Современные силовые приборы для управления электроприводом обеспечивают защиту электродвигателе от воздействия различных неблагоприятных факторов (перегрузка, потеря фазы, подклинивание ротора и т.п.), благодаря методам анализа, реализованным с использованием современных компонентов и мощных микроконтроллеров, позволяющим своевременно регистрировать отклонения в питающей сети и работе электропривода. Но как защитить полупроводниковые приборы, которые являются основными коммутирующими элементами в изделиях силовой электроники, будь то частотный преобразователь или устройство плавного пуска ? «А зачем их защищать? – спросите Вы, - ведь это достаточно надежные устройства».
Устройства безопасности цилиндров имеют очень компактный дизайн и имеют небольшой след. Использование держателей предохранителей в качестве разъединителя нагрузки расширяет диапазон применения этих устройств и повышает эксплуатационную безопасность. Для проектирования предохранителя необходимо учитывать главным образом основные электрические величины, которые.
Номинальный ток короткого замыкания и номинальное напряжение. Это те устройства, которые обычно указываются для защиты электрической цепи и оборудования в случае короткого замыкания. Он состоит из плавкого предохранителя и основания, которые используются в промышленности и мастерских, в которых есть машины, двигатели или электрические печи большой и средней мощности. Иногда они могут быть найдены в зданиях недвижимости или кондоминиума, если они используются, машины или двигатели большой мощности, если есть профессиональный электрик, нанятый для проведения электрического обслуживания.
Действитель но, надежность этих устройств достаточно высока. Например тиристорные модули, применяемые в контроллерах ЭнерджиСейвер с номинальным током 500 А способны в течении 10 мс выдерживать перегрузку в 20000 А, но вот перегрузку в 5000 А они могут выдержать всего 20 мс. Таким образом приходится признать, что полупроводник может выдержать однократную импульсную перегрузку, но затем ему надо «отдохнуть» (должна снизиться температура кристалла). Как же не допустить аварийных значений тока, протекающих через полупроводниковый прибор? Защитить его плавким предохранителем? Но время реакции самого быстрого плавкого предохранителя порядка 1 секунды, а это 50 циклов тока, протекших через полупроводник. И если ток будет запредельным, полупроводник его не выдержит.
Комната должна быть проветрена, поэтому комнатная температура соответствует комнатной температуре. Установка должна быть выполнена таким образом, чтобы облегчить проверку и поддержание соглашения, которое позволяет обрабатывать, не вызывая опасности шока для профессионального оператора.
Номинальный ток - Максимальный ток, который поддерживает предохранитель без прерывания работы схемы. Это значение указано на фарфоровом корпусе плавкого предохранителя. Ток короткого замыкания - Максимальный ток, циркулирующий в электрической цепи, который должен быть немедленно прерван при продувке предохранителя.
Что же делать, чтобы исключить возможность повреждения дорогостоящих устройств, таких как современные устройства плавного пуска и, тем более, современные преобразователи частоты ? К счастью, решение есть - быстродействующие полупроводниковые предохранители . Они отличаются тем, что их характеристика повторяет перегрузочную характеристику полупроводника, т.е. не допускает превышения критического значения тока за единицу времени. Такие предохранители предлагают многие производители полупроводниковых приборов.
Вариации в конструкции плавких предохранителей
Разрушающая способность - текущее значение, которое предохранитель может безопасно разрушить и не зависит от максимального напряжения в установке. Номинальное напряжение - указанное напряжение, для которого был изготовлен предохранитель. Существуют и другие варианты конструкции предохранителей. Это связано с тем, что они указаны для определенных типов оборудования, которые защитят использование полезного пространства, выражают спецификацию производителя оборудования и т.д. и т.д.
Основание изготовлено из пластикового изоляционного материала или другого материала, в котором закреплены контактные клещи, в которых пружины соединены для увеличения контактного давления. Предохранитель встроен в прямоугольный фарфор, и внутри этого тела есть плавкое звено, которое имеет форму лопастей, которые идеально вписываются в челюсти основания.
ООО «Эффективные Системы» рекомендует полупроводниковые предохранители компании Littelfuse (США), специализирующейся исключительно на производстве устройств защиты, поэтому при прочих равных по своим параметрам они несколько превосходят предохранители, предлагаемые конкурентами, но отличаются от последних более привлекательными ценами.
Эти лезвия в некоторых местах отлиты для уменьшения проводимости. Чтобы заменить этот плавкий предохранитель, есть инструмент под названием «, избегая при этом прямого обращения с руками в случае замены предохранителя, избегая несчастных случаев». Они используются в цепях, где происходят пики тока и где есть индуктивная и емкостная нагрузка.
Предохранители аМ
Эти 2 члена представляют один и тот же класс, но имеют другое происхождение. Они используются для обеспечения тепловой защиты двигателей. Этот предохранитель способен интегрировать максимальный ток намагничивающего тока при запуске двигателя и поэтому не подходит для защиты от перегрузки.
