Devre Kesiciler Nasıl Çalışır?

Devre Kesici - İhtiyaç ve Tanım

Elektrik dağıtım şebekelerinden evimize veya başka herhangi bir yere gelen elektrik, sıcak tel adı verilen bir ucu oluşturan santrala bağlanan hatlar ve diğer ucu oluşturan toprağa bağlanan hatlar ile büyük bir devre oluşturur. Bu iki hat arasında elektrik yükü akar ve aralarında potansiyel gelişir. Bu şarj akışına direnç sağlayan yüklerin (cihazların) bağlanması, tüm devreyi tamamlar ve ev içindeki tüm elektrik sistemi, cihazlar yeterli dirence sahip olduğu ve aşırı akıma neden olmadığı sürece sorunsuz çalışır. Kısa devre veya devreden çok fazla yük akması veya sıcak uçlu telin topraklama kablosuna aniden bağlanması telleri ısıtarak yangına neden olabilir. Bu tür durumları önlemek için, bu tür durumlarda kalan devreyi basitçe kesen devre koruması kullanılır.

Genel olarak, yukarıdaki sorunu çözmenin iki yolu vardır:

Sigorta . : Bir kasa içine alınmış ince bir telden oluşur. Aşırı akım durumunda, sigorta teli yanar veya parçalanır ve devrenin kopmasına neden olur. Bununla birlikte, güvenilir değildirler ve sigorta teli yandıktan sonra manuel olarak değiştirilmelidir. Bu nedenle çoğunlukla tercih edilmezler.

Anahtarlar : Devre korumanın bir başka yolu, aşırı akım durumunda akım akışının durdurulmasını veya hatta voltaj beslemesinin durdurulmasını sağlamaktır. Bu, aşırı akımın veya herhangi bir arızanın algılanması üzerine açılan anahtarın otomatik çalışmasıyla yapılır, böylece arıza hattını tüm devreden izole eder ve çalışmayı eski haline getirmek için tekrar açılabilir. Arıza bölgesinin hızlı tanımlanmasına ve hızlı restorasyona izin verdiği için daha avantajlıdır. Ayrıca bir sigortaya kıyasla elektriksel olarak güvenlidir.

Elektronik Sigorta

Elektronik Devre kesici ile ilgili ayrıntılara girmeden önce, bir Elektronik sigortaya bir göz atalım.

Bir rölenin voltaj değeri uygulanan voltaja eşit olmalı ve 100 uF kondansatör kullanılmalı ve devreden geçen akım 100K potansiyometre kullanılarak ayarlanmalıdır. Sigorta kullanılıyorsa, R2 değeri düşürülmelidir. SW1 yapıldığında, L2'yi devreye getirir, dolayısıyla direnç R2 üzerindeki akım R2'de daha yüksek bir voltaj düşüşüne neden olur.

Sıfırlanabilir Elektronik Sigorta - Devre Şeması:

Önceden ayarlanmış 100K ve R1 aracılığıyla bu voltaj, RL1 rölesini çalıştıran SCR U1'i tetikler. Bu, beslemeyi yüke ayırır ve aynı zamanda SCR'ye beslemeyi kaldırır. Aşırı yük kaldırılmalı ve sıfırlamak için sw2 kapatılmalı ve tekrar açılmalıdır. Gerilim ve kapı tetikleme gereksinimlerini karşılamak için herhangi bir SCR kullanılabilir.

Elektronik Devre Kesici İhtiyacı

Geleneksel bir Minyatür Devre kesici, yük akımına karşı koruma sağlayan bimetalik bir şerit ve kısa devre akımına karşı koruma sağlayan bir elektromıknatıstan oluşur. Aşırı yükleme durumunda, bimetalik şerit bükülerek, mandal noktasının hareketi ile yayın serbest kalmasına ve sonunda MCB kontaklarının açılmasına neden olur. Elektromanyetik bobin, içinden büyük bir akım geçtiğinde, mandal noktasının yer değiştirmesine neden olan ve bu da MCB kontaklarını tekrar açan manyetomotor bir kuvvet geliştirir. Bu nedenle, aşırı yük ve kısa devre durumunda, MCB kapalı konuma geçer.

Bununla birlikte, bu geleneksel Minyatür Devre kesicinin birkaç dezavantajı vardır:

• Oldukça pahalıdırlar ve kısa devre akımı daha fazladır, MCB'nin maliyeti daha fazladır.
• Bimetalik şerit, ısıya veya çevredeki sıcaklık artışına bağlı olarak kolayca deforme olma eğilimindedir ve kesicinin akım kapasitesinde bir azalmaya neden olur.
• Kullanılan mekanik bileşenler nedeniyle, aşınma ve yıpranmaya daha yatkındırlar.
• Açma süresi daha yavaştır.

Tüm bu sorunların üstesinden gelmek için en uygun çözüm bir Elektronik Devre Kesici veya elektronik olarak kontrol edilen bir otomatik anahtar içeren bir devre kesici kullanmaktır. Herhangi bir elektromanyetik bobin veya herhangi bir termal şerit veya herhangi bir mekanik bileşen içermez.

