicado.Hechos de materiales de óxido de metal, guardan circuitos contra picos de alto voltaje.Cuando el voltaje se vuelve demasiado alto, la resistencia del varistor cae mucho, dejando que absorba y disipe la energía adicional como calor, lo que protege el circuito.

• Diodos zener

Los diodos Zener permiten que la corriente fluya en la dirección inversa cuando el voltaje va por encima de cierto nivel, llamado voltaje Zener.A diferencia de los diodos regulares, que bloquean la corriente inversa, los diodos Zener conducen en reversa a un voltaje específico.Esto los hace excelentes para la regulación de voltaje y la protección contra el voltaje, cuando se requiere una sujeción de voltaje preciso.

Comparando el rendimiento y la idoneidad

Categoría	Varistores	Zener Diodos
Actuación	Ideal para lugares con gran voltaje frecuente zapatillas con clavos.	Ofrezca sujeción de voltaje preciso.
	Manejar sobretensiones más grandes y absorber más energía que los diodos Zener.	Perfecto para proteger la electrónica sensible.
	Responda más lento que los diodos Zener.	Responder más rápido que los varistores.
	Desgastarse con el tiempo mientras absorben energía.	No degrade mucho con el tiempo.
Idoneidad en diferentes sistemas	Lo mejor para entornos de alta energía como el poder cuadrículas o fábricas.	Lo mejor para los sistemas que necesitan rápidos y confiables Supresión de voltajes transitorios.
	Ejemplos: Suministros industriales, coche Sistemas eléctricos, Electrónica de consumo.	Ejemplos: equipo de comunicación, precisión instrumentos.
	Efectivo para reducir los riesgos de grandes, picos de voltaje impredecibles.	Trabajar bien en entornos de baja energía con Pequeños picos de voltaje.

Aplicaciones de SwinBBers en todas las industrias

• centrales nucleares

Las desagradables RC (resistencia-capacidad) son buenas en las centrales nucleares para proteger el engranaje eléctrico de las potentes sobretensiones durante las interrupciones del circuito, en los interruptores de circuitos.Por ejemplo, en la estación de generación nuclear de Palo Verde en Arizona, los desagradables protegen los sistemas eléctricos durante los terremotos y otras interrupciones operativas.Absorben la energía de estos eventos, manteniendo los componentes eléctricos funcionando y seguros.

• líneas de transmisión de alto voltaje

Las franjas RC también son útiles en los sistemas de transmisión de alto voltaje para protegerse contra el daño de los rayos y las oleadas de conmutación.Un ejemplo es el Pacific Intertie, un sistema de transmisión de corriente continua de alto voltaje (HVDC) en los EE. UU. Aquí, Snubbers defiende a los convertidores y transformadores de los picos de voltaje repentino, aumentando la fiabilidad y la eficiencia de la transmisión de energía a larga distancia.

• Construcción de puentes

Los desaires mecánicos ayudan a controlar los movimientos en la construcción de puentes causados ​​por el calor, el viento y los terremotos.El puente Akashi Kaikyo en Japón, el puente colgante más largo del mundo, utiliza desinfesos hidráulicos para manejar las grandes fuerzas del viento y la actividad sísmica.Estos dispositivos ayudan a mantener el puente estable y duradero.

• Maquinaria industrial

En las industrias pesadas, las desagradables mecánicas son buenas para turbinas y grandes ventiladores industriales.En la presa Hoover, las turbinas están equipadas con desaires para reducir las vibraciones y los choques.Esto se utiliza para extender la vida útil de la maquinaria, reducir los costos de mantenimiento y evitar los problemas operativos.

• Aeroespacial

En el aeroespacial, los desaires absorben choques y vibraciones durante momentos como el lanzamiento y el reingreso.El transbordador espacial, por ejemplo, usó desaires para proteger sus piezas internas y la carga útil de daños durante las condiciones extremas.Estos dispositivos son imprescindibles para mantener intactos la estructura y las operaciones del lanzadera bajo un estrés intenso.

¿Cómo usar un SNUBBER?

Paso 1: Determine si necesita un SNUBBER

Primero, averigüe si su circuito requiere un desaire.Los desaires son útiles en los circuitos con cargas inductivas como motores, solenoides o transformadores, así como dispositivos de conmutación como tiristores, triacs o transistores que producen picos de voltaje cuando se apagan.

Paso 2: elija el tipo de desaire correcto

Seleccione el desaire apropiado para su circuito.Un RC Snubber (Capacitor de resistencia) es excelente para reducir las oscilaciones y detener los picos de voltaje.Para proteger los diodos en los rectificadores y el manejo de los picos de voltaje y corriente, es ideal un SCDNUBBER (resistencia-ye-diodo-diodo).

Paso 3: Seleccione los valores de componentes apropiados

Elija los valores correctos para los componentes.La resistencia (R) disipa la energía y controla la sincronización del circuito RC, así que seleccione en función de las necesidades de disipación de potencia.El condensador (c) absorbe la energía de la espiga de voltaje, así que elija en función de la pico de voltaje máximo y las características de carga.Para el diodo (D en RCD Snubbers), asegúrese de que pueda manejar los voltajes de reverso máximo y la corriente hacia adelante sin daños.

