Prekidač - potreba i definicija
Električna energija koja dolazi iz naše distribucijske mreže u našu kuću ili bilo koje drugo mjesto tvori veliki krug s vodovima koji se spajaju na elektranu i čine jedan kraj koji se naziva vruća žica, a vodovi koji se spajaju na tlo čine drugi kraj. Električni naboj teče između ove dvije linije i između njih se razvija potencijal. Spajanjem tereta (uređaja) koji pružaju otpor tom protoku naboja dovršava se puni krug i cijeli električni sustav u kući radi glatko sve dok uređaji imaju dovoljan otpor i ne uzrokuju prekomjernu struju. Kratki spoj ili previše naboja koji struji kroz krug ili iznenadni spoj žice vrućeg kraja na žicu za uzemljenje zagrijavali bi žice, što bi uzrokovalo požar. Da bi se spriječile takve situacije koristi se zaštita kruga koja u takvim uvjetima jednostavno prekida preostali krug.
Općenito postoje dva načina rješavanja ovog gore navedenog problema:
Osigurač . : Sastoji se od tanke žice zatvorene unutar kućišta. U slučaju prekomjerne struje, žica osigurača jednostavno izgori ili se raspadne uzrokujući pucanje kruga. Međutim, nisu pouzdani i žicu osigurača treba ručno mijenjati nakon što izgori. Stoga im se uglavnom ne daje prednost.
Prekidači : Drugi način zaštite kruga je osiguravanje zaustavljanja strujnog toka ili zaustavljanja napona na liniji, u slučaju prekomjerne struje. To se postiže automatskim radom prekidača koji prekida osjetnik prekomjerne struje ili bilo kakve smetnje, izolirajući tako liniju kvara iz cijelog kruga i ponovno se može uključiti za vraćanje rada. Povoljnije je jer omogućuje brzu identifikaciju zone kvara i brzu obnovu. Također je električki siguran u usporedbi s osiguračem.
Elektronički osigurač
Prije nego što ulazimo u detalje o elektroničkom prekidaču, pogledajmo elektronički osigurač.
Napon napona releja trebao bi biti jednak primijenjenom naponu, a trebao bi se koristiti kondenzator od 100uF, a struja koja prolazi kroz krug može se podesiti pomoću potenciometra od 100K. Ako se koristi osigurač, vrijednost R2 treba smanjiti. Dok je izrađen SW1, on dovodi L2 u strujni krug, pa struja na otporniku R2 raste, što uzrokuje veći pad napona na R2.
Elektronički osigurač koji se može resetirati - shema kruga:
Kroz unaprijed zadanih 100K i R1, ovaj napon aktivira SCR U1 koji upravlja relejem RL1. To prekida napajanje tereta i istodobno uklanja napajanje SCR-a. Preopterećenje treba ukloniti, a sw2 isključiti i ponovo uključiti za resetiranje. Bilo koji SCR može se koristiti za zadovoljavanje zahtjeva za napon i okidanje vrata.
Potreba za elektroničkim prekidačem
Tradicionalni minijaturni prekidač sastoji se od bimetalne trake za zaštitu od struje opterećenja i elektromagneta za zaštitu od struje kratkog spoja. U slučaju preopterećenja, bimetalna traka se savija uzrokujući oslobađanje opruge pomicanjem točke zasuna i na kraju otvaranje MCB kontakata. Elektromagnetska zavojnica razvija magnetomotivnu silu preko nje kad kroz nju teče velika struja, što uzrokuje pomicanje točke zasuna i to opet otvara MCB kontakte. Dakle, u slučaju preopterećenja i kratkog spoja, MCB se isključuje.
Međutim, postoji nekoliko nedostataka ovog konvencionalnog minijaturnog prekidača:
- Prilično su skupi i veća je struja kratkog spoja, veći je trošak MCB-a.
- Bimetalna traka nastoji se lako deformirati zbog topline ili povećanja temperature iz okoline što uzrokuje smanjenje trenutnog kapaciteta prekidača.
- Zbog mehaničkih komponenata koje se koriste, skloniji su trošenju.
- Vrijeme aktiviranja je sporije.
Da bi se prevladali svi ovi problemi, najprikladnije rješenje je korištenje elektroničkog prekidača ili prekidača koji uključuje elektronički upravljanu automatsku sklopku. Ne uključuje nikakvu elektromagnetsku zavojnicu, bilo koju termičku traku ili bilo koji mehanički dio.
