Схемы подключения трехфазных электродвигателей
Содержание:
- Условные обозначения на схемах
- Схема прямого включения электродвигателя
- Схема подключения электродвигателя через магнитный пускатель
- Реверсивная схема подключения электродвигателя (Как изменить направление вращения электродвигателя?)
О том как подключить трехфазный электродвигатель в однофазную сеть вы можете посмотреть здесь.
ВАЖНО! Перед подключением электродвигателя необходимо убедится в правильности схемы соединения обмоток электродвигателя в соответствии с его паспортными данными.
Условные обозначения на схемах
Магнитный пускатель (далее — пускатель) — коммутационный аппарат предназначенный для пуска и остановки двигателя. Управление пускателем осуществляется через электрическую катушку, которая выступает в качестве электромагнита, при подаче на катушку напряжения она воздействует электромагнитным полем на подвижные контакты пускателя которые замыкаются и включают электрическую цепь, и наоборот, при снятии напряжения с катушки пускателя — электромагнитное поле пропадает и контакты пускателя под действием пружины возвращаются в исходное положение размыкая цепь.
У магнитного пускателя есть силовые контакты предназначенные для коммутации цепей под нагрузкой и блок-контакты которые используются в цепях управления.
Контакты делятся на нормально-разомкнутые — контакты которые в своем нормальном положении, т.е. до подачи напряжения на катушку магнитного пускателя или до механического воздействия на них, находятся в разомкнутом состоянии и нормально-замкнутые — которые в своем нормальном положении находятся в замкнутом состоянии.
В новых магнитных пускателях имеется три силовых контакта и один нормально-разомкнутый блок-контакт. При необходимости наличия большего количества блок-контактов (например при сборке реверсивной схемы пуска электродвигателя), на магнитный пускатель сверху дополнительно устанавливается приставка с дополнительными блок-контактами (блок контактов) которая, как правило, имеет четыре дополнительных блок-контакта (к примеру два нармально-замкнутых и два нормально-разомкнутых).
Кнопки для управления электродвигателем входят в состав кнопочных постов, кнопочные посты могут быть однокнопочные, двухкнопочные, трехкнопочные и т.д.
Каждая кнопка кнопочного поста имеет по два контакта — один из них нормально-разомкнутый, а второй нормально-замкнутый, т.е. каждая из кнопок может использоваться как в качестве кнопки «Пуск» так и в качестве кнопки «Стоп».
Схема прямого включения электродвигателя
Данная схема является самой простой схемой подключения электродвигателя, в ней отсутствует цепь управления, а включение и отключение электродвигателя осуществляется автоматическим выключателем.
Главными достоинствами данной схемы является дешевизна и простота сборки, к недостаткам же данной схемы можно отнести то, что автоматические выключатели не предназначены для частого коммутирования цепей это, в сочетании с пусковыми токами, приводит к значительному сокращению срока службы автомата, кроме того в данной схеме отсутствует возможность устройства дополнительной защиты электродвигателя.
Схема подключения электродвигателя через магнитный пускатель
назначение и устройство, виды, пример описания
Важнейшим документом, описывающим работу того или иного оборудования, является принципиальная электрическая схема. Составляется она ещё на стадии проектирования, а уже позже на её базе собирается устройство или система. Выполняется эта схема согласно установленным стандартам в виде чертежа. Понимая, что и как изображено на ней, несложно разобраться в принципе работы конструкции и провести в случае необходимости ремонт или модернизацию.
Понятие и назначение
Для стандартизации и универсальности обозначений, различных радиоэлементов и электрических приборов был введён стандарт их изображения на схемах, что позволило довольно чётко различать узлы. Благодаря этому стало возможным не только подписывать их буквенно, но и графически.
В стандартизованных правилах указывается, что схема — это графически выполненный документ, на котором с помощью условных обозначений и графических изображений представляются части изделия и связи между ними. В зависимости от вида элементов, входящих в состав изображаемого изделия, схемы разделяются на следующие виды: электрические, гидравлические, кинематические и пневматические.
В свою очередь, их также принято разделять по назначению. Они могут быть:
- Структурными — изображаются в виде блок-схемы с указанием ключевых узлов с условно выполненными соединениями.
- Монтажными (печатны) — на них указывается точное место расположения деталей с разводкой их правильного соединения. Применительно к электросетям, например, проводка в доме, изображаются все комнаты, в которых показываются электрические точки, как к ним подводится электрокабель.
- Принципиальные — на них условно указываются все детали, контакты и электрические связи.
- Объединённые — содержат на одном листе, как правило, принципиальную и монтажную электрические схемы.
Следует отметить, что при проектировании изделия или электрической системы вначале создаётся блок-схема, затем принципиальная, а уже на основании её и монтажная. Но в радиолюбительстве для понимания работы устройства часто всё происходит наоборот.
Таким образом, совокупность изображений электрических деталей и приборов на одном документе с указанием их расположения относительно друг друга называют электрической схемой. Принципиальная же схема определяет полный состав электрических элементов и соединений, входящих в конструкцию какого-либо изделия.
Разработанные чертежи со схемой предназначены для изучения принципа работы устройства или электрической системы. Они часто используются при проведении профилактических и ремонтных работ. Умение читать и составлять план значительно упрощает объяснение и назначение используемого элемента в работе какого-либо прибора.
Стандарт обозначений
Для упорядоченности обозначений был введён ряд межгосударственных отраслевых стандартов (ГОСТ). Ранее на территории бывшего СССР они носили название государственных. Но после распада и образования Содружества независимых государств были переименованы с сохранением аббревиатуры. Так, основополагающим стандартом считается ГОСТ 2.702-2011 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Правила выполнения электрических схем». Распространяется он на все электрические схемы существующих и разрабатываемых изделий, а также различных энергетических конструкций. Базируется на следующих ГОСТ:
В этой документации исчерпывающе указываются виды изделий и стадии разработки. Отдельно рассмотрены основные положения при выполнении электрических схем (ГОСТ 2.702-75 ЕСКД) и условно графические, а также буквенные обозначения на них (ГОСТ 2.710-81, ГОСТ 2.709-89, ГОСТ 2.721-74).
Так, в ГОСТ 2.701-2008 даны определения часто используемым терминам:
- линия связи – отрезок, соединяющий части цепи или условно изображённую с ней деталь и обозначающий электрическую связь;
- позиционное обозначение – обязательное присвоение каждой детали или узлу информации, содержащей порядковый номер, наименование и параметр его характеризующий;
- установка – условное название объекта в энергетических конструкциях;
- устройство – соединение деталей и связей, образующих конструкцию;
- функциональная группа – объединение деталей определённого назначения;
- функциональная цепь – совокупность элементов или функциональных групп, объединённых линиями связей и образующих канал или тракт для реализации определённой цели;
- элемент – неотъемлемая часть схемы, выполняющая определённую функцию в конструкции, которая не может быть разделена на части, характеризующаяся собственным назначением и уникальным обозначением.
При этом указано, что схема электрическая – это документ, в котором содержатся условные изображения и обозначения составных частей изделия, работающих при помощи электрической энергии и обоюдной взаимосвязи. Причём эти планы могут выполняться как в бумажном виде, так и электронном.
Требования к составлению схем
Суть построения принципиального плана заключается в наглядности понятия процессов, происходящих в изделии. Поэтому главным требованием, предъявляемым к нему, является максимально удобное чтение изображения. Достигается это соблюдением следующих рекомендаций:
- Весь план разбивается на определённые функциональные группы, состав которых определяется совокупностью элементов, формирующих тот или иной промежуточный или оконечный сигнал. Иными словами, на выходе этой группы должна образовываться контрольная величина, например, уровень напряжения, переходной процесс, при этом детали, участвующие в его получении, группируются вблизи друг от друга.
