Wyłącznik automatyczny - potrzeba i definicja
Energia elektryczna docierająca do naszego domu lub innych miejsc z sieci dystrybucyjnej tworzy duży obwód, w którym przewody łączące się z elektrownią tworzą jeden koniec zwany gorącym drutem, a przewody łączące się z ziemią tworzą drugi koniec. Ładunek elektryczny przepływa między tymi dwoma liniami, a między nimi powstaje potencjał. Podłączenie obciążeń (urządzeń) stawiających opór temu przepływowi ładunku zamyka pełny obwód, a cała instalacja elektryczna wewnątrz domu działa płynnie, o ile urządzenia te mają wystarczający opór i nie powodują przetężenia. Zwarcie lub zbyt duży ładunek przepływający przez obwód lub nagłe połączenie przewodu gorącego końca z przewodem uziemiającym mogłoby nagrzać przewody, powodując pożar. Aby zapobiec takim sytuacjom, stosuje się zabezpieczenie obwodu, które w takich warunkach po prostu odcina pozostały obwód.
Ogólnie rzecz biorąc, istnieją dwa sposoby rozwiązania powyższego problemu:
Bezpiecznik . : Składa się z cienkiego drutu zamkniętego w obudowie. W przypadku nadmiernego prądu, drut bezpiecznika po prostu spala się lub rozpada, powodując przerwanie obwodu. Jednak nie są one niezawodne i drut bezpiecznika musi zostać ręcznie wymieniony po spaleniu. Dlatego w większości nie są preferowane.
Przełączniki : Innym sposobem zabezpieczenia obwodu jest zatrzymanie przepływu prądu lub przerwanie zasilania linii w przypadku przetężenia. Odbywa się to poprzez automatyczne działanie przełącznika, który wyzwala się po wykryciu przetężenia lub jakiegokolwiek uszkodzenia, izolując w ten sposób linię zwarcia od całego obwodu i ponownie można go włączyć, aby przywrócić działanie. Jest to korzystniejsze, ponieważ pozwala na szybką identyfikację strefy uskoku i szybką odbudowę. Jest również bezpieczny pod względem elektrycznym w porównaniu z bezpiecznikiem.
Bezpiecznik elektroniczny
Zanim przejdziemy do szczegółów dotyczących wyłącznika elektronicznego, przyjrzyjmy się bezpiecznikowi elektronicznemu.
Napięcie znamionowe przekaźnika powinno być równe przyłożonemu napięciu i należy zastosować kondensator 100uF, a prąd płynący przez obwód można regulować potencjometrem 100K. Jeżeli używany jest bezpiecznik, należy obniżyć wartość R2. Podczas gdy SW1 jest włączony, wprowadza L2 do obwodu, stąd prąd na rezystorze R2 wzrasta, powodując większy spadek napięcia na R2.
Bezpiecznik elektroniczny z możliwością resetowania - schemat obwodu:
Poprzez zaprogramowane 100 K i R1 napięcie to wyzwala tyrystor U1, który steruje przekaźnikiem RL1. To odłącza zasilanie od obciążenia i jednocześnie wyłącza zasilanie SCR. Przeciążenie należy usunąć, a sw2 wyłączyć i ponownie przełączyć w celu zresetowania. Aby spełnić wymagania dotyczące napięcia i wyzwalania bramki, można zastosować dowolny SCR.
Potrzeba elektronicznego wyłącznika automatycznego
Tradycyjny wyłącznik nadprądowy składa się z bimetalicznego paska chroniącego przed prądem obciążenia i elektromagnesu chroniącego przed prądem zwarciowym. W przypadku przeciążenia listwa bimetaliczna wygina się powodując zwolnienie sprężyny wraz z ruchem zapadki i ostatecznie otwarciem styków MCB. Cewka elektromagnetyczna wytwarza na niej siłę magnetomotoryczną, gdy przepływa przez nią duży prąd, co powoduje przesunięcie punktu zatrzasku i ponowne otwarcie styków MCB. Tak więc w przypadku przeciążenia i zwarcia wyłącznik MCB wyłącza się.
Jednak ten konwencjonalny wyłącznik nadprądowy ma kilka wad:
- Są dość drogie i więcej to prąd zwarciowy, tym większy jest koszt MCB.
- Taśma bimetaliczna ma tendencję do łatwego odkształcania pod wpływem ciepła lub wzrostu temperatury z otoczenia, powodując zmniejszenie wydajności prądowej wyłącznika.
- Ze względu na zastosowanie elementów mechanicznych są one bardziej podatne na zużycie.
- Czas wyzwalania jest wolniejszy.
Aby przezwyciężyć wszystkie te problemy, najwygodniejszym rozwiązaniem jest użycie elektronicznego wyłącznika obwodu lub wyłącznika automatycznego z elektronicznie sterowanym wyłącznikiem automatycznym. Nie obejmuje cewki elektromagnetycznej, paska termicznego ani żadnego elementu mechanicznego.
