
本安型阻旋式物位計在電源電壓波動時,其阻尼電機的扭矩穩定性主要通過?機械離合器緩沖?與?低功耗恒流驅動設計?雙重機制保障,但受限于本安電路的能量約束,無法依賴大容量濾波或高功率穩壓方案。
核心保障機制?
機械式過載離合器?:
電機輸出端集成?扭力離合器?,當電源電壓波動導致輸入功率變化、扭矩瞬時升高時,離合器在設定閾值(通常為150%額定扭矩)自動打滑,吸收沖擊能量,防止電機繞組過流或軸承過載。該機制為被動式保護,不依賴電子控制,符合本安環境“無源可靠"設計原則。
恒流驅動與低紋波電源?:
盡管本安電路能量受限(≤25mW),主流產品仍采用?低功耗恒流驅動IC?(如PT5139、BL5616)實現電流閉環控制。此類芯片通過PWM調制穩定電機電流,使扭矩輸出與電壓波動解耦。例如:
PT5139支持8–36V寬壓輸入,靜態電流低至5.5mA,可維持24V系統在±15%電壓波動下輸出電流波動≤±3%;
BL5616內置“剎車功能",在電壓跌落時緩慢釋放電機反電動勢,避免扭矩驟降引發的機械沖擊。
本安能量限制?:
IEC 60079-11規定本安電路功率25mW,24V電壓下允許電流≤1.04mA,而阻旋電機實際工作電流約167mA(4W/24V),表明其?非本安電路直接驅動?,而是通過?安全柵隔離供電?,由本安側控制信號驅動非本安側電機。因此,電壓波動影響主要發生在?非本安側電源?,本安側僅傳遞邏輯信號。
系統級優化建議?
環節措施
電源端?在非本安側加裝?低紋波DC-DC模塊?(如Vicor BCM),輸入電壓范圍支持18–36V,輸出紋波<10mVpp
驅動端?選用?恒流驅動IC?(如PT5139),替代傳統電阻限流方案,提升電流穩定性
機械端?采用?雙軸承冗余結構?或?陶瓷自潤滑軸承?,降低因扭矩波動引發的微動磨損
運維端?建議配置?電壓監測模塊?,當輸入電壓持續低于21V或高于27V時觸發預警,避免長期欠壓導致離合器失效