- Элементы располагаются таким образом, чтобы их связывающие цепи не загромождали план. Соединительные линии должны быть без резких изломов и с наименьшим количеством пересечений. При этом следует чертить элементы в соответствии с их типовыми положениями.
- Группы, связанные между собой, располагаются последовательно слева направо или сверху вниз. Кроме этого, они должны соответствовать структурному изображению.
- Менее важные узлы, без которых возможна нормальная работа изделия, например, световая индикации, резервный блок, а также связи между ними вычерчиваются вокруг основной схемы.
- Состояния рисуемых элементов соответствуют положению, в котором они находятся при отключённом питании.
- Размеры вычерчиваемых элементов должны соответствовать пропорциям, установленным в документах стандартизации. Соединительные линии носят условный характер и не обязаны соответствовать реальным расположениям проводников.
Такой подход при начертании электротехнических принципиальных планов позволяет располагать графические элементы удобным способом, ведущим к лучшему комплексному восприятию.
Для того чтобы схема получалась компактной, были введены нормы, помогающие оптимизировать чертёж. Так, расстояние от точки соединения или пересечения до рисунка элемента принимается равным 5 мм, промежуток между контурами деталей делается 8−10 мм для горизонтального исполнения и 12−15 мм для вертикального. Блоки же располагаются на расстоянии друг от друга порядка 20−40 мм. Но следует понимать, что эти положения носят рекомендательный характер, и если из-за специфики устройства расстояния получаются другими, то уменьшать их и водить изломы считается нецелесообразно.
Элементы цепи
Любая электрическая схема состоит из совокупности соединений и деталей. Условно она часто разделяется на первичную часть и вторичную. В радиоэлектронике к первичной цепи относится силовая часть, а к вторичной – исполнительная. В электротехнике это разделение происходит по величине напряжения.
Так, к цепям главной схемы относят элементы, участвующие в выработке и преобразовании основного потока электроэнергии. Через них сигнал попадает на электрооборудование системы конечного энергоснабжения. К вторичным же электротехническим цепям относят участки, на которых мощность обычно не превышает одного киловатта. Они предназначены для осуществления контроля, измерения или учёта расхода энергии, управления работы приборов.
Все элементы, из которых состоит чертёж, принято разделять на три группы:
- блоки питания и генераторы сигналов;
- преобразователи энергии, чаще всего являющиеся приёмниками;
- элементы, обеспечивающие передачу электричества между частями цепи, то есть от источника энергии к конечному потребителю.
Участки, через которые проходят одинаковые токи, называются ветвями, а место соединения двух и более ветвей – узлом. В зависимости от количества замкнутых цепей в схеме, планы называются одно- и многоконтурными. Все детали, из которых состоит схема, обозначаются знаками. Их условно разделяют на электротехнические и электронные.
Принципы изображения
Система обозначения выполняется в соответствии с принятыми рекомендациями ГОСТ. Концевые выводы одиночно стоящего элемента подписываются цифрами или указанием его выводов буквенными обозначениями. Нумерация начинается от точки, подписанной меньшей цифрой.
Если на принципиальной электросхеме вычерчивается группа из одинаковых элементов, то их выводы на ней указываются следующим образом:
- перед цифрой рисуется буква, обозначающая признак элемента или фазу, например, С – конденсатор, T – транзистор, U, V, W – фазы в трёхфазной цепи;
- для одинаковых деталей или различных выходов одного элемента, например, микросхема или магазин сопротивлений, их выводы указываются двумя цифрами через точку;
- вся группа обводится пунктирной линией, обозначающей узел.
Схемы можно выполнять как в многолинейном, так и однолинейном изображении. Выводы частей или деталей, которые не задействованы в протекании тока, обозначаются короче, чем контакты используемых элементов. Различные цепи по функциональности отделяются толщиной линий. Но на плане не рекомендуется использовать более трёх толщин.
Для упрощения схемы разрешается объединение электрически не связанных цепей в линию групповой связи, но при переходе к деталям каждую линию выделяют отдельно. В случае разветвления соединителя на нём обозначается номер, но не менее двух раз.
На схеме также указывается:
- обозначение функциональной группы;
- упрощённое изображение электронного или электротехнического прибора в виде прямоугольника, в середине которого ставится его обозначение, номер на принципиальной схеме, название, класс.
Обозначения указываются сверху расположения элементов или с их небольшим смещением в правую часть, на свободных участках и без пересечения с другими условными обозначениями. При этом на чертеже могут указываться названия присоединения конца участка или начала.
Распространённые знаки
Открыв ГОСТ или справочник радиолюбителя, можно обнаружить, что условно-графических обозначений существует более нескольких сотен. И это неудивительно, так как, кроме множества радиодеталей и их подвидов, существуют изображения коммутационных устройств, разных типов проводов и кабелей, видов сигналов.
Поэтому их подробное указание займёт несколько листов, но для примера и понятия подхода выполнения изображений следует указать наиболее распространённые условные знаки, которые можно найти практически в любом описании электрической схемы.
Так, ключевые радиоэлементы обозначаются следующим образом:
Графическое обозначение в какой-то мере подчёркивает функциональное назначение того или иного электронного прибора. Индуктивность выполняется в виде витков катушки, конденсатор – параллельных линий, подчёркивающих использование обкладок и диэлектрического слоя. Стрелки, используемые на чертежах, обозначают направление протекания тока или преобразованной энергии.
Не исключением являются обозначения, используемые для указания элементов электропроводки. Они также стандартизированы. Разбирающемуся человеку несложно понять, каким образом устроена принципиальная схема и из каких частей она состоит. При этом содержание щитков также имеет своё обозначение. Так, автоматические выключатели, устройства защитного отключения изображаются в виде группы переключающихся контактов с указанием буквенного кода.
Для обозначений различных форм и полярности электрических сигналов используются простые линии, изображающие их вид. Например, постоянный сигнал чертится прямой линией, а переменной частоты — волнистой. Высокочастотный — тремя волнистыми полосками, располагающимися друг под другом. Прямоугольный импульс или остроугольный соответственно прямоугольником (буква П) или треугольником без основания.
Немалое значение в обозначениях отведено проводам, кабелям и экранам. В частности, на рисунке указывается полная или частичная экранированность провода, его соединение с землёй, ответвление и соединение. При этом сами значки могут выполняться разным цветом, чтобы визуально легче было воспринимать, к какой группе относятся соединители.
Чтение документа
Зная, какие бывают значки, и разбираясь, что они обозначают, несложно будет прочитать и понять любую принципиальную схему. Так как принципиальная схема не что иное, как графическое отображение входящих в устройство всех его элементов со связывающими проводниками. Она является основным документом при разработке любой системы электрических цепей или электронного устройства. Поэтому любой даже начинающий электрик или радиолюбитель должен уметь её читать. Именно правильное понимание чертежа помогает осваивать азы конструирования, а мастерам быстро и эффективно восстанавливать поломки.
В первую очередь, изучаются элементы, входящие в состав изделия или системы. На схеме отмечаются основные узлы и их назначение. Отдельно изучается каждый узел. Если к схеме нет сопроводительных пояснений, описывающих её работу, на основании начерченных деталей разбирается самостоятельно её принцип действия. Для этого используются справочники или даташиты, выпускаемые производителями деталей. В них обычно подробно указывается, каким способом может использоваться их элемент в электрической цепи с видами его включения и параметрами.
Во вторую очередь, обращается внимание на уточняющую информацию, указанную возле каждого элемента и ключевых точек схемы. Благодаря ей несложно будет определить, какая деталь используется в этом месте или как изменяется сигнал после прохождения определённого узла.