Paso 4: Integre el desaire en el circuito

Coloque el bisbozo cerca de la fuente de pico de voltaje, a través de terminales de interruptor o relé.Asegure las conexiones seguras y use el cableado adecuado para evitar resistencia o inductancia adicionales que puedan afectar el rendimiento.

Paso 5: Prueba el circuito

Después de la instalación, pruebe el circuito en condiciones normales.Verifique si hay chispas reducidos en los contactos del interruptor, niveles de ruido más bajos en la señal y las líneas eléctricas, y el voltaje estabilizado y las formas de onda de corriente en un osciloscopio.

Paso 6: Mantenimiento

Inspeccione regularmente los componentes de SNUBBER en busca de desgaste o daño, como condensadores abultados o resistencias descoloridas.Si el Spbber no funciona correctamente, verifique que los valores de los componentes se calculen e instalen con precisión, reemplace las piezas desgastadas y asegúrese de que el SNUBBER se coloque correctamente en el circuito.

El uso de un desaire puede proteger los componentes sensibles, reducir la interferencia electromagnética (EMI) y mejorar la estabilidad y la eficiencia de sus sistemas eléctricos.Siempre verifique las hojas de datos del fabricante y considere los detalles de su circuito al diseñar y usar un desaire.

Conclusión

La incorporación de las franjas en el sistema eléctrico ayuda a mejorar la fiabilidad y la longevidad.Spikes de voltaje de control de los desaires, reducir las oscilaciones, mejorar el rendimiento de conmutación y mejorar la compatibilidad electromagnética, ofrece protección contra transitorios de voltaje.Estos transitorios pueden dañar el equipo, causar tiempos de inactividad costosos y plantear riesgos de seguridad.Varias desaires, como diodo, RC, varistores y diodos Zener, cada una tiene beneficios específicos.Sus aplicaciones en industrias como energía nuclear, transmisión de alto voltaje, maquinaria industrial y aeroespacial subrayan su importancia.La selección, la integración y el mantenimiento adecuados de los desaires son buenos para que los ingenieros protejan los componentes y garanticen un funcionamiento suave del sistema.A medida que avanza la tecnología, Snubber sigue siendo el diseño de sistemas eléctricos eficientes y seguros.

Preguntas frecuentes [Preguntas frecuentes]

1. ¿Qué es un circuito de desaire?

Un circuito desagradable es un componente eléctrico que controla el voltaje y los transitorios de corriente en los circuitos electrónicos.Lo hace absorbiendo picos repentinos en voltaje y suavizando las fluctuaciones de corriente, protegiendo así componentes sensibles como semiconductores e interruptores.Un circuito desagradable consiste en una resistencia y un condensador conectado en serie o paralelo, dependiendo de las necesidades específicas del circuito que están protegiendo.

2. ¿Por qué se necesita un desaire?

Se necesitan desactivadores en circuitos que manejen altos voltajes o cambien rápidamente las corrientes, como las que se encuentran en convertidores de potencia, unidades de motor y circuitos de retransmisión.Sin desaires, estos transitorios pueden causar arco, interferencia electromagnética e incluso daños a los componentes debido a un sobrecalentamiento o al estrés excesivo.SkinBBers salvaguarda la longevidad y la estabilidad de los sistemas eléctricos.

3. ¿Qué es una herramienta Snubber?

Una herramienta desagradable no es un término ampliamente reconocido en ingeniería eléctrica.Si se refiere a herramientas físicas, es probable que sea un malentendido.Sin embargo, "Swubber" generalmente apunta al circuito SNUBBER o herramientas de software utilizadas para diseñar circuitos SNUBBER, que calculan los valores óptimos de resistencias y condensadores para mitigar los transitorios eléctricos de manera efectiva.

4. ¿Cuál es la función de un desaire en un compresor?

En el contexto de los compresores, particularmente aquellos en sistemas de refrigeración y HVAC, se puede utilizar un desaire para proteger los sensores de presión de las oleadas y picos de presión repentina.Estos cambios de presión pueden ocurrir durante las fases de inicio o apagado del compresor.Ampliando estas presiones, el Spbber ayuda a mantener lecturas precisas del sensor y prolongar la vida útil del sensor.

5. ¿Cuál es la capacidad de un desaire?

La capacidad de un circuito SNUBBER se refiere a su capacidad para manejar voltajes y corrientes específicos.Esta capacidad está determinada por las especificaciones de la resistencia y el condensador utilizados en el circuito.La clasificación de potencia de la resistencia y la clasificación de voltaje del condensador son importantes.Los condensadores pueden seleccionarse en función de su capacidad para resistir voltajes transitorios, mientras que las resistencias se eligen por su capacidad para disipar la energía sin sobrecalentamiento.La capacidad exacta varía según las características eléctricas de la aplicación y la naturaleza de los transitorios que deben administrarse.

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