Întrerupător - Nevoia și definiția
Electricitatea care vine la noi în casă sau în orice alte locuri din rețelele de distribuție a energiei electrice formează un circuit mare cu liniile care se conectează la centrală formând un capăt numit fir fierbinte și liniile care se conectează la sol formând un alt capăt. Sarcina electrică curge între aceste două linii și potențialul este dezvoltat între ele. Conectarea sarcinilor (aparatelor) care oferă rezistență la acest flux de încărcare completează circuitul complet și întregul sistem electric din interiorul casei funcționează fără probleme atât timp cât aparatele au rezistență suficientă și nu provoacă supracurent. Scurtcircuitarea sau prea multă încărcare care curge prin circuit sau conexiunea bruscă a firului fierbinte la firul de masă ar încălzi firele, provocând un incendiu. Pentru a preveni astfel de situații se folosește o protecție a circuitului care pur și simplu întrerupe circuitul rămas în astfel de condiții.
În general, există două moduri de a rezolva această problemă de mai sus:
Siguranță . : Este format dintr-un fir subțire închis în interiorul unei carcase. În cazul unui curent excesiv, firul siguranței se arde sau se dezintegrează pur și simplu provocând ruperea circuitului. Cu toate acestea, acestea nu sunt fiabile, iar firul siguranței trebuie schimbat manual odată ce a ars. Astfel, ele nu sunt în mare parte preferate.
Comutatoare : Un alt mod de protecție a circuitului este asigurarea curgerii curentului oprit sau a sursei de tensiune la linie, în caz de supracurent. Acest lucru se face prin acționarea automată a comutatorului care declanșează detectarea supracurentului sau a oricărei defecțiuni, izolând astfel linia de defecțiune din întregul circuit și din nou poate fi pornită pentru a restabili operațiunea. Este mai avantajos, deoarece permite identificarea rapidă a zonei de avarie și restaurarea rapidă. De asemenea, este sigur electric comparativ cu o siguranță.
Siguranță electronică
Înainte de a intra în detalii despre întrerupătorul electronic, să aruncăm o privire la o siguranță electronică.
Tensiunea nominală a unui releu trebuie să fie egală cu tensiunea aplicată și trebuie utilizat condensatorul de 100uF, iar curentul care trece prin circuit poate fi reglat cu ajutorul unui potențiometru de 100K. Dacă se utilizează o siguranță, valoarea R2 ar trebui să fie redusă. În timp ce SW1 este realizat, acesta aduce L2 în circuit, prin urmare, curentul din rezistorul R2 crește, provocând o cădere de tensiune mai mare în R2.
Siguranța electronică resetabilă - Diagrama circuitului:
Prin presetarea 100K și R1, această tensiune declanșează SCR U1 care acționează releul RL1. Acest lucru deconectează alimentarea cu sarcina și, în același timp, elimină alimentarea cu SCR. Supraîncărcarea ar trebui îndepărtată și sw2 ar trebui să fie oprită și comutată din nou pentru resetare. Orice SCR poate fi utilizat pentru a îndeplini cerințele de declanșare a tensiunii și a porții.
Nevoia de întrerupător electronic
Un întrerupător tradițional miniatural constă dintr-o bandă bimetalică pentru a proteja împotriva curentului de sarcină și un electromagnet pentru a proteja împotriva curentului de scurtcircuit. În caz de supraîncărcare, banda bimetalică se îndoaie provocând eliberarea arcului cu mișcarea punctului de blocare și, eventual, deschiderea contactelor MCB. Bobina electromagnetică dezvoltă o forță magnetomotorie peste ea atunci când un curent mare curge prin ea, ceea ce face ca punctul de blocare să fie deplasat și acesta deschide din nou contactele MCB. Astfel, în caz de suprasarcină și scurtcircuit, MCB se declanșează în poziția off.
Cu toate acestea, există mai multe dezavantaje ale acestui întrerupător convențional în miniatură:
- Sunt destul de scumpe și mai mult este curentul de scurtcircuit, mai mult este costul MCB.
- Banda bimetalică tinde să se deformeze ușor datorită căldurii sau creșterii temperaturii din mediul înconjurător, provocând o reducere a capacității curente a întrerupătorului.
- Datorită utilizării componentelor mecanice, acestea sunt mai predispuse la uzură.
- Timpul de declanșare este mai lent.
Pentru a depăși toate aceste probleme, cea mai convenabilă soluție este utilizarea unui întrerupător electronic sau a unui întrerupător care implică un comutator automat controlat electronic. Nu implică nicio bobină electromagnetică sau vreo bandă termică sau orice componentă mecanică.