Например, биполярный транзистор имеет как минимум три вывода. При этом для определения его подключения к электрическим связям используют буквенное обозначение базы элемента. Если вид детали непонятен, следует обратить внимание на его название и порядковый номер в схеме. Запомнив эти сведения, идентифицировать элемент, возможно, с помощью спецификации. Это отдельный документ или указываемая рядом возле схемы таблица, содержащая перечень всех компонентов, используемых для конструирования прибора или цепи.
Непосредственно чтение схемы происходит слева направо и начинается от места подачи входного сигнала на устройство. Далее, отслеживается путь его прохождения по электрическим связям, вплоть до выхода изделия или системы.
Пример с описанием
При небольшом опыте работы с электрическими цепями есть смысл начать изучение с простых схем. Их можно придумать самостоятельно, постепенно увеличивая функциональность. Например, классическая схема аналогового блока питания со стабилизируемым напряжением на выходе:
- ~ 220 В — напряжение, поступающее на схему в вольтах.
- 5…14 В — разность потенциалов которая может быть получена на выходе устройства.
- + — соответствует прямому направлению прохождения тока.
- — — обозначает путь обратного тока.
- T — трансформатор с заземлённой обмоткой.
- S1 — кнопка коммутирования 220 В.
- VDS1 — диодный мост.
- КР142ЕН5А — стабилизирующую микросхему.
- R2 — регулируемое сопротивление.
- VT3, VT4 — выходные транзисторы.
Все остальные элементы играют второстепенную роль, но при этом также важны для обеспечения стабильного сигнала на выходе. Как видно из схемы, напряжение питания из переменной сети 220 вольт через предохранитель 5 А и кнопку S1 поступает на трансформатор. С него сигнал идёт на диодный мост, собранный из четырёх выпрямителей. На его выходе образуется постоянное напряжение требуемого значения, при этом паразитная переменная составляющая убирается с помощью конденсаторов C1 и C2.
Стабилизатор VR1, согласно даташиту, выдаёт на выходе стабильную амплитуду напряжения равную пяти вольтам. Для того чтобы его можно было изменять, введена обратная электрическая связь. То есть его вывод под №8 подключён через управляемый резистор к минусу схемы (земле). Это позволяет с помощью изменения его сопротивления менять величину сигнала на выходе микросхемы. Транзисторы, подключённые к выходу своими базами, являются не чем иным, как эмиттерным повторителем, позволяющим увеличить мощность источника питания.
Важно для правильного восприятия схемы не только понимать символы, но и разбираться в назначении различных электронных и радиотехнических элементов. Тогда без особого труда можно будет определить вид и форму сигнала в любой точке принципиальной схемы, что поможет при ремонте или усовершенствовании электрического устройства или цепи.
Схема управления пускателем с двух мест
Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».
После публикации статьи про схему подключения магнитного пускателя мне очень часто стали приходить вопросы о том, как осуществить управление двигателем с двух или трех мест.
И не удивительно, ведь такая необходимость может возникнуть довольно часто, например, при управлении двигателем из двух разных помещений или в одном большом помещении, но с противоположных сторон или на разных уровнях высот, и т.п.
Вот я и решил написать об этом отдельную статью, чтобы вновь обратившимся с подобным вопросом каждый раз не объяснять, что и куда необходимо подключить, а просто давать ссылочку на эту статью, где все подробно разъяснено.
Итак, у нас имеется трехфазный электродвигатель, управляемый через контактор с помощью одного кнопочного поста. Как собрать подобную схему я очень подробно и досконально объяснял в статье про схему подключения магнитного пускателя — переходите по ссылочке и знакомьтесь.
Вот схема подключения магнитного пускателя через один кнопочный пост для приведенного выше примера:
Вот монтажный вариант этой схемы.
Будьте внимательны! Если у Вас линейное (межфазное) напряжение трехфазной цепи составляет не 220 (В), как в моем примере, а 380 (В), то схема будет выглядеть аналогично, только катушка пускателя должна быть на 380 (В), иначе она сгорит.
Также цепи управления можно подключить не с двух фаз, а с одной, т.е. использовать какую-нибудь одну фазу и ноль. В таком случае катушка контактора должна иметь номинал 220 (В).
Схема управления двигателем с двух мест
Я немного изменил предыдущую схему, установив для силовых цепей и цепей управления отдельные автоматические выключатели.
Для моего примера с маломощным двигателем это не было критической ошибкой, но если у Вас двигатель гораздо бОльшей мощности, то такой вариант будет не рациональным и в некоторых случаях даже не осуществимым, т.к. сечение проводов для цепей управления в таком случае должно быть равно сечению проводов силовых цепей.
Предположим, что силовые цепи и цепи управления подключены к одному автомату с номинальным током 32 (А). В таком случае они должны быть одного сечения, т.е. не менее 6 кв.мм по меди. А какой смысл для цепей управления использовать такое сечение?! Токи потребления там совсем мизерные (катушка, сигнальные лампы и т.п.).
А если двигатель будет защищен автоматом с номинальным током 100 (А)? Представьте тогда, какие сечения проводов необходимо будет применить для цепей управления. Да они просто напросто не влезут под клеммы катушек, кнопок, ламп и прочих устройств низковольтной автоматики.
Поэтому, гораздо правильнее будет — это установить отдельный автомат для цепей управления, например, 10 (А) и применить для монтажа цепей управления провода сечением не менее 1,5 кв.мм.
Теперь нам нужно в эту схему добавить еще один кнопочный пост управления. Возьму для примера пост ПКЕ 212-2У3 с двумя кнопками.
Как видите, в этом посту все кнопки имеют черный цвет. Я все же рекомендую для управления применять кнопочные посты, в которых одна из кнопок выделена красным цветом. Ей и присваивать обозначение «Стоп». Вот пример такого же поста ПКЕ 212-2У3, только с красной и черной кнопками. Согласитесь, что выглядит гораздо нагляднее.
Вся суть изменения схемы сводится к тому, что кнопки «Стоп» обоих кнопочных постов нам необходимо подключить последовательно, а кнопки «Пуск» («Вперед») параллельно.
Назовем кнопки у поста №1 «Пуск-1» и «Стоп-1», а у поста №2 — «Пуск-2» и «Стоп-2».
Теперь с клеммы (3) нормально-закрытого контакта кнопки «Стоп-1» (пост №1) делаем перемычку на клемму (4) нормально-закрытого контакта кнопки «Стоп-2» (пост №2).
Затем с клеммы (3) нормально-закрытого контакта кнопки «Стоп-2» (пост №2) делаем две перемычки. Одну перемычку на клемму (2) нормально-открытого контакта кнопки «Пуск-1» (пост №1).
А вторую перемычку на клемму (2) нормально-открытого контакта кнопки «Пуск-2» (пост №2).
И теперь осталось сделать еще одну перемычку с клеммы (1) нормально-открытого контакта кнопки «Пуск-2» (пост №2) на клемму (1) нормально-открытого контакта кнопки «Пуск-1» (пост №1). Таким образом мы подключили кнопки «Пуск-1» и «Пуск-2» параллельно друг другу.
Готово.
Вот собранная схема и ее монтажный вариант.
Теперь управлять катушкой контактора, а также самим двигателем можно с любого ближайшего для Вас поста. Например, включить двигатель можно с поста №1, а отключить с поста №2, и наоборот.
О том, как собрать схему управления двигателем с двух мест и принцип ее работы предлагаю посмотреть в моем видеоролике:
Ошибки, которые могут возникнуть при подключении
Если перепутать, и подключить кнопки «Стоп» не последовательно друг с другом, а параллельно, то запустить двигатель можно будет с любого поста, а вот остановить его уже на вряд ли, т.к. в этом случае необходимо будет нажимать сразу обе кнопки «Стоп».
