Das Verfahren zur Berechnung des Einschaltstroms umfasst drei Schritte, die für den Schutz elektrischer Geräte vor hohen Stromstößen beim Einschalten entscheidend sind. Der Einschaltstrom, der in der Regel das 2- bis 3-fache des Dauerstroms eines Geräts beträgt, kann bei Geräten wie Elektromotoren oder Transformatoren bis zum 30-fachen ansteigen. Trotz der Effizienz moderner Schaltkreise und der geringeren Impedanz bleibt der Einschaltstrom ein Problem, das häufig zur Überhitzung von Geräten führt. Einschaltstrombegrenzer (Inrush Current Limiters, ICLs) sind für die Kontrolle dieses Stromstoßes und die Aufrechterhaltung der Gerätesicherheit unerlässlich.
Um einen geeigneten Einschaltstrombegrenzer auszuwählen, muss man verschiedene Parameter kennen, darunter die maximale Ausgangsleistung, die Eingangsspannung, die Rückstellzeit, das ein- oder dreiphasige System, den Wert des Filters oder des Zwischenkreiskondensators, den Verlauf des Einschaltstroms und die Nennwerte der Sicherung, des Leistungsschalters und gegebenenfalls der Diodenbrücke.
Schritt 1: Berechnung des Mindestwiderstands
Mit diesem Rechner lässt sich der Mindestwiderstand ermitteln, der in einer Schaltung erforderlich ist, um den Einschaltstrom auf einen bestimmten Höchstwert zu begrenzen. Dies ist wichtig für die Entwicklung von Schaltungen, die anfänglich hohe Ströme ohne Schaden verkraften können.
Wo Spannungsspitze (VDC) = Spannung RMS × √2
Beispielberechnung:
Gegeben:
Spannung VAC = 230 V
Maximal zulässiger Einschaltstrom = 5 A
Berechnung:
Berechnen Sie die Spitzen-Spannung (VDC): 230 V × √2 ≈ 325,22 V
Widerstand = 325,22 / 5
Widerstand ≈ 65,044 Ohm
Schritt 2: Berechnung des Ruhestroms
Mit diesem Rechner wird der stationäre Strom in einem Stromkreis auf der Grundlage der Leistung und der Spannung des Systems und unter Berücksichtigung des Wirkungsgrads des Systems ermittelt.
Beispielrechnung:
Gegeben:
Leistung = 500 W
Spannung = 220 V
Effizienz = 90%
Berechnung:
Effizienz in eine Dezimalzahl umwandeln: 90% = 0,9
Strom = (500 / 220) × 0,9
Strom = 2,2727 × 0,9
Strom ≈ 2,0454 Ampere
Schritt 3: Berechnung der Gesamtenergie
Beispielrechnung:
Gegeben:
Spannung = 230 V
Kapazität = 50 μF
Berechnung:
Umwandlung der Kapazität in Farad: 50 μF / 1.000.000 = 0,00005 F
Energie = ½ × 0,00005 × (230)2
Energie ≈ 1,3225 Joule