Definirea unui întrerupător electronic
Un întrerupător electronic constă din întrerupătorul acționat automat controlat de feedback-ul din sarcină. Se bazează pe faptul că, în momentul în care curentul este atras prea mult de sarcini sau prea mult curge în linie, comutatorul este închis automat pentru o perioadă și comutatorul este apoi pornit automat după o anumită perioadă de timp . Comutatorul poate fi un comutator electronic de putere ca un SCR sau un comutator electromecanic ca un releu, care este controlat de orice element de detectare a curentului, cum ar fi un rezistor. Acest dispozitiv ultra-rapid de rupere a circuitului folosește un rezistor de serie pentru a detecta curentul și, în timp ce depășește valoarea setată, crește și căderea de tensiune corespunzătoare (de-a lungul rezistenței seriei). Această tensiune este detectată, rectificată la CC și apoi comparată cu o tensiune prestabilită de către un comparator pentru a genera o ieșire care conduce un releu printr-un MOSFET pentru a declanșa sarcina instantaneu. Mecanismul de declanșare este foarte rapid, deoarece se bazează pe principiile actuale de detectare, mai degrabă decât pe mecanisme de declanșare bazate pe termice, cum ar fi MCB. Un microcontroler poate fi folosit pentru a obține un afișaj pe un LCD cu privire la starea întrerupătorului.
Astfel, prin utilizarea acestui dispozitiv, se poate realiza o întrerupere ultra-rapidă a circuitului pentru a economisi echipamentele scumpe de eventualele daune. Folosind acest concept unic, un prototip poate fi dezvoltat ca lucrare de proiect pentru studenții de inginerie electrică.
Un întrerupător electronic funcționează pe principiul mecanismului de detectare a curentului. Oferă protecție la suprasarcină și la scurtcircuit, deoarece, în orice caz, curentul prin linie este monitorizat, iar comutatorul se declanșează în cazul în care curge supracurent.
Exemplu de lucru al unui întrerupător electronic simplu
Un element de detectare a curentului sau un rezistor poate fi folosit pentru a detecta cantitatea de curent care curge prin sarcină. Căderea de tensiune de la rezistor este dată intrării neinversibile a comparatorului și o tensiune fixă este dată terminalului inversor al comparatorului. În cazul funcționării normale, (curentul care curge cu un număr adecvat de sarcini), căderea de tensiune peste rezistor este mai mică decât tensiunea fixă, iar intrarea comparatorului este suficient de mică pentru a provoca MOSFET-ul în stare oprită. Contactul comun al releului este conectat la contactul normal închis și circuitul este finalizat cu încărcarea care obține curentul de la rețea.
Cu toate acestea, atunci când este conectată orice sarcină suplimentară, curentul prin elementul de detectare a curentului crește, ceea ce la rândul său mărește căderea de tensiune pe rezistor. La un moment dat, această cădere de tensiune este mai mare decât tensiunea fixă, adică intrarea la terminalul neinversibil este mai mare decât intrarea la terminalul inversor al comparatorului. Acest lucru determină o ieșire logică ridicată la comparator, cu o tensiune suficientă pentru a declanșa MOSFET-ul în stare. Pe măsură ce MOSFET conduce, bobina releului devine energizată și contactul comun este acum conectat la contactul normal deschis. Acest lucru provoacă o piedică la curgerea curentului, deoarece circuitul este acum rupt și sarcinile sunt comutate din cauza lipsei de alimentare.
Avantajele întrerupătorului electronic
- Întreruptoarele electronice pot fi proiectate pentru a declanșa la supraîncărcări mici și nu reacționează la curenții de intrare.
- Au un timp de răspuns mai rapid, deoarece caracteristicile de răspuns depind doar de timpul necesar curentului care trece prin joncțiunea semiconductoare conductoare să fie zero.
- Nu suferă de uzura sistemelor convenționale, deoarece componentele utilizate sunt electronice.
- Sunt mai puțin costisitoare, deoarece componentele utilizate sunt mai ușoare și mai puțin costisitoare și ușor de întreținut.
Întrerupătoare electronice practice
Comutator electronic de protecție de la Phoneix
Funcționează cu o sursă de alimentare de 24 V DC și vine cu un concept de monitorizare și semnalizare la distanță. Acesta constă dintr-o resetare controlată de la distanță. Se folosește pentru protejarea releelor, controlerelor programabile, motoarelor, senzorilor, actuatoarelor, supapelor etc.
HFDE308032
Vine cu funcții de curent reglabile 15-80 A și constă din setarea de timp reglabilă, setarea timpului scurt și setarea instantanee cu semnal de stare și alarmă integrate.
Credit foto:
- Siguranță electrică de Pragati vanzari
- NC100H Circuit Breaker by CIRTG