И наоборот, если кнопки «Стоп» собрать правильно (последовательно), а кнопки «Пуск» последовательно, то двигатель запустить не получится, т.к. в этом случае для запуска нужно будет нажимать одновременно две кнопки «Пуск».
Схема управления двигателем с трех мест
Если же Вам необходимо управлять двигателем с трех мест, то в схему добавится еще один кнопочный пост. А далее все аналогично: все три кнопки «Стоп» необходимо подключить последовательно, а все три кнопки «Пуск» параллельно друг другу.
Монтажный вариант схемы.
Если же Вам необходимо осуществлять реверсивный пуск асинхронного двигателя с нескольких мест, то смысл остается прежним, только в схему добавится, помимо кнопок «Стоп» и «Пуск» («Вперед»), еще одна кнопка «Назад», которую необходимо будет подключить параллельно кнопке «Назад» другого поста управления.
Рекомендую: на постах управления, помимо кнопок, выполнять световую индикацию наличия напряжения цепей управления («Сеть») и состояние двигателя («Движение вперед» и «Движение назад»), например, с помощью тех же светодиодных ламп СКЛ, про преимущества и недостатки которых я не так давно Вам подробно рассказывал. Примерно вот так это будет выглядеть. Согласитесь, что смотрится наглядно и интуитивно понятно, особенно когда двигатель и контактор находятся далеко от постов управления.
Как Вы уже догадались, количество кнопочных постов не ограничивается двумя или тремя, и управление двигателем можно осуществлять и с бОльшего числа мест — это все зависит от конкретных требований и условий рабочего места.
Кстати, вместо двигателя можно подключить любую нагрузку, например, освещение, но об этом я расскажу Вам в следующих своих статьях.
P.S. На этом, пожалуй и все. Спасибо за внимание. Есть вопросы — спрашивайте?!
Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:
Электрические схемы автоматического выключателя
— Do-it-yourself-help.com
По коду количество проводов, разрешенных в коробке, ограничено в зависимости от размера коробки и калибра провода. Рассчитайте общее количество проводов, разрешенных в коробке, перед добавлением новой проводки и т. Д. Перед началом электромонтажных работ ознакомьтесь с местными нормативными актами и требованиями разрешений. Пользователь этой информации несет ответственность за соблюдение всех применимых норм и передовых методов при выполнении электромонтажных работ. Если пользователь не может самостоятельно выполнить электромонтажные работы, следует проконсультироваться с квалифицированным электриком.Как читать эти диаграммы
На этой странице приведены электрические схемы для распределительной коробки сервисной панели и автоматических выключателей, включая: 15 ампер, 20 ампер, 30 ампер и 50 ампер, а также выключатель GFCI и изолированную цепь заземления.
Схема электрических соединений распределительной коробки выключателяНа этой схеме показаны некоторые из наиболее распространенных цепей, встречающихся в типовой коробке сервисной панели автоматического выключателя на 200 А. Выключатели устанавливаются в панели так, чтобы контакт был с одной из двух горячих шин, идущих по середине коробки.Горячий провод для ответвленной цепи подключается к выключателю с помощью установочного винта на основании. Нейтральный и заземляющий провода цепи подключены к шине, расположенной сбоку от коробки сервисной панели. Шины нейтрали и заземления в панели могут быть отдельными или, в случае старых сервисных панелей, одна и та же шина может использоваться для обеих целей.
Электропроводка для автоматического выключателя на 15 А, 120 В
На этой электрической схеме показана установка автоматического выключателя на 15 А для ответвленной цепи на 120 В.Кабель 14/2 AWG для этой схемы включает 2 проводника и 1 провод заземления. Схема на 15 А обычно используется для розеток на стене и осветительных приборов в помещении.
Электропроводка для двух автоматических выключателей на 20 А, 120 В
На этой схеме показана схема двойной розетки на 20 А, 120 В с общим нейтральным проводом. Такое расположение обычно используется на кухне, где необходимы две отдельные цепи электроприборов в непосредственной близости друг от друга.
Электропроводка для автоматического выключателя на 20 А, 240 В
Эта электрическая схема автоматического выключателя иллюстрирует установку автоматического выключателя на 20 А для цепи на 240 В.Кабель сечением 12/2 для этой цепи включает 2 проводника и 1 заземление. Белый провод используется в этой цепи в качестве горячего и отмечен черной лентой на обоих концах, чтобы идентифицировать его как таковой. Нейтральный провод в этой схеме не используется. Выделенная схема на 20 ампер, подобная этой, используется для тяжелой бытовой техники, такой как большие портативные оконные кондиционеры.
Электропроводка для старого автоматического выключателя на 30 А, 240 В
Это устаревшая схема, которая все еще может использоваться в некоторых ситуациях.Эта проводка предназначена для автоматического выключателя на 30 А, обслуживающего розетку на 30 А, 240 В. Кабель 10/3 для этой схемы имеет 3 проводника и не имеет заземления. Подобная схема на 30 А может быть найдена в старых установках для сушилок для одежды, а также, возможно, в кухонных плитах.
Схема подключенияАвтоматический выключатель на 30 А, 240 В
Это схема нового автоматического выключателя на 30 А, который должен обслуживать розетку осушителя на 30 А. Это обновление устаревшей схемы на 30 А на предыдущей схеме.
Этот выключатель подключается к розетке на 30 А кабелем 10/3, а заземляющий провод включен для защиты от поражения электрическим током, которого нет в старой схеме.
Электропроводка для автоматического выключателя на 50 А, 240 В
Эта электрическая схема иллюстрирует установку автоматического выключателя на 50 А для цепи 240 В. Кабель калибра 6 для этой схемы имеет 3 провода и 1 заземление. Такая схема на 50 ампер используется для новых установок кухонной плиты.
Подключение прерывателя цепи GFCI
На этой схеме показано подключение выключателя со встроенным прерывателем цепи замыкания на землю или GFCI.Этот выключатель на 20 А, 120 В представляет собой разновидность GFCI, которая может быть установлена на источнике цепи. Такой тип контура используется в посудомоечных машинах, гидромассажных ваннах и других местах, где вероятен контакт с водой.
Проводка для изолированной цепи заземления 15 А
Розетка с изолированным заземлением использует дополнительный провод для обеспечения отдельного, выделенного заземления в цепи. В цепи на 15 А для этой цели используется красный провод в кабеле 14/3, отмеченный зеленым на обоих концах. Он подключается к заземляющей клемме розетки.Остальные провода кабеля подключаются так же, как и к любой другой ответвленной цепи, за исключением провода заземления. Оголенный медный провод заземления НЕ подключается к розетке, вместо этого он подключается к заземляющей клемме внутри металлической распределительной коробки, где находится розетка.
Для этой цепи требуется специальная розетка с изолированным заземлением, которую можно определить по оранжевому цвету и небольшому треугольнику, отпечатанному на лицевой стороне. При подключении проводов изолированный провод заземления (красный провод, изображенный здесь) промаркирован зеленой лентой или краской на каждом конце и подключен к шине заземления на сервисной панели и к клемме заземления на розетке.
Это устройство используется для компьютеров и чувствительного аудио / видео оборудования, такого как домашний кинотеатр, для устранения шумовых помех в аудио- и видеовыходах, которые могут быть вызваны случайной электрической активностью на заземляющих проводах всей электрической системы дома. Они также необходимы в больницах, где на чувствительные медицинские мониторы могут влиять помехи заземления в проводке, которые могут нарушить их критически важные функции.
