Stroomonderbreker - behoefte en definitie
Elektriciteit die vanuit de elektriciteitsdistributienetten naar ons huis of andere plaatsen komt, vormt een groot circuit met de lijnen die zijn verbonden met de energiecentrale die het ene uiteinde vormen, de hete draad genoemd en de lijnen die met de aarde zijn verbonden, een ander uiteinde vormen. De elektrische lading stroomt tussen deze twee lijnen en er wordt potentiaal tussen ontwikkeld. De aansluiting van belastingen (apparaten) die weerstand bieden tegen deze stroom van lading, voltooit het volledige circuit en het hele elektrische systeem in het huis werkt soepel zolang de apparaten voldoende weerstand hebben en geen overstroom veroorzaken. Kortsluiting of te veel lading die door het circuit stroomt of een plotselinge verbinding van de hot-end-draad met de aardedraad zou de draden verhitten en brand veroorzaken. Om dergelijke situaties te voorkomen, wordt een circuitbeveiliging gebruikt die in dergelijke omstandigheden eenvoudig het resterende circuit afsluit.
Over het algemeen zijn er twee manieren om dit bovenstaande probleem op te lossen:
Lont : Het bestaat uit een dunne draad die in een behuizing zit. In het geval van een te hoge stroom, verbrandt de zekeringdraad eenvoudigweg of valt deze uiteen, waardoor het circuit breekt. Ze zijn echter niet betrouwbaar en de zekeringdraad moet handmatig worden vervangen zodra deze is doorgebrand. Ze hebben dus meestal niet de voorkeur.
Schakelaars : Een andere manier van circuitbescherming is door ervoor te zorgen dat de stroom wordt gestopt of dat de spanningstoevoer naar de lijn wordt gestopt, in geval van overstroom. Dit wordt gedaan door automatische bediening van de schakelaar die uitschakelt bij detectie van overstroom of een fout, waardoor de breuklijn van het hele circuit wordt geïsoleerd en opnieuw kan worden ingeschakeld om de werking te herstellen. Het is voordeliger omdat het een snelle identificatie van de breukzone en snel herstel mogelijk maakt. Het is ook elektrisch veilig in vergelijking met een zekering.
Elektronische zekering
Voordat we ingaan op de details over de elektronische stroomonderbreker, laten we eens kijken naar een elektronische zekering.
De nominale spanning van een relais moet gelijk zijn aan de toegepaste spanning en de condensator van 100uF moet worden gebruikt en de stroom die door het circuit gaat, kan worden aangepast met een 100K-potentiometer. Als een zekering wordt gebruikt, moet de R2-waarde worden verlaagd. Terwijl SW1 is ingeschakeld, brengt dat L2 naar het circuit, waardoor de stroom over de weerstand R2 toeneemt, wat een grotere spanningsval over R2 veroorzaakt.
Resetbare elektronische zekering - schakelschema:
Via de vooringestelde 100K en R1 activeert deze spanning de SCR U1 die het relais RL1 bedient. Hierdoor wordt de voeding naar de belasting verbroken en wordt tegelijkertijd de voeding naar de SCR verwijderd. De overbelasting moet worden verwijderd en sw2 moet worden uitgeschakeld en opnieuw worden ingeschakeld om te resetten. Elke SCR kan worden gebruikt om te voldoen aan de vereisten voor spanning en poortactivering.
Behoefte aan elektronische stroomonderbreker
Een traditionele miniatuurstroomonderbreker bestaat uit een bimetalen strip ter bescherming tegen belastingsstroom en een elektromagneet ter bescherming tegen kortsluitstroom. In geval van overbelasting buigt de bimetalen strip waardoor de veer vrijkomt met de beweging van het vergrendelingspunt en uiteindelijk het openen van de MCB-contacten. De elektromagnetische spoel ontwikkelt er een magnetomotorische kracht overheen wanneer er een grote stroom doorheen gaat, waardoor het grendelpunt wordt verplaatst en hierdoor worden de MCB-contacten weer geopend. Dus in geval van overbelasting en kortsluiting, schakelt de MCB uit.
Er zijn echter verschillende nadelen aan deze conventionele miniatuurstroomonderbreker:
- Ze zijn vrij duur en meer is de kortsluitstroom, meer zijn de kosten van de MCB.
- De bimetalen strip heeft de neiging gemakkelijk te vervormen als gevolg van hitte of temperatuurstijging van de omgeving, waardoor de stroomcapaciteit van de schakelaar afneemt.
- Omdat mechanische componenten worden gebruikt, zijn ze gevoeliger voor slijtage.
- De uitschakeltijd is langzamer.
Om al deze problemen op te lossen, is de handigste oplossing het gebruik van een elektronische stroomonderbreker of een stroomonderbreker met een elektronisch gestuurde automatische schakelaar. Er is geen elektromagnetische spoel of thermische strip of een mechanisch onderdeel bij betrokken.