Используя передовые достижения в металлургии, исследованиях в области полимерных материалов, математическом моделировании, компьютерном анализе статистической информации, инженеры компании Littelfuse разрабатывают самое передовое оборудование.
Слово «предохранитель» — синоним слова «защитник». Это – первое устройство, сконструированное человеком для того, чтобы уберечь элементы электрической цепи от повреждений при выходе в ней величин токов за грань дозволенного.
Поэтому в случае защиты двигателя необходимо использовать реле перегрузки в цепи питания двигателя. Они обеспечивают очень эффективную защиту от воздействия коротких замыканий. Они защищают дорогостоящие установочные устройства и компоненты, такие как преобразователи плавких предохранителей на входе постоянного тока и постоянного тока, источники бесперебойного питания и устройства плавного пуска для двигателей.
Требования к монтажу привели к различным вариантам подключения и конструкциям. Предохранители с щелевыми контактами для крепежных винтов с монтажным размером 80 мм или 110 мм часто привинчиваются непосредственно к сборным шинам для оптимального рассеивания тепла.
Но за этим простым словом кроется множество устройств, даже отдаленно не напоминающих «пробку», с успехом справляющуюся со всеми напастями на протяжении нескольких десятилетий. Вот краткий обзор этих устройств.
Плавкие предохранители
К ним относятся отжившие свой век «пробки», но принцип плавления проводника в намеренно ослабленном участке электрической цепи при превышении в нем тока выше заданного предела так и не утратил актуальность. Наоборот – он остается до сих пор самым дешевым, безотказным, и поэтому – эффективным методом защиты.
Винтовые соединения с монтажным размером 80 мм являются еще одним вариантом для непосредственного монтажа на сборных шинах. Новые габариты размера 3 имеют круглый керамический корпус, а не квадратный. Наш высокий уровень качества обеспечивает отличное соответствие характеристической кривой и точности, что гарантирует защиту устройств в долгосрочной перспективе. Планирование и калибровка упрощаются, и риск повреждения устраняется. . Предохранители классифицируются в соответствии с их функциями и рабочими классами.
Предохранители используются с гнездами, колпачками и принадлежностями стандартной системы плавких предохранителей. Если используются эти компоненты, применяются предельно допустимые потери мощности. Поэтому в некоторых случаях возможна постоянная тепловая нагрузка в 50%.
Основная классификация плавких предохранителей – наличие в них сменяемой плавкой вставки или необходимость после аварии менять предохранитель целиком . При этом учитывается, что арматура для установки элемента в состав изделия (колодки, разъемы) в комплект этого элемента не входит. К предохранителям с несменяемыми защитными элементами относятся:
- Он признан во всем мире и может использоваться во многих странах.
- Таким образом, увеличиваются возможности приложений многих устройств.
Цилиндрические розетки не обеспечивают такую же полную защиту контактов, как и держатели предохранителей, но имеют лучшую теплоотдачу. Цилиндрические предохранители имеют чрезвычайно компактный формат и поэтому имеют небольшой след. Использование держателей предохранителей в качестве предохранителей-разъединителей расширяет сферу применения этих устройств и повышает безопасность работы. Погружные предохранители представляют собой элементы одностороннего действия, которые выполняют защитную функцию в электрических цепях.
- Стеклянные предохранители , использующиеся в бытовой и промышленной аппаратуре. Внешний вид их не меняется десятилетиями: стеклянная трубочка с контактными выводами по краям, а внутри – проволочка, откалиброванная на заданный ток плавления. Промышленные стеклянные предохранители заполняются кварцевым песком.
- Керамические предохранители , в которых вместо хрупкого стекла применен фарфор. Достоинство – он безопасен, так как прочнее стеклянного, а при повреждении корпуса не образует острых осколков, способных поранить пользователя при извлечении. Керамические предохранители также иногда заполняют кварцевым песком для более эффективного гашения дуги в момент перегорания вставки.
К предохранителям со сменяемыми плавкими вставками относятся устройства, состоящие из корпуса с расположенным внутри него сменяемым защитным элементом. Размер корпуса стандартизирован на диапазон токов, а внутрь него устанавливается ряд вставок на разные токи. Вставки стоят недорого, их замена не требует времени и высокой квалификации персонала. К тому же гибкая линейка возможных токов плавления позволяет подобрать предохранитель точнее.
В аварийном режиме они сгорают и, таким образом, разрывают цепь и защищают от высокотемпературных и динамических сил, более ценных и важных элементов схемы, вызванных сильным током короткого замыкания. Их элементарная конструкция, хорошее соотношение цены и производительности, простота в эксплуатации и замена, а также их надежность являются одними из причин их еще более широкого использования в электроустановках.