Больше похожих на это в справке «Сделай сам».com
Принципиальная схема электронного автоматического выключателяКолебания напряжения всегда были проблемой и являются причиной большинства отказов в устройствах переменного тока. Будь то обычный бытовой прибор, такой как тостер, или высокопроизводительный промышленный станок, такой как ЧПУ, все имеет номинальное напряжение, только на котором оно будет работать без каких-либо проблем с максимальной эффективностью. К сожалению, наши внутренние / промышленные линии не могут обеспечить нам это номинальное напряжение по разным причинам, поэтому в этом проекте мы собираемся построить простой электронный автоматический выключатель , который мог бы запускать реле для отключения нагрузки при обнаружении высокого / низкого напряжения. .
Этот проект разработан на базе известного операционного усилителя LM358. Мы собираемся заставить операционный усилитель работать в дифференциальном режиме, таким образом заставляя его сравнивать текущее напряжение с заданным напряжением. Весь проект можно построить на макете (кроме линий электропередач) и запустить в работу в кратчайшие сроки. Итак, приступим …
Компоненты, необходимые для автоматического выключателя:
- LM358 (двухкамерный операционный усилитель)
- 7805 (регулятор + 5В)
- Понижающий трансформатор 12 В
- Реле 5 В
- BC547 (2 номера)
- 10K переменный POT
- 1К, 2К, 2.Резисторы 2K, 10K, 5.1K
- Конденсаторы 100 мкФ, 10 мкФ, 0,1 мкФ
- Диодный мост
- Соединительные провода
- Хлебная доска
Схема:
Полная принципиальная схема электронного автоматического выключателя представлена на изображении ниже. Читайте дальше для объяснения того же.
Описание цепи:
Как показано выше на схеме выключателя , это действительно просто и состоит всего лишь из набора резисторов, конденсаторов и прочего.Но что на самом деле происходит за всем этим. Как выбираются значения компонентов и какова их роль здесь?
Я попытался ответить на этот вопрос, разбив их на сегменты и объяснив их ниже.
Силовая часть:
Операционный усилитель является сердцем схемы электронного автоматического выключателя . Нам нужен стабилизированный источник питания 5 В для питания этого операционного усилителя. Также нам нужно подать текущее напряжение (напряжение в любой конкретный момент) на операционный усилитель.Операционный усилитель может работать только с напряжением до 5 В, поскольку он питается от 5 В. Следовательно, нам необходимо преобразовать входное переменное напряжение (220 В переменного тока) в 0-5 В постоянного тока.
Итак, приведенная выше схема решает две задачи.
- Обеспечить постоянное напряжение 5 В для питания схемы
- Отображает входное напряжение переменного тока до 0-5 В для операционного усилителя
Для этого мы использовали понижающий трансформатор 12 В, который преобразует 220 В переменного тока в 12 В переменного тока, затем мы выпрямляем его с помощью диодного моста до 12 В постоянного тока (приблизительно), а затем регулируем напряжение до 5 В с помощью регулятора напряжения 7805.Любые изменения входного напряжения повлияют на значение напряжения на выходной стороне диодного моста. Следовательно, это напряжение можно рассматривать как «текущее напряжение» сети переменного тока. Используя резистор 5,1 кОм и POT 10 кОм (образующий делитель потенциала), мы отобразили напряжение между 0-5 В.
Секция операционного усилителя:
В этом разделе происходит сравнение. У нас есть два подразделения в секции операционных усилителей. Один используется для сравнения «текущего напряжения» со значением высокого напряжения, а другой — для сравнения со значением низкого напряжения.Оба раздела показаны на изображении ниже.
Схема операционного усилителя, показанная выше, представляет собой дифференциальный режим операционного усилителя. Операционный усилитель действительно является рабочей лошадкой для большинства электронных схем, он имеет множество режимов работы и приложений, таких как суммирование, вычитание, усиление и т. Д. Мы использовали его в качестве компаратора напряжения.
Так что же такое компаратор напряжения и зачем он нам нужен?
Компаратор напряжения в нашем случае сравнивает напряжение между контактами 3 и 2, и если напряжение на контакте 3 больше, чем на контакте 2, то выход на контакте 1 становится высоким (3.6 В), иначе на выходе будет 0 В. Мы сравниваем «текущее напряжение» с предварительно установленным высоким и низким напряжением, чтобы получить триггер высокого / низкого напряжения.
В схеме, показанной выше, порог низкого напряжения установлен на выводе 2 с помощью резисторов 1K и 2K. Порог высокого напряжения устанавливается на выводах 5 с помощью резисторов 1К и 2,2К.
Использование этих резисторов образует делитель потенциала и обеспечивает отсечку низкого напряжения 3,33 В и отсечку высокого напряжения 3,43 В. Это означает, что только если «текущее напряжение» находится в пределах 3.От 33 В до 3,43 В на обоих операционных усилителях будет высокий уровень.
Примечание: я установил пороговые напряжения на уровне 3,33 В и 3,43 В, так как мое верхнее отключение было 230 В, а отключение любовника было 220 В. Вы можете установить их соответствующим образом, а затем откалибровать схему, используя потенциометр 10K для управления «текущим напряжением».
Секция реле:
Это место, куда мы подключаем нагрузку переменного тока. Реле используется для включения / выключения нагрузки переменного тока.
Как обсуждалось в разделе операционных усилителей.Оба операционных усилителя будут иметь высокий уровень только в том случае, если напряжение находится между пределами отсечки высокого и низкого напряжения. Таким образом, мы должны включать нагрузку переменного тока, только если на обоих выходах операционного усилителя высокий уровень. Здесь « триггер низкого напряжения » и « триггер высокого напряжения » являются выходами контактов 1 и 7 соответственно.
Только если оба высоки, реле будет заземлено и сработает. Нагрузка переменного тока (здесь лампа) подключена через реле. Для ограничения тока используется резистор 1 кОм.
Когда вы поймете, как работает схема, заставить ее работать не будет проблемой. Просто подключите цепи и используйте потенциометр 10K, чтобы установить «текущее напряжение» между вашим «триггером высокого напряжения» и «триггером низкого напряжения». Теперь, если есть какое-либо изменение в основном напряжении переменного тока, любой из вашего операционного усилителя станет низким, и ваше реле выключится, тем самым отключив подключенную к нему нагрузку.
Вы также можете использовать прикрепленный здесь файл моделирования для проверки / модификации вашей схемы на основе ваших пороговых значений высокого или низкого напряжения.
В моделировании используется потенциометр для изменения входного напряжения и зеленый светодиод в качестве нагрузки. Вы также можете контролировать значения напряжения на каждой клемме, что поможет вам лучше понять схему.
Надеюсь, вам понравился этот автоматический выключатель проекта и вы поняли, что за ним стоит. Полную работу проекта можно увидеть на видео ниже.
Этот проект страдает следующими недостатками, которые вы, возможно, захотите учесть на всякий случай, если это для вас значит.
- Измеренное здесь напряжение не является среднеквадратичным напряжением. Значение также подвержено пикам и колебаниям
- Ваша нагрузка может испытывать эффект переключения, если напряжение падает / возрастает постепенно (в большинстве случаев этого не происходит).
- Не подключайте нагрузки, потребляющие ток более 5А. Скорее всего, это убьет ваше реле и его драйвер.
Вы также можете проверить этот аналогичный проект, чтобы узнать больше: Обнаружение высокого / низкого напряжения с помощью микроконтроллера PIC
Электронный автоматический выключатель— Принципиальная электрическая схема и работа
Электронный автоматический выключатель — Принципиальная схема, работа и применение
Устройство переменного тока, которое мы используем в наших домах, обычно имеет ограничение по току и напряжению.Эти пороговые напряжение и ток называются номинальными параметрами устройства и представляют собой измерения, указанные производителями, в диапазоне которых устройство будет работать должным образом. Не только номинальное напряжение и ток, необходимые для наиболее оптимальных условий эксплуатации, они также являются измерениями, при превышении которых устройство может быть повреждено. Неисправное устройство иногда вредит другим устройствам, подключенным к той же сети.