Een elektronische stroomonderbreker definiëren
Een elektronische stroomonderbreker bestaat uit de automatisch bediende schakelaar die wordt aangestuurd door de feedback van de belasting. Het is gebaseerd op het feit dat op het moment dat de stroom te veel wordt getrokken door de belastingen of te veel in de lijn stroomt, de schakelaar automatisch een tijdje wordt gesloten en de schakelaar vervolgens automatisch wordt ingeschakeld na die bepaalde tijd. . De schakelaar kan een vermogenselektronische schakelaar zijn zoals een SCR of een elektromechanische schakelaar zoals een relais, die wordt bestuurd door een willekeurig stroomdetectie-element zoals een weerstand. Dit ultrasnelle circuitonderbrekingsapparaat gebruikt een serieweerstand om de stroom te detecteren en terwijl deze de ingestelde waarde overschrijdt, neemt ook de bijbehorende spanningsval (over de serieweerstand) toe. Deze spanning wordt gedetecteerd, gelijkgericht naar DC en vervolgens vergeleken met een vooraf ingestelde spanning door een comparator om een uitgang te genereren die een relais door een MOSFET stuurt om de belasting onmiddellijk uit te schakelen. Het uitschakelmechanisme is erg snel omdat het gebaseerd is op huidige detectieprincipes in plaats van op thermische gebaseerde uitschakelmechanismen zoals MCB. Een microcontroller kan worden gebruikt om een weergave op een LCD te krijgen van de status van de stroomonderbreker.
Door dit apparaat te gebruiken, kan dus een ultrasnelle circuitonderbreking worden bereikt om dure apparatuur tegen mogelijke schade te beschermen. Met dit unieke concept kan een prototype worden ontwikkeld als projectwerk voor elektrotechnische studenten.
Een elektronische stroomonderbreker werkt volgens het principe van het stroomdetectiemechanisme. Het biedt zowel bescherming tegen overbelasting als kortsluiting, aangezien in elk geval de stroom door de lijn wordt bewaakt en de schakelaar wordt geactiveerd in geval van overstroom.
Werkvoorbeeld van een eenvoudige elektronische stroomonderbreker
Een stroomsensorelement of een weerstand kan worden gebruikt om de hoeveelheid stroom die door de belasting vloeit te meten. De spanningsval van de weerstand wordt gegeven aan de niet-inverterende ingang van de comparator en een vaste spanning wordt gegeven aan de inverterende aansluiting van de comparator. In het geval van normale werking (stroom vloeit met een voldoende aantal belastingen), is de spanningsval over de weerstand minder dan de vaste spanning en is de comparator-ingang laag genoeg om de MOSFET uit te schakelen. Het gemeenschappelijke contact van het relais is verbonden met het normaal gesloten contact en het circuit wordt voltooid wanneer de belasting stroom krijgt van het lichtnet.
Wanneer echter een extra belasting is aangesloten, neemt de stroom door het stroomdetectie-element toe, wat op zijn beurt de spanningsval over de weerstand vergroot. Op een bepaald moment is deze spanningsval meer dan de vaste spanning, d.w.z. de ingang aan de niet-inverterende aansluiting is meer dan de ingang aan de inverterende aansluiting van de comparator. Dit veroorzaakt een hoge logische output bij de comparator, met een spanning die voldoende is om de MOSFET aan te zetten. Terwijl de MOSFET geleidt, wordt de relaisspoel bekrachtigd en is het gemeenschappelijke contact nu verbonden met een normaal open contact. Dit veroorzaakt een belemmering voor de stroomstroom omdat het circuit nu is verbroken en de belastingen worden geschakeld vanwege een gebrek aan stroomvoorziening.
Voordelen van elektronische stroomonderbreker
- Elektronische stroomonderbrekers kunnen worden ontworpen om te trippen bij kleine overbelastingen en reageren niet op inschakelstromen.
- Ze hebben een snellere reactietijd omdat de reactiekarakteristieken alleen afhangen van de tijd die nodig is voordat de stroom die door de geleidende halfgeleiderovergang gaat, nul is.
- Ze hebben geen last van de slijtageproblemen van de conventionele systemen, aangezien de gebruikte componenten elektronisch zijn.
- Ze zijn minder duur omdat de gebruikte componenten lichter en goedkoper zijn en gemakkelijk te onderhouden.
Praktische elektronische stroomonderbrekers
Elektronische beveiligingsschakelaar van Phoneix
Het werkt met een voeding van 24 V DC en wordt geleverd met een concept voor bewaking en signalering op afstand. Het bestaat uit een op afstand bediende reset. Het wordt gebruikt om relais, programmeerbare controllers, motoren, sensoren, actuatoren, kleppen enz. Te beschermen.
HFDE308032
Het wordt geleverd met instelbare stroomfuncties van 15-80 A en bestaat uit een instelbare instelling voor lange tijd, instelling voor korte tijd en onmiddellijke instelling met daarin geïntegreerd statussignaal en alarm.
Foto tegoed:
- Elektrische zekering door Pragati verkoop
- NC100H Circuit Breaker by CIRTG