Definiranje elektroničkog prekidača
An elektronički prekidač sastoji se od automatski upravljanog prekidača kojim upravlja povratna sprega tereta. Temelji se na činjenici da se u trenutku kada teret previše vuče od opterećenja ili previše teče u liniji, sklopka se automatski zatvara na neko vrijeme i sklopka se nakon tog određenog vremena automatski uključuje . Prekidač može biti energetski prekidač poput SCR-a ili elektromehanički prekidač poput releja, kojim upravlja bilo koji strujni osjetni element poput otpornika. Ovaj ultrabrzi uređaj za prekidanje strujnog kruga koristi serijski otpornik kako bi osjetio struju i dok ona premašuje zadanu vrijednost, odgovarajući pad napona (na serijskom otporu) također se povećava. Taj se napon osjeti, ispravi na istosmjernu struju, a zatim uspoređuje s unaprijed podešenim naponom kako bi se generirao izlaz koji pokreće relej kroz MOSFET za trenutno isključivanje tereta. Mehanizam okidanja vrlo je brz jer se temelji na trenutnim načelima osjetljivosti, a ne na mehanizmima okidanja temeljenim na toplini poput MCB. Mikrokontroler može se koristiti za prikaz zaslona na LCD-u o statusu prekidača.
Dakle, korištenjem ovog uređaja može se postići ultra brzo prekidanje strujnog kruga radi spašavanja skupe opreme od mogućih oštećenja. Korištenjem ovog jedinstvenog koncepta može se razviti prototip kao projektni rad za studente elektrotehnike.
Elektronički prekidač radi na principu trenutnog senzorskog mehanizma. Omogućuje zaštitu od preopterećenja i kratkog spoja, jer se u svakom slučaju nadzire struja kroz vod i prekidač se prekida u slučaju protoka prekomjerne struje.
Primjer rada jednostavnog elektroničkog prekidača
Element osjetnika za struju ili otpornik može se koristiti za određivanje količine struje koja teče kroz teret. Pad napona s otpornika daje se na neinvertirajući ulaz komparatora, a fiksni napon daje se na invertirajući terminal komparatora. U slučaju normalnog rada (struja koja teče s odgovarajućim brojem opterećenja), pad napona na otporniku manji je od fiksnog napona, a ulaz komparatora je dovoljno nizak da MOSFET dođe u isključeno stanje. Zajednički kontakt releja povezan je s normalno zatvorenim kontaktom, a krug je dovršen opterećenjem koje napaja struju iz mreže.
Međutim, kada je priključeno bilo koje dodatno opterećenje, struja kroz element osjetnika struje raste, što zauzvrat povećava pad napona na otporniku. U nekom trenutku vremena, taj pad napona je veći od fiksnog napona, tj. Ulaz na neinvertirajući terminal je veći od ulaza na invertirajućem terminalu komparatora. To uzrokuje visoki logički izlaz na usporedbi, s naponom dovoljnim da aktivira MOSFET u stanju. Kako MOSFET provodi, zavojnica releja se napaja i zajednički kontakt sada je spojen na normalno otvoren kontakt. To uzrokuje smetnje protoku struje jer je krug sada prekinut i opterećenja se prebacuju zbog nedostatka napajanja.
Prednosti elektroničkog prekidača
- Elektronički prekidači mogu biti dizajnirani za aktiviranje pri malim preopterećenjima i ne reagiraju na udarne struje.
- Oni imaju brže vrijeme odziva jer karakteristike odziva ovise samo o vremenu potrebnom da struja koja prolazi kroz provodni poluvodički spoj bude nula.
- Oni ne pate od problema s istrošenošću konvencionalnih sustava jer su korištene komponente elektroničke.
- Oni su jeftiniji jer su korištene komponente lakše, jeftinije i jednostavne za održavanje.
Praktični elektronički prekidači
Prekidač za elektroničku zaštitu by Phoneix
Radi s napajanjem od 24 V DC i dolazi s konceptom praćenja i daljinske signalizacije. Sastoji se od daljinsko upravljanog resetiranja. Koristi se za zaštitu releja, programabilnih regulatora, motora, senzora, aktuatora, ventila itd.
HFDE308032
Dolazi s prilagodljivim strujama 15-80 A, a sastoji se od podesive postavke za dugo vrijeme, postavke za kratko vrijeme i trenutne postavke s integriranim signalom statusa i alarmom.
Foto:
- Električni osigurač Pragati prodaja
- Automatski osigurač NC100H od CIRTG