Эти проблемы возникают из-за колебаний напряжения, которые мы получаем от нашей электросети, и обычно неизбежны.Эти скачки напряжения ответственны за повреждение многих электронных устройств, от небольших электронных устройств в наших домах до больших высокопроизводительных промышленных машин. В статье рассказывается, как сделать электронный автоматический выключатель , который использовал бы свою схему таким образом, чтобы уберечь наши устройства от внезапных скачков напряжения и отключать нагрузку от сети.
Принципиальная схема электронного автоматического выключателя
Принципиальная схема этой цепи приведена ниже:
Компоненты , необходимые для электронного выключателя
- Операционный усилитель LM358
- 7805 Регулятор = + 5В
- Реле = 5В
- BC547 ИС = 2 номера
- Понижающий трансформатор = 12 В
- Переменный потенциометр = 10 кОм
- Диодный мост
- Резисторы = 1 кОм, 2 кОм, 2.2 кОм, 5,1 кОм и 10 кОм
- Конденсаторы = 0,1 мкФ, 10 мкФ и 100 мкФ
LM358
Микросхема LM358 представляет собой ИС операционного усилителя. Это двухканальный операционный усилитель с низким энергопотреблением. Он имеет два независимых операционных усилителя с высоким коэффициентом усиления с внутренней компенсацией частоты. Он сделан так, что работает от одного источника питания и может работать в широком диапазоне напряжений. Эта ИС имеет множество применений, включая блок усиления постоянного тока, усилители преобразователя и обычные схемы операционных усилителей.Эта ИС имеет восьмиконтактный корпус.
Расположение выводов показано на рисунке ниже.
Внутренняя структура ИС показана на рисунке выше. Как обсуждалось выше, микросхема имеет два независимых операционных усилителя. Клеммы 1 и 7 являются выходными клеммами операционного усилителя. Клеммы 3 и 5 являются неинвертирующими клеммами, а клеммы 2 и 6 — инвертирующими клеммами. Есть нормально присутствующие клеммы заземления и VCC на 4 и 8 соответственно.
Эта ИС, помимо того, что она экономична и легкодоступна, имеет еще несколько полезных свойств, которые больше относятся к электронной стороне.Некоторые из функций перечислены ниже.
- Его главный аргумент в том, что два операционных усилителя имеют внутреннюю частотную компенсацию.
- Диапазон одинарного источника питания составляет 3-32 В.
- Диапазон двойного источника питания составляет от -16 до -1,5 В или от 1,5 В. до 16В.
- Коэффициент усиления по напряжению составляет 100 дБ, а полоса пропускания составляет 1 МГц.
- Потребляемый ток на ИС очень низкий. Обычно он находится в диапазоне 500 мкА.
- На входе имеется небольшое напряжение смещения, которое обычно составляет около 2 мВ.
- Синфазное напряжение, полученное от ИС, содержит потенциал земли.
- Дифференциальное входное напряжение и напряжение источника питания, подаваемое на ИС, сопоставимы.
Связанный пост: Простая схема защиты от перенапряжения с использованием стабилитрона
7805 ИС регулятора
Цепи, в которых есть источники напряжения, могут иметь колебания, приводящие к тому, что выходы не имеют фиксированного напряжения. Одной из популярных микросхем для этой цели является микросхема регулятора 7805, которая входит в состав фиксированных линейных регуляторов напряжения, используемых для поддержания таких колебаний.Существует множество приложений, в которых используется 7805, и основными из них являются:
- Регулятор с фиксированным выходом
- Положительный регулятор на отрицательном выходе
- Регулируемый регулятор выхода
- Регулятор тока
- Регулируемый регулятор напряжения постоянного тока
- Регулируемое двойное питание
- Схема защиты от переполюсовки выходного сигнала
- Схема проецирования обратного смещения
| LM 7805 Регулятор напряжения IC | |||||||||||||
| Номер контакта | Имя контакта | 53 | Назначение 1Вход | Подайте нерегулируемое напряжение, чтобы получить регулируемый выход | |||||||||
| 2 | Земля | Подключен к земле | |||||||||||
| 3 | Выход | Выход представляет собой сигнал регулируемого напряжения | 29 | 29 903 IC при заданном входном напряжении из 7.2V, достигнет максимальной эффективности. В регуляторе напряжения IC 7805 много энергии исчерпывается в виде тепла. Разница в значениях входного и выходного напряжения проявляется в виде тепла. Таким образом, если разница между входным напряжением и выходным напряжением высока, будет больше тепловыделения. Отверстие в транзисторе предназначено для подключения к нему радиатора. Таким образом, в этой ИС также предусмотрен радиатор. Связанное сообщение: Автоматический дверной звонок с обнаружением объектов Arduino Транзистор BC547 BC547 — это биполярный транзистор NPN.В основном он используется для переключения, а также для процессов усиления. Меньшая величина тока на базе используется для управления большим количеством токов на коллекторе и эмиттере. Его основные приложения — переключение и усиление. Ниже представлена распиновка транзистора BC547: Работа транзистора проста. Когда входное напряжение подается на его клеммы, некоторое количество тока начинает течь от базы к эмиттеру и регулирует ток на коллекторе.Напряжение между базой и эмиттером отрицательное на эмиттере и положительное на клемме базы для конструкции NPN. Связанная публикация: Схема цепи тестера кабелей и проводов Реле Реле — это переключатель с электрическим, электромагнитным или электронным управлением. Переключатель может иметь любое количество контактов в нескольких формах контактов, таких как замыкающие контакты, размыкающие контакты или комбинация этих двух. Реле используются для управления цепью с помощью независимого маломощного сигнала или там, где несколько цепей должны управляться одним сигналом.В традиционной форме реле используется электромагнит для замыкания или размыкания контактов, но были изобретены другие принципы работы, например, в твердотельном реле, в котором для управления используются свойства полупроводника, не полагаясь на какие-либо движущиеся части. Распиновка реле 5В, которое используется в конструкции схемы, приведена ниже.
