Uso de una bomba de achique de 12 V 3 A en una fuente de alimentación LED de 12 V 8.5 A

Recientemente compré lo siguiente para un proyecto de sistema de aguas grises en el que estoy trabajando:

• 3 x 12 V, bombas de achique de 3 A
• 1 x 12 V 12.5 A fuente de alimentación

No soy un experto en electrónica, por lo que supuse que la fuente de alimentación debería alimentar fácilmente las bombas de achique. Este no era el caso. En el momento en que conecta la bomba a la fuente de alimentación, es como si succionara la fuente de alimentación (el LED realmente muere). La sentina da media vuelta cada 1,5 segundos más o menos, el LED se vuelve a encender y el proceso se repite. Así que pensé que hay algo mal con la fuente de alimentación.

Debido a que vivo en Sudáfrica, enviar la parte de regreso a Amazon fue una misión, por lo que decidí comprar otra fuente de alimentación localmente, ya que pensé que el original estaba defectuoso. Este fue de 100 W, 8.5 A de suministro.

Funciona un poco mejor; la bomba realmente gira después de la tercera explosión de 1.5 segundos. Sin embargo, si está sumergido, es nuevamente como si la fuente de alimentación no pudiera suministrar suficiente energía a la bomba. Mientras lo haga girar antes de sumergirlo, funciona bien. Es casi como si el suministro necesitara algo de ayuda para salir de los bloques iniciales.

Es obvio que hay un conocimiento crítico que no tengo aquí. ¿Alguien puede explicar por qué una fuente de alimentación de 12,5 A o 8,5 A (12 V) no puede alimentar una bomba de achique de 12 V y 3 A?

Lo ejecuto a 220 V CA, 50 Hz normales.

Sin duda, un problema actual de sobretensión (o prisa). Los motores eléctricos, en el arranque (cuando todavía no están girando) y especialmente cuando se maneja una carga (como girar el impulsor de la bomba contra el agua) generan una enorme corriente a corto plazo (sobretensión). Esta sobretensión se extingue rápidamente una vez que el motor "arranca".

De wikipedia

Cuando un motor eléctrico, CA o CC, se energiza por primera vez, el rotor no se mueve y fluirá una corriente equivalente a la corriente estancada, reduciéndose a medida que el motor aumenta la velocidad y desarrolla un EMF posterior para oponerse al suministro. Los motores de inducción de CA se comportan como transformadores con un secundario en corto hasta que el rotor comienza a moverse, mientras que los motores cepillados presentan esencialmente la resistencia del devanado. La duración del transitorio de arranque es menor si la carga mecánica en el motor se libera hasta que haya aumentado la velocidad.

Acaba de encontrarse cara a cara con un hecho real: la corriente de arranque de un motor es mucho mayor que la corriente de funcionamiento.

Para los motores de CC, la regla general es que la corriente de arranque es aproximadamente 3 veces la corriente de funcionamiento. Por lo tanto, un suministro de 12,5 amperios debe ser adecuado para un motor de 3 amperios. Pero.

1) La clasificación actual de la bomba de sentina puede o no reflejar la potencia adicional requerida para bombear agua, en lugar de simplemente girar el rotor.

2) Una fuente de alimentación china barata puede cumplir o no con sus especificaciones.

Entonces, un par de pasos a seguir:

Obtenga un medidor decente y mida la resistencia de su bomba de achique. Probablemente sea aproximadamente 1 ohmio con el rotor sin mover. Tenga cuidado de compensar la resistencia de las sondas de su medidor. Cuando aplica la energía por primera vez, la corriente necesaria será de 12 voltios dividida por la resistencia. A medida que la bomba comienza a girar, producirá internamente lo que se denomina EMF, que reducirá efectivamente el voltaje y, por lo tanto, la corriente, pero debe aplicar la corriente completa el tiempo suficiente para que la cosa gire.

Obtenga una resistencia de potencia de la misma resistencia que el motor, y algo así como 100 vatios. Conéctelo a su suministro de 12.5 A, encienda el jugo y mida el voltaje. Si el voltaje se mantiene a 12 voltios, usted sabe que el suministro está a la altura de las especificaciones. Si el voltaje de salida cae, sabes que te han tenido. Puede o no ser una mala unidad.

Una fuente de alimentación LED no está diseñada para alimentar cargas inductivas como las bombas.

Ahora, un suministro de 8.5 A debería ser lo suficientemente grande como para conducir un motor de 3 A, pero honestamente: no creo que la calificación de las fuentes de alimentación compradas por Amazon ni en las bombas de achique, de modo que le corresponda a usted averiguarlo (por ejemplo, midiendo realmente la corriente) para averiguar quién está equivocado.

Zigzagueaste cuando deberías haber zafado.

Este tipo de bomba es una bomba de sentina marina. Está hecho para funcionar con un sistema de batería que se repone con un generador. Las baterías pueden proporcionar una gran sobretensión, justo lo que necesita el motor. No lo diseñaron al límite actual en el inicio porque eso simplemente no es necesario en un barco.

Por lo tanto, debería haber comprado una batería de plomo-ácido de casi cualquier tamaño, y un cargador de batería del tamaño adecuado para la batería y la carga.

Ves al menos una persona aconsejando un condensador muy grande. Eso es básicamente lo que es una batería.

Para un rendimiento máximo que querría una fuente de alimentación hecha a cargar las baterías, pero sabe que tiene demasiado dinero hundido en esto ya ... ¿Podría su mano en son suficientes suministros? Sí, si su voltaje de salida llena la batería lo suficiente como para ser útil, pero no hay riesgo de sobrecarga. Creo que una batería de plomo-ácido llenaría la factura, porque a 12.00 voltios tiene un estado de carga de aproximadamente 50%, y los ácidos de plomo tienen mucha corriente de impulso. Vea si alguien tiene una batería de automóvil vieja que pueda dejarle tener, para que pueda probar. Asegúrate de que tenga una carga. Luego, si funciona, cambie una batería económica como una celda de gel.