Definiowanie elektronicznego wyłącznika automatycznego
Na elektroniczny wyłącznik automatyczny składa się z automatycznie obsługiwanego przełącznika sterowanego sprzężeniem zwrotnym z obciążenia. Polega ona na tym, że w momencie zbyt dużego poboru prądu przez obciążenia lub zbyt dużego przepływu w linii wyłącznik jest automatycznie zamykany na czas, a następnie włączany automatycznie po upływie tego określonego czasu. . Przełącznik może być przełącznikiem elektronicznym mocy, takim jak SCR, lub przełącznikiem elektromechanicznym, takim jak przekaźnik, który jest sterowany przez dowolny element wykrywający prąd, taki jak rezystor. To ultraszybkie urządzenie przerywające obwód wykorzystuje rezystor szeregowy do wykrywania prądu i gdy przekracza on ustawioną wartość, odpowiedni spadek napięcia (na rezystancji szeregowej) również wzrasta. Napięcie to jest wykrywane, prostowane do prądu stałego, a następnie porównywane z napięciem wstępnie ustawionym przez komparator w celu wygenerowania wyjścia, które steruje przekaźnikiem przez tranzystor MOSFET, aby natychmiastowo wyzwolić obciążenie. Mechanizm wyzwalania jest bardzo szybki, ponieważ opiera się na zasadach wykrywania prądu, a nie na mechanizmach wyzwalania opartych na termice, takich jak MCB. Mikrokontroler może służyć do wyświetlania na wyświetlaczu LCD stanu wyłącznika.
Tak więc, stosując to urządzenie, można osiągnąć ultraszybkie przerywanie obwodu, aby uchronić drogi sprzęt przed możliwym uszkodzeniem. Korzystając z tej unikalnej koncepcji, można opracować prototyp jako projekt dla studentów elektrotechniki.
Elektroniczny wyłącznik automatyczny działa na zasadzie mechanizmu wykrywania prądu. Zapewnia zarówno ochronę przed przeciążeniem, jak i zwarciem, ponieważ w każdym przypadku prąd płynący przez linię jest monitorowany, a przełącznik zostaje wyzwolony w przypadku przepłynięcia nadprądowego.
Przykład działania prostego wyłącznika elektronicznego
Do wykrywania natężenia prądu przepływającego przez obciążenie można użyć elementu wykrywającego prąd lub rezystora. Spadek napięcia z rezystora jest podawany na nieodwracające wejście komparatora, a stałe napięcie jest podawane na zacisk odwracający komparatora. W przypadku normalnej pracy (prąd płynący przy odpowiedniej liczbie obciążeń) spadek napięcia na rezystorze jest mniejszy niż ustalone napięcie, a wejście komparatora jest na tyle niskie, że powoduje wyłączenie MOSFET-u. Wspólny styk przekaźnika jest podłączony do styku normalnie zamkniętego, a obwód jest zakończony zasilaniem obciążenia z sieci.
Jednak po podłączeniu dodatkowego obciążenia prąd płynący przez element pomiarowy prądu wzrasta, co z kolei zwiększa spadek napięcia na rezystorze. W pewnym momencie ten spadek napięcia jest większy niż napięcie stałe, tj. Wejście na zacisku nieodwracającym jest większe niż wejście na zacisku odwracającym komparatora. Powoduje to wysokie wyjście logiczne na komparatorze, z napięciem wystarczającym do wyzwolenia MOSFET-a do stanu włączenia. W miarę przewodzenia MOSFET cewka przekaźnika zostaje zasilona, a wspólny styk jest teraz podłączony do styku normalnie otwartego. Powoduje to przeszkodę w przepływie prądu, ponieważ obwód jest teraz przerwany, a obciążenia są przełączane z powodu braku zasilania.
Zalety elektronicznego wyłącznika nadprądowego
- Elektroniczne wyłączniki automatyczne mogą być zaprojektowane tak, aby wyzwalały się przy małych przeciążeniach i nie reagują na prądy rozruchowe.
- Mają krótszy czas odpowiedzi, ponieważ charakterystyka odpowiedzi zależy tylko od czasu, w którym prąd przepływający przez złącze przewodzące półprzewodnik jest zerowy.
- Nie cierpią z powodu problemów związanych ze zużyciem konwencjonalnych systemów, ponieważ stosowane komponenty są elektroniczne.
- Są tańsze, ponieważ zastosowane komponenty są lżejsze, tańsze i łatwe w utrzymaniu.
Praktyczne elektroniczne wyłączniki automatyczne
Elektroniczny wyłącznik zabezpieczający Phoneix
Działa przy zasilaniu 24 V DC i posiada koncepcję monitorowania i zdalnej sygnalizacji. Składa się ze zdalnego resetu. Służy do ochrony przekaźników, sterowników programowalnych, silników, czujników, siłowników, zaworów itp.
HFDE308032
Jest wyposażony w regulowane funkcje prądowe 15-80 A i składa się z regulowanego ustawienia długiego czasu, ustawienia krótkiego czasu i ustawienia natychmiastowego ze zintegrowanym sygnałem stanu i alarmem.
Kredyt zdjęciowy:
- Bezpiecznik elektryczny wg Sprzedaż Pragati
- NC100H Circuit Breaker by CIRTG