Сообщение по теме: Система автоматизации умного дома — схема и исходный код Работа электронного автоматического выключателя90 002 Подключите компоненты правильно в соответствии со схемой выше.Принципиальная схема, показанная выше, состоит из трех частей. Три части должны быть соединены в одну большую цепь. Эти три части:
Три модуля схемы будут кратко рассмотрены в следующем разделе отчета. Силовой модульОперационный усилитель в этой схеме является контроллером автоматического выключателя для нашего проекта.Для этого операционного усилителя требуется стабилизированный источник питания 5 В. Мы будем отключать эту схему от сети переменного напряжения около 220 В. Сначала, чтобы запитать операционный усилитель, нам нужно понизить доступное нам напряжение от сети. Для этого мы используем понижающий трансформатор, в нашем случае мы использовали трансформатор, который выдает пониженное напряжение 12 В. Это напряжение 12 В AV, которое получается от трансформатора, затем выпрямляется с помощью схемы выпрямителя, выполненной с использованием диодного моста. Это выпрямляет переменное напряжение в постоянное. Выход этого выпрямителя теперь дает нам приблизительно 12 В постоянного тока. Затем этот 12 В постоянного тока регулируется с помощью нашей микросхемы стабилизатора напряжения LM7805. Мы можем отобразить выходное напряжение силового модуля в диапазоне от 0 до 5 В, используя делитель потенциала с переменным сопротивлением и резистор. Изменяя напряжение потенциометра, мы можем получить разные напряжения. Вы также можете использовать схему преобразователя 12 В в 5 В. Связанный пост: Контроллер температуры паяльника Модуль операционного усилителяМодуль операционного усилителя является основной частью схемы, и именно здесь происходит сравнение напряжений.Поскольку изготавливаемый нами автоматический выключатель обеспечивает защиту как от скачков высокого, так и от низкого напряжения, мы должны учитывать оба случая. Оба корпуса имеют свою индивидуальную схему и подключаются к главной цепи через обозначенное соединение. Операционный усилитель в схеме используется в дифференциальном режиме. И из всех приложений операционного усилителя мы использовали операционный усилитель в этой схеме в качестве компаратора напряжения. Этот компаратор выдаст на выходе высокий или низкий уровень после сравнения напряжений на двух его выводах.Мы можем установить пороговые напряжения как для нижнего предела, так и для верхнего предела, который можно установить с помощью резисторных цепей. Связанный пост: Электронная схема глаза — Использование LDR и IC 4049 для контроля безопасности Релейный модульТеперь, когда мы подали надлежащий источник питания на схему операционного усилителя и операционные усилители, Чтобы они работали должным образом, теперь мы должны подумать о работе схемы после обнаружения скачка высокого или низкого напряжения электронным выключателем . Скачок напряжения получается от модуля операционного усилителя схемы, которая описана выше. На основе выходного сигнала операционного усилителя, полученного от модуля операционного усилителя, срабатывает реле. Когда на обоих выходах операционных усилителей высокий уровень, только тогда срабатывает реле, и нагрузка переменного тока напрямую подключается к сети. Для ограничения тока используется дополнительный резистор на 1 кОм. Связанные проекты: Автоматические выключатели — Как это работает: Потребность в электронных автоматических выключателяхАвтоматический выключатель — Потребность и определениеЭлектроэнергия, поступающая в наш дом или любые другие места от распределительных сетей, образует большую цепь с линиями соединение с электростанцией образует 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 без сбоев, 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 решения этой проблемы: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 достигается за счет автоматического срабатывания переключателя, который срабатывает при обнаружении перегрузки по току или любой неисправности, таким образом изолируя линию неисправности 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 устранить 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 выключателеТрадиционный миниатюрный 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 вызывает смещение точки фиксации, что снова размыкает контакты MCB. Таким образом, в случае перегрузки и короткого замыкания MCB отключается. Однако у этого обычного миниатюрного автоматического выключателя есть несколько недостатков:
Чтобы преодолеть все эти проблемы, 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 выключателяЭлектронный автоматический выключатель состоит из автоматически срабатываемого 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, таким как реле, которым управляет любой элемент, чувствительный к току, например резистор. 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 автоматического 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 выключателяДля определения силы тока, протекающего через нагрузку, можно использовать токоизмерительный 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 в цепь замыкается нагрузка, получающая ток от сети. Однако при подключении дополнительной нагрузки ток через токоизмерительный элемент увеличивается, что, в свою очередь, увеличивает падение напряжения на резисторе.В какой-то момент это падение напряжения больше, чем фиксированное напряжение, т.е. вход на неинвертирующем выводе больше, чем на входе на инвертирующем выводе компаратора. Это вызывает высокий логический выходной сигнал на компараторе с напряжением, достаточным для срабатывания полевого МОП-транзистора. Когда 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
Практические электронные автоматические выключателиЭлектронный защитный выключатель от Phoneix Он работает с питанием 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, приводов, клапанов и т.д. настройка со встроенным сигналом состояния и аварийной сигнализацией. Фото: Что такое цепь серии RC? Диаграмма фазора и кривая мощностиЦепь, которая содержит чистое сопротивление R Ом, соединенное последовательно с чистым конденсатором емкостью C фарад, известна как последовательная цепь RC. Подается синусоидальное напряжение, и ток I течет через сопротивление (R) и емкость (C) цепи. Последовательная цепь RC показана на рисунке ниже: Где,
Состав: Векторная диаграмма последовательной цепи RCВекторная диаграмма последовательной цепи RC показана ниже: Шаги по построению фазорной диаграммыСледующие шаги используются для построения векторной диаграммы RC-цепи .
Сейчас, V R = I R и V C = IX C Где X C = I / 2πfC В прямоугольном треугольнике OAB, Где, Z представляет собой полное сопротивление протеканию переменного тока последовательной RC цепью и называется импедансом цепи.Измеряется в омах (Ом). Фазовый уголИз приведенной выше векторной диаграммы видно, что ток в цепи опережает приложенное напряжение на угол ϕ, и этот угол называется фазовым углом . Питание в последовательной цепи RC Если переменное напряжение, приложенное к цепи, определяется уравнением Затем, Следовательно, мгновенная мощность определяется как p = vi Подставляем значения v и i из уравнений (1) и (2) в p = vi Средняя мощность, потребляемая в цепи за полный цикл, определяется по формуле: Где cosϕ называется коэффициентом мощности цепи. Подставляя значения V и cosϕ из уравнения (3), значение мощности будет . Из уравнения (4) ясно, что мощность фактически потребляется только сопротивлением, а конденсатор не потребляет никакой мощности в цепи. Форма сигнала и кривая мощности цепи серии RC Форма волны и кривая мощности RC-цепи показаны ниже: Мощность отрицательная между углом (180 ° — ϕ) и 180 ° и между (360 ° -ϕ) и 360 °, а в остальной части цикла мощность положительная. Поскольку площадь под положительными контурами больше, чем под отрицательными контурами, чистая мощность за полный цикл составляет положительных . Выбор автоматического выключателя — Руководство по электрическому монтажуВыбор ряда автоматических выключателей определяется: электрическими характеристиками установки, окружающей средой, нагрузками и потребностью в дистанционном управлении, а также типом предполагаемой системы связи. Выбор выключателяВыбор выключателя производится по:
Следующие примечания относятся к выбору автоматического выключателя низкого напряжения для использования в распределительных сетях. Выбор номинального тока в зависимости от температуры окружающей средыНоминальный ток автоматического выключателя определяется для работы при заданной температуре окружающей среды, как правило:
Рабочие характеристики этих выключателей при различной температуре окружающей среды в основном зависят от технологии их расцепителей (см. Рис. х47). Рис. H47 — Температура окружающей среды Некомпенсированные термомагнитные расцепителиАвтоматические выключатели с некомпенсированными тепловыми расцепителями имеют ток срабатывания, зависящий от температуры окружающей среды. Автоматические выключатели с некомпенсированными тепловыми отключающими элементами имеют уровень тока отключения, который зависит от окружающей температуры. Если выключатель установлен в кожухе или в горячем месте (котельная и т. Д.), Ток, необходимый для отключения выключателя при перегрузке, будет значительно снижен.Когда температура, при которой находится выключатель, превышает его эталонную температуру, его номинальные характеристики будут «снижены». По этой причине производители выключателя предоставляют таблицы, в которых указаны факторы, которые следует применять при температурах, отличных от эталонной температуры выключателя. Из типичных примеров таких таблиц (см. Рис. h49) можно отметить, что более низкая температура, чем эталонное значение, приводит к повышению номинальной мощности автоматического выключателя. Кроме того, небольшие выключатели модульного типа, устанавливаемые рядом, как обычно показано на рис. , рис. h34, обычно устанавливаются в небольшой закрытый металлический корпус.В этой ситуации взаимный нагрев при прохождении нормальных токов нагрузки обычно требует их уменьшения в 0,8 раза. Пример Какой рейтинг (In) следует выбрать для iC60 N?