Hay formas electrónicas de limitar la corriente de arranque del motor, incluso solo use bancos de resistencias como lo hacían los viejos carros. Pero creo que esta es una solución más simple.

¿Qué tamaño de condensador puede colocar en la fuente de alimentación para proporcionar sobretensiones / corrientes de arranque?

Suponga que necesita 10 veces los 3 amperios, durante 1 segundo, con solo una caída de 1 voltio. Por lo tanto, antes de conectar la bomba, el voltaje es de 12 voltios; y después de proporcionar esa corriente extra (30 - 8 = 22 amperios), el voltaje del condensador se ha reducido solo a 11 voltios.

Dado G = C * V e I = C * dV / dT, podemos calcular la C como

I * dT / dV = C, o

30 amperios (por qué no los 30 amperios completos) * 1 seg / 1 voltio

o 30 faradios es lo que necesitas.

En términos generales, su suposición es correcta. Los circuitos deben tener su voltaje nominal, pero solo consumirán la corriente que requieren. Por lo tanto, siempre debe proporcionar el mismo voltaje, pero la mayoría de las veces, proporcionar acceso a una corriente mayor funcionará bien.

En este caso, nos falta una o más piezas de información.

• ¿Es la bomba de achique en realidad una bomba de CC? Tengo fuentes de alimentación de 12 V que tienen 12 voltios de CA y sus LED necesitan 12 voltios de CC. El comportamiento que está viendo ocurriría si la bomba estuviera esperando un suministro de CA.

• Como otros han mencionado, ¿cuál es la carga máxima de la bomba de achique? Cuando una fuente de alimentación de CC no está marcada con una capacidad de carga máxima, significa que la fuente nunca debe usarse en condiciones que excedan la capacidad de carga indicada. (Es decir, la clasificación indicada es la clasificación de carga máxima y máxima). Tenga en cuenta que cuando "activa por primera vez el interruptor", la fuente de alimentación está expuesta a un cortocircuito casi perfecto. Si la bomba o su motor no han sido diseñados con circuitos de amortiguación, entonces su fuente de alimentación debe sobrevivir esos momentos iniciales hasta que se cargue el magnetismo del motor (por así decirlo) y gire, proporcionando una reactancia distinta de cero. (La reactancia es la versión AC de la resistencia e incluye tanto el comportamiento de circuito abierto de los condensadores como el comportamiento de cortocircuito de los inductores, mejor entendido aquí como bobinados de motor).

Tu verdadero problema es no saberlo. Me tomaría un momento para buscar las especificaciones de su bomba de achique. Si espera una fuente de alimentación de CC, entonces una solución temporal de solución rápida es usar una batería de automóvil en lugar de la fuente de 8.5A.

Puede conectar la fuente de alimentación y la batería en paralelo, y funcionará, pero generalmente hay circuitos de protección involucrados que no existirían en esa situación. Los circuitos de protección cierran el camino entre la fuente de alimentación y la batería una vez que la batería está cargada. Sin ella, se arriesga la fuente de alimentación. Técnicamente, también arriesgas la batería, pero es muy difícil dañar la batería de un automóvil.

Aquí hay un bosquejo rápido de la idea de inicio suave que sugería en los comentarios (responda en lugar de extender los comentarios y agregar una imagen). Todo esto sería factible desde mi caja de basura, por lo que propongo una solución tan simple. Igualmente, todas las piezas requeridas son baratas en eBay y robustas. También hay formas más inteligentes de reducir la corriente de entrada. Debería construir uno de estos para cada bomba, que es un enfoque más simple si desea que las bombas sean independientes.

Esto muestra el estado apagado. Cuando desee arrancar el motor, cierre el interruptor de encendido / apagado, luego de unos segundos cierre el interruptor de velocidad. Abra el último nuevamente cuando pare el motor. Mi sugerencia en los comentarios fue comprar dos resistencias de 1 Ω. Conéctelos en serie para obtener una resistencia de arranque de 2 Ω si la fuente de alimentación aún cae con 1 Ω, o intente conectarlos en paralelo para obtener 0.5 Ω si la bomba no arranca con 1 Ω.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

El condensador C1 se analiza en otra respuesta, pero podría ser mucho más pequeño en esta configuración; Solo lo puse para mostrar a dónde iría.

Los interruptores deberían estar sobrevalorados: probablemente usaría interruptores de 10 A para algo como esto en mi camioneta, tal vez incluso más si entrara en un producto. 50 W está realmente subestimado para la resistencia si se supone que el voltaje de la fuente de alimentación se cae a través de ella. Los devanados del motor tendrán cierta resistencia incluso si está estancado. Si esa resistencia es más de 0.7 Ω, está dentro de las especificaciones de R1. No hay daño en obtener una resistencia de 100W en su lugar.

Es probable que la fuente de alimentación esté regulada por la corriente, por lo que la corriente de entrada para alimentar el par motor ab-initio requiere que la corriente de impulsión nunca tenga lugar y golpee una pared de energía de almacenamiento magnética invertida rápida que finalmente detiene el motor. más corriente puede o no encender las bobinas dependiendo de las configuraciones de entrada de la unidad de potencia que pueda estar enfrentando a un hecho real ... cambie la unidad de potencia por una gran transformación. un variador de 3A puede necesitar una energía de bomba ab-initio de 17.7 amperios de pico, de modo que la corriente de entrada puede o no ser posible dependiendo del par de la bomba.