Автоматический выключатель - необходимость и определение
Электроэнергия, поступающая в наш дом или любые другие места от распределительных сетей, образует большую цепь, в которой линии, соединенные с электростанцией, образуют один конец, называемый горячим проводом, а линии, соединяющиеся с землей, образуют другой конец. Электрический заряд протекает между этими двумя линиями, и между ними возникает потенциал. Подключение нагрузок (приборов), оказывающих сопротивление этому потоку заряда, замыкает полную цепь, и вся электрическая система внутри дома работает бесперебойно, пока приборы имеют достаточное сопротивление и не вызывают перегрузки по току. Короткое замыкание или слишком большой заряд, протекающий по цепи, или внезапное подключение горячего конца провода к заземляющему проводу может нагреть провода, что приведет к пожару. Для предотвращения таких ситуаций используется защита цепи, которая просто отключает оставшуюся цепь в таких условиях.
Как правило, есть два способа решить эту проблему:
Предохранитель . : Он состоит из тонкой проволоки, заключенной в кожух. В случае чрезмерного тока предохранительный провод просто сгорает или разрушается, вызывая разрыв цепи. Однако они ненадежны, и предохранительный провод необходимо заменять вручную, если он перегорел. Таким образом, они в основном не являются предпочтительными.
Переключатели : Другой способ защиты цепи - это обеспечение прекращения протекания тока или прекращения подачи напряжения в линию в случае перегрузки по току. Это осуществляется автоматическим срабатыванием переключателя, который срабатывает при обнаружении перегрузки по току или любой неисправности, таким образом изолируя линию повреждения от всей цепи и снова может быть включен для восстановления работы. Это более выгодно, так как позволяет быстро идентифицировать зону разлома и быстро восстановить. Он также электрически безопасен по сравнению с предохранителем.
Электронный предохранитель
Прежде чем мы углубимся в подробности электронного автоматического выключателя, давайте взглянем на электронный предохранитель.
Номинальное напряжение реле должно быть равно приложенному напряжению, следует использовать конденсатор емкостью 100 мкФ, а ток, проходящий через цепь, можно регулировать с помощью потенциометра 100 кОм. Если используется предохранитель, значение R2 следует уменьшить. В то время как SW1 включен, он подключает L2 к цепи, следовательно, ток на резисторе R2 увеличивается, вызывая более высокое падение напряжения на R2.
Восстанавливаемый электронный предохранитель - принципиальная схема:
Через предустановленные 100K и R1 это напряжение запускает SCR U1, который управляет реле RL1. Это отключает питание нагрузки и одновременно прекращает подачу питания на SCR. Следует снять перегрузку, выключить sw2 и снова включить его для сброса. Любой тиристор может использоваться для удовлетворения требований по напряжению и запуску затвора.
Потребность в электронном автоматическом выключателе
Традиционный автоматический выключатель состоит из биметаллической ленты для защиты от тока нагрузки и электромагнита для защиты от тока короткого замыкания. В случае перегрузки биметаллическая полоса изгибается, вызывая отпускание пружины с перемещением точки фиксации и, в конечном итоге, размыкание контактов MCB. Электромагнитная катушка создает на ней магнитодвижущую силу, когда через нее протекает большой ток, что приводит к смещению точки фиксации, и это снова размыкает контакты MCB. Таким образом, в случае перегрузки и короткого замыкания MCB отключается.
Однако у этого обычного миниатюрного автоматического выключателя есть несколько недостатков:
- Они довольно дороги и больше ток короткого замыкания, больше стоимость MCB.
- Биметаллическая полоса имеет тенденцию легко деформироваться из-за тепла или повышения температуры окружающей среды, что приводит к снижению допустимой токовой нагрузки выключателя.
- Из-за использования механических компонентов они более подвержены износу.
- Время срабатывания меньше.
Для преодоления всех этих проблем наиболее удобным решением является использование электронного автоматического выключателя или автоматического выключателя с автоматическим выключателем с электронным управлением. Он не включает в себя электромагнитную катушку, термополоску или какой-либо механический компонент.