Elektronik Devre Kesicinin Tanımlanması

Bir elektronik devre kesici yükten gelen geri beslemeyle kontrol edilen otomatik olarak çalıştırılan anahtardan oluşur. Akımın yükler tarafından çok fazla çekildiği veya hatta çok fazla aktığı anda, anahtarın bir süre için otomatik olarak kapatılması ve daha sonra anahtarın belirli bir süre sonra otomatik olarak açılması gerçeğine dayanmaktadır. . Anahtar, bir SCR gibi bir güç elektroniği anahtarı veya bir direnç gibi herhangi bir akım algılama elemanı tarafından kontrol edilen bir röle gibi bir elektromekanik anahtar olabilir. Bu ultra hızlı devre kesme cihazı, akımı algılamak için bir seri direnç kullanır ve ayarlanan değeri aşarken, karşılık gelen voltaj düşüşü (seri direnç boyunca) da artar. Bu voltaj algılanır, DC'ye doğrultulur ve daha sonra bir karşılaştırıcı tarafından önceden ayarlanmış bir voltajla karşılaştırılarak, yükü anında açmak için bir MOSFET aracılığıyla bir röleyi çalıştıran bir çıktı üretir. Açma mekanizması, MCB gibi termal tabanlı açma mekanizmalarından ziyade mevcut algılama ilkelerine dayandığından çok hızlıdır. Bir mikrodenetleyici Devre kesicinin durumu üzerine bir LCD ekranda görüntü almak için kullanılabilir.

Böylece, bu cihazı kullanarak, pahalı ekipmanı olası hasarlardan kurtarmak için ultra hızlı devre kesme sağlanabilir. Bu benzersiz konsepti kullanarak, elektrik mühendisliği öğrencileri için proje çalışması olarak bir prototip geliştirilebilir.

Bir elektronik devre kesici, akım algılama mekanizması prensibine göre çalışır. Hem aşırı yük hem de kısa devre koruması sağlar, çünkü her durumda hattan geçen akım izlenir ve aşırı akımın akması durumunda anahtar devreye girer.

Basit bir Elektronik Devre Kesicinin Çalışma Örneği

Yük boyunca akan akım miktarını algılamak için bir akım algılama elemanı veya bir direnç kullanılabilir. Dirençten voltaj düşüşü, komparatörün ters çevirmeyen girişine verilir ve komparatörün ters çevirme terminaline sabit bir voltaj verilir. Normal çalışma durumunda (yeterli sayıda yük ile akan akım), direnç boyunca voltaj düşüşü sabit voltajdan daha azdır ve karşılaştırıcı girişi MOSFET'in kapalı duruma gelmesine neden olacak kadar düşüktür. Rölenin ortak kontağı normalde kapalı kontağa bağlanır ve şebekeden akım beslemesi alan yük ile devre tamamlanır.

Bununla birlikte, herhangi bir ekstra yük bağlandığında, akım algılama elemanından geçen akım artar ve bu da direnç boyunca voltaj düşüşünü artırır. Zamanın bir noktasında, bu voltaj düşüşü sabit voltajdan fazladır, yani ters çevirmeyen terminaldeki giriş, karşılaştırıcının ters çevirme terminalindeki girişten daha fazladır. Bu, karşılaştırıcıda, MOSFET'i açık duruma getirmek için yeterli voltajla yüksek bir mantık çıkışına neden olur. MOSFET iletirken, röle bobini enerjilenir ve ortak kontak artık normalde açık kontağa bağlanır. Bu, devre artık kesildiği ve güç kaynağı eksikliği nedeniyle yükler değiştirildiği için akım akışında bir engele neden olur.

Elektronik Devre Kesicinin Avantajları

• Elektronik devre kesiciler, küçük aşırı yüklerde açma yapacak şekilde tasarlanabilir ve ani akımlara tepki vermezler.
• Yanıt özellikleri yalnızca iletken yarı iletken bağlantı noktasından geçen akımın sıfır olması için geçen süreye bağlı olduğundan daha hızlı yanıt süresine sahiptirler.
• Kullanılan bileşenler elektronik olduğundan, geleneksel sistemlerin aşınma ve yıpranma sorunlarından etkilenmezler.
• Kullanılan bileşenler daha hafif, daha az maliyetli ve bakımı kolay olduğundan daha ucuzdurlar.

Pratik Elektronik Devre Kesiciler

Phoneix Elektronik Koruma Anahtarı

24 V DC besleme ile çalışır ve bir izleme ve uzaktan sinyalleşme konseptiyle birlikte gelir. Uzaktan kumandalı bir sıfırlamadan oluşur. Röleleri, programlanabilir kontrolörleri, motorları, sensörleri, aktüatörleri, vanaları vb. Korumak için kullanılır.

HFDE308032

15-80 A ayarlanabilir akım özellikleri ile birlikte gelir ve ayarlanabilir uzun zaman ayarı, kısa zaman ayarı ve buna entegre durum sinyali ve alarm ile anlık ayarlardan oluşur.

Fotoğraf kredisi:

• Elektrik Sigortası Pragati satışları
• NC100H Devre Kesici CIRTG