【導讀】很多家電總會(huì )遭遇“難啃”的大塊頭引起電機堵轉從而燒毀電機等,設計工程師通常會(huì )設計溫度或過(guò)流保護措施。這里主要講解的是如何用PTC保護智能家電電路?具體的保護電路設計方案請看下文。
在以豆漿機、攪拌機、打蛋機等為代表的家電中,為避免遭遇“難啃”的大塊頭引起電機堵轉從而燒毀電機等,設計工程師通常會(huì )設計溫度或過(guò)流保護措施,常用的有:1次性過(guò)流保護、可恢復溫度保護,如今也使用PTC做堵轉保護。當電機發(fā)生堵轉時(shí),流過(guò)電樞的電流將是電機正常工作電流的數倍,通常至少可達到4倍~5倍或更高,如此大的電流流過(guò)電機的電樞,將引起電機整體溫度急劇上升,導致電氣絕緣性能顯著(zhù)下降,最后引起轉子或定子繞組漆包線(xiàn)的絕緣層融化,引起電機短路燃燒等危險的現象發(fā)生。

豆漿機應用電路圖
由于電機在啟動(dòng)時(shí),為了克服摩擦力矩,瞬間的工作電流會(huì )比較大,而完成啟動(dòng)后,在沒(méi)有發(fā)生堵轉的情況下,工作電流將是一個(gè)恒定的值,由于1次保險絲在其額定工作電流2倍時(shí),就會(huì )迅速動(dòng)作,表現為燒斷,呈現開(kāi)路,導致電機啟動(dòng)失敗,故早期使用1次性做為電機的過(guò)流保護時(shí),為了克服1次性保險的這個(gè)缺點(diǎn),通常會(huì )選的1次性保險絲的額定工作電流會(huì )遠大于電機的正常工作電流,這樣雖然避免了電機啟動(dòng)瞬間的誤保護問(wèn)題,但若是電機發(fā)生了堵轉或過(guò)熱現象時(shí),會(huì )導致保護不及時(shí),影響保護效果。
若選用雙金屬溫控器作為電機的堵轉或是過(guò)熱保護,電機啟動(dòng)瞬間的沖擊電流在沒(méi)有轉化為電機整機的熱量之前,雙金屬溫控器將不會(huì )動(dòng)作,雖然可以有效地避免選用1次性保險絲的弊端,但雙金屬溫控器的安裝位置非常的講究,需要將溫控器緊貼電機的定子或勵磁繞組,否則,若電機發(fā)生堵轉,雖然電樞的實(shí)際溫度已高于允許值,但因為熱量傳導的不及時(shí),或是熱量傳導給溫控器的量不夠,不足以引起溫控器動(dòng)作,將會(huì )導致保護效果大打折扣。
若使用PTC作為電機的堵轉保護,將有效地避免上述問(wèn)題,首先PTC作為高分子材料的可恢復保險絲,內部是依靠焦耳定律Q=I^2*R*T動(dòng)作,可見(jiàn)其內部產(chǎn)生的熱量與流過(guò)的電流的平方成正比,當電流增加一點(diǎn),內部的熱量將以電流的平方的關(guān)系急劇增加;電機啟動(dòng)瞬間的大電流沖擊,由于積聚的熱量不足以引起 PTC動(dòng)作,故不會(huì )發(fā)生誤保護;一旦電機發(fā)生了堵轉,由于堵轉的電流是數倍于正常工作電流,PTC只要流過(guò)的電流是正常工作電流的2倍即可啟動(dòng)保護,而此刻電機的整體溫度往往并沒(méi)有升起來(lái),避免了高溫對電機的沖擊!
PTC啟動(dòng)保護后,需要人工干預斷電,令PTC熱量散發(fā)后即可恢復到出廠(chǎng)的低阻值狀態(tài),若沒(méi)有切斷電流,PTC將一直有一個(gè)小的殘余電流流過(guò)維持PTC為高阻值,即使此刻用戶(hù)正在帶電清理攪拌機的刀片,也確保電機不會(huì )旋轉,從而保護了用戶(hù)的人身安全,這事PTC用于這類(lèi)小家電保護的最大亮點(diǎn)!