Автоматический выключатель iC60N с номиналом 40 А будет снижен до 38.2 А в окружающем воздухе при 60 ° C (см. Рисунок h49). Однако для обеспечения взаимного нагрева в замкнутом пространстве необходимо использовать указанный выше коэффициент 0,8, так что 38,2 x 0,8 = 30,5 А, что не подходит для нагрузки 34 А. A 50 A автоматический выключатель, следовательно, будет выбран, что дает (пониженный) номинальный ток 47,6 x 0,8 = 38 A. Компенсированные термомагнитные расцепителиЭти расцепители включают биметаллическую компенсирующую полосу, которая позволяет регулировать уставку тока срабатывания при перегрузке (Ir или Irth) в пределах указанного диапазона независимо от температуры окружающей среды. Например:
Примеры таблиц, в которых указаны значения пониженного / повышенного тока в зависимости от температуры для цепи -выключатели с некомпенсированными тепловыми расцепителямиТепловые характеристики выключателяприведены с учетом сечения и типа проводника (Cu или Al) в соответствии с IEC60947-1, таблицы 9 и 10 и IEC60898-1 и 2, таблица 10. iC60 (МЭК 60947-2)Рис.h48 — iC60 (IEC 60947-2) — значения пониженного / повышенного тока в зависимости от температуры окружающей среды
Compact NSX100-250 с расцепителями TM-D или TM-GРис. H49 — Compact NSX100-250, оснащенный расцепителями TM-D или TM-G — номинальные / повышенные значения тока в зависимости от температуры окружающей среды
Электронные расцепителиЭлектронные расцепители очень стабильны при изменении температурных уровней. Важным преимуществом электронных расцепителей является их стабильная работа в меняющихся температурных условиях.Однако само распределительное устройство часто налагает эксплуатационные ограничения при повышенных температурах, поэтому производители обычно предоставляют рабочую диаграмму, связывающую максимальные значения допустимых уровней тока срабатывания с температурой окружающей среды (см. , рис. h50). Более того, электронные расцепители могут предоставлять информацию, которая может использоваться для лучшего управления распределением электроэнергии, включая энергоэффективность и качество электроэнергии. Рис. H50 — Снижение номинальных характеристик автоматического выключателя Masterpact MTZ2 в зависимости от температуры
Выбор мгновенного или кратковременного порога срабатыванияНа рисунке h51 ниже приведены основные характеристики расцепителей мгновенного действия или с кратковременной задержкой. Рис. H51 — Различные устройства отключения, мгновенные или с кратковременной задержкой
Выбор автоматического выключателя в соответствии с предполагаемым током короткого замыканияУстановка низковольтного выключателя требует, чтобы его отключающая способность при коротком замыкании (или отключающая способность автоматического выключателя вместе с соответствующим устройством) была равна или превышала расчетный ожидаемый ток короткого замыкания в точке его установки. Установка автоматического выключателя в установке низкого напряжения должна соответствовать одному из двух следующих условий:
Во втором случае характеристики двух устройств должны быть согласованы таким образом, чтобы энергия, разрешенная для прохождения через вышестоящее устройство, не должна превышать ту, которую может выдержать последующее устройство и все связанные с ним кабели, провода и другие компоненты без какого-либо повреждения.Этот метод с успехом применяется в:
Метод известен как «каскадирование» (см. «Согласование между автоматическими выключателями»). Автоматические выключатели для IT-системВ системе IT автоматические выключатели могут столкнуться с необычной ситуацией, называемой двойным замыканием на землю, когда второе замыкание на землю происходит в присутствии первого замыкания на противоположной стороне автоматического выключателя (см. Рисунок h52). В этом случае автоматический выключатель должен устранить короткое замыкание с помощью межфазного напряжения на одном полюсе вместо напряжения между фазой и нейтралью. В такой ситуации отключающая способность выключателя может быть изменена. Приложение H стандарта IEC60947-2 рассматривает эту ситуацию, и автоматический выключатель, используемый в системе IT, должен быть испытан в соответствии с этим приложением. Если автоматический выключатель не был испытан в соответствии с настоящим приложением, на паспортной табличке должна использоваться маркировка символом. Правила некоторых стран могут добавлять дополнительные требования. Рис. H52 — Ситуация двойного замыкания на землю Выбор выключателей в качестве главных вводов и фидеровУстановка с питанием от одного трансформатораЕсли трансформатор расположен на подстанции потребителя, согласно некоторым национальным стандартам требуется автоматический выключатель низкого напряжения, в котором разомкнутые контакты хорошо видны, например: выкатной автоматический выключатель. Пример(см. рис. х53) Какой тип автоматического выключателя подходит для главного выключателя установки, питаемой от трехфазного трансформатора среднего / низкого напряжения (400 В) 250 кВА на подстанции потребителя? В трансформаторе = 360 А Isc (3 фазы) = 9 кА Compact NSX400N с регулируемым диапазоном отключающего устройства от 160 до 400 А и отключающей способностью при коротком замыкании (Icu) 50 кА будет подходящим выбором для этой работы. Рис. H53 — Пример трансформатора на подстанции потребителя Установка с параллельным питанием от нескольких трансформаторов(см. рис. х54)
Из этих соображений видно, что автоматический выключатель наименьшего трансформатора будет подвергаться наибольшему уровню тока короткого замыкания в этих обстоятельствах, в то время как выключатель наибольшего трансформатора пройдет наименьший уровень короткого замыкания. — ток цепи
Рис.h54 — Трансформаторы параллельно Примечание: Существенные условия для успешной работы трехфазных трансформаторов, включенных параллельно, можно резюмировать следующим образом: 1. фазовый сдвиг напряжений от первичного к вторичному должен быть одинаковым для всех параллельно включенных устройств. 2. Соотношение напряжения холостого хода первичной и вторичной обмоток должно быть одинаковым во всех блоках. 3. Напряжение полного сопротивления короткого замыкания (Zsc%) должно быть одинаковым для всех блоков. Например, трансформатор 750 кВА с Zsc = 6% будет правильно разделять нагрузку с трансформатором 1000 кВА с Zsc 6%, т.е.е. трансформаторы будут загружены автоматически пропорционально их номинальной мощности в кВА. Для трансформаторов, имеющих коэффициент мощности более 2, параллельная работа не рекомендуется. На рисунке h56 для наиболее обычного расположения (2 или 3 трансформатора с одинаковой мощностью кВА) указаны максимальные токи короткого замыкания, которым подвергаются основные и главные выключатели (CBM и CBP соответственно, в Рисунок h55). В его основе лежат следующие гипотезы:
Пример(см. Рисунок h55)
Рис.h55 — Трансформаторы параллельно Рис. H56 — Максимальные значения тока короткого замыкания, прерываемые автоматическими выключателями ввода и фидера (CBM и CBP соответственно) для нескольких трансформаторов, включенных параллельно
Выбор автоматических выключателей фидера и конечного контураУровни тока короткого замыкания в любой точке установки можно узнать из таблиц. Использование таблицы G42Из этой таблицы можно быстро определить значение трехфазного тока короткого замыкания для любой точки установки, зная:
Затем может быть выбран автоматический выключатель, рассчитанный на отключающую способность при коротком замыкании, превышающую табличное значение. Детальный расчет уровня тока короткого замыканияДля более точного расчета тока короткого замыкания, в частности, когда отключающая способность выключателя по току короткого замыкания немного меньше значения, указанного в таблице, необходимо использовать метод, указанный в разделе Ток короткого замыкания. . Двухполюсные автоматические выключатели (для фазы и нейтрали) только с одним защищенным полюсомЭти выключатели обычно снабжены устройством защиты от сверхтоков только на фазном полюсе и могут использоваться в схемах TT, TN-S и IT. | |||||||||