Определение электронного автоматического выключателя
An электронный автоматический выключатель состоит из автоматического переключателя, управляемого обратной связью от нагрузки. Он основан на том факте, что в момент, когда ток слишком большой потребляется нагрузкой или слишком сильно протекает в линии, переключатель автоматически замыкается на некоторое время, а затем переключатель автоматически включается по истечении этого определенного периода времени. . Переключатель может быть силовым электронным переключателем, таким как SCR, или электромеханическим переключателем, например реле, который управляется любым элементом, чувствительным к току, например резистором. Это сверхбыстрое устройство отключения цепи использует последовательный резистор для измерения тока, и, когда он превышает установленное значение, соответствующее падение напряжения (на последовательном сопротивлении) также увеличивается. Это напряжение измеряется, выпрямляется до постоянного тока, а затем сравнивается с предварительно заданным напряжением компаратором для генерации выходного сигнала, который управляет реле через полевой МОП-транзистор для мгновенного отключения нагрузки. Механизм отключения очень быстрый, поскольку он основан на принципах измерения тока, а не на тепловых механизмах отключения, таких как MCB. Микроконтроллер может использоваться для отображения на ЖК-дисплее состояния выключателя.
Таким образом, с помощью этого устройства можно добиться сверхбыстрого отключения цепи, чтобы уберечь дорогостоящее оборудование от возможных повреждений. Используя эту уникальную концепцию, можно разработать прототип как проектную работу для студентов-электротехников.
Электронный автоматический выключатель работает по принципу механизма измерения тока. Он обеспечивает защиту как от перегрузки, так и от короткого замыкания, так как в любом случае контролируется ток в линии, и переключатель срабатывает в случае протекания сверхтока.
Рабочий пример простого электронного автоматического выключателя
Для измерения силы тока, протекающего через нагрузку, можно использовать токовый чувствительный элемент или резистор. Падение напряжения с резистора подается на неинвертирующий вход компаратора, а фиксированное напряжение подается на инвертирующий вывод компаратора. В случае нормальной работы (ток протекает при достаточном количестве нагрузок) падение напряжения на резисторе меньше фиксированного напряжения, а вход компаратора достаточно низкий, чтобы перевести полевой МОП-транзистор в выключенное состояние. Общий контакт реле подключается к нормально замкнутому контакту, и цепь замыкается на нагрузку, получающую ток от сети.
Однако при подключении дополнительной нагрузки ток через токовый чувствительный элемент увеличивается, что, в свою очередь, увеличивает падение напряжения на резисторе. В какой-то момент это падение напряжения больше, чем фиксированное напряжение, то есть вход на неинвертирующем выводе больше, чем на входе на инвертирующем выводе компаратора. Это вызывает высокий логический выход на компараторе с напряжением, достаточным для срабатывания полевого МОП-транзистора. По мере того, как полевой МОП-транзистор проводит ток, на катушку реле подается напряжение, и теперь общий контакт соединяется с нормально разомкнутым контактом. Это создает препятствие для прохождения тока, поскольку теперь цепь разомкнута, и нагрузки переключаются из-за отсутствия источника питания.
Преимущества электронного автоматического выключателя
- Электронные автоматические выключатели могут быть сконструированы так, чтобы отключаться при небольших перегрузках, и они не реагируют на броски тока.
- У них более быстрое время отклика, поскольку характеристики отклика зависят только от времени, за которое ток, проходящий через проводящий полупроводниковый переход, становится равным нулю.
- Они не страдают от проблем, связанных с износом обычных систем, поскольку используемые компоненты являются электронными.
- Они менее дороги, поскольку используемые компоненты легче, дешевле и просты в обслуживании.
Практические электронные автоматические выключатели
Электронный защитный выключатель от Phoneix
Он работает от источника питания 24 В постоянного тока и имеет концепцию мониторинга и удаленной сигнализации. Он состоит из дистанционного сброса. Он используется для защиты реле, программируемых контроллеров, двигателей, датчиков, исполнительных механизмов, клапанов и т. Д.
HFDE308032
Он поставляется с регулируемыми параметрами тока 15-80 А и состоит из регулируемой длительной настройки, короткой настройки времени и мгновенной настройки со встроенным сигналом состояния и аварийной сигнализацией.
Фото:
- Электрический предохранитель от Pragati продажи
- Автоматический выключатель NC100H от CIRTG