Типы предохранителей Предохранители классифицируются по их прочности и производительности. Согласно их конструкции, это ножилки; болт; нить; с проводниками; цилиндрическая. Требования к предохранителям в правовой базе. Стандарт представлен в четырех томах, описывающих общие требования к предохранителям для промышленных и коммерческих применений, внутренним предохранителям и предохранителям для защиты полупроводниковых приборов.
Возможна замена вставок и в предохранителях, конструкция которых это не предусматривает. Но процесс этот требует правильного подбора материала для новой вставки и высокой квалификации ремонтного персонала, особенно для устройств, предназначенных для работы на высоких напряжениях.
Время предохранителя должно быть ниже, но также как можно ближе к метеорологической характеристике защищаемого объекта. В случае короткого замыкания предохранители должны работать выборочно. В случае короткого замыкания предохранители должны работать в течение минимального времени, особенно когда полупроводниковые элементы защищены. Их характеристики должны быть надежными. Производственные различия в параметрах не должны мешать их защитным свойствам. Замена сгоревшего предохранителя должна выполняться быстро.
Контактные соединения клемм с соединительными проводами также должны соответствовать стандарту. Их клеммы позволяют соединительным проводам с разделами, указанными в стандарте, с резьбовыми крепежами. Строгое соответствие функции предохранителей и защиты. Преимущества и недостатки Прежде всего, можно сказать, что простая конструкция предохранителей исключает возможность отказа в случае аварии из-за механического отказа. В асимметричных трехфазных цепях одна фаза прерывает только одну, а остальные две фазы продолжают подавать нагрузку.
В отдельную категорию можно выделить быстродействующие предохранители. Они имеют особую конструкцию, позволяющую минимизировать время срабатывания. Применяются они для защиты устройств на полупроводниковых элементах: частотных преобразователей, выпрямителей, устройств плавного пуска. Для них времени срабатывания обычных плавких предохранителей недостаточно, чтобы предотвратить повреждение полупроводниковых элементов .
Кроме того, из-за низкой скорости затвора их можно использовать для избирательности цепи. В последовательном соединении гораздо проще вычислять селективность, чем автоматические предохранители - номинальные токи плавких предохранителей должны отличаться в 1, 6 раза или более. Предохранители имеют длительный срок службы, высокую эффективность и низкие потери мощности при средних напряжениях.
Недостатки могут указывать на возможность одноразового использования; генерация большого количества тепла, особенно при перегрузке или сжигании. Другим большим недостатком плавких вставок является конструкция, которая позволяет защелкиваться, что приводит к пожарам с непонятной причиной.
К быстродействующим также относятся полупроводниковые предохранители , принцип действия которых основан на свойствах р-п-перехода выдерживать строго определенный прямой ток.
Важной особенностью быстродействующих предохранителей является необходимость использования совместно с ними ограничителей перенапряжения . При резком исчезновении тока после срабатывания предохранителя в защищаемой цепи возникают коммутационные перенапряжения, действие которых на оборудование не менее опасно, чем сверхтоки при перегрузках и замыканиях.
Более высокие мощности и напряжения не подходят, потому что большие токи и остаточные напряжения короткого замыкания поддерживают дугу, и ее нельзя прерывать. При подаче трехфазных двигателей при сжигании предохранителя соответствующие фазовые прерывания и двигатель могут легко гореть. В таких случаях рекомендуются реле управления фазой, которые добавляют ценность конструкции. Возможно заменить плавкий предохранитель гораздо более высоким током, чем номинальный для защищаемого контура, а также фазовая асимметрия в трехфазных силовых цепях, особенно в случае больших токов.
Самовосстанавливающиеся предохранители
Эти устройства имеют в качестве реагирующего элемента смесь полимерного материала с углеродом. Углерод обеспечивает необходимую проводимость в нормальном режиме работы, но сопротивление его таково, что при превышении тока выше установленного порога углерод нагревается. Нагрев сопровождается повышением температуры в замкнутом объеме и плавлением полимера, окружающего углерод. При этом сопротивление предохранителя еще более увеличивается, и так – до разрыва цепи. После того, как смесь остынет, предохранитель снова готов к работе.
Если используется в цепи низкого напряжения, необходимо сообщить о падении напряжения. Вставка выполнена из тонкого проводника или полосы с некоторым сопротивлением, что вызывает падение напряжения на его клеммах. По этой причине ножевые предохранители используются только в местах, где есть высококвалифицированный персонал, оборудование и оборудование для обеспечения безопасности.
Предохранители не могут отключать большие токи короткого замыкания. Не рекомендуется использовать при высоких токах и низком напряжении. Они также имеют относительно большие потери. Качество предохранителя во многом зависит от величины переходного электрического сопротивления - в случае плохого контакта вставки с клеммами это сопротивление может быть больше и достигать 50% от нормального. Это уменьшает срок службы предохранителя. В случае сильных предохранителей обязательно использовать сварку вставки с клеммами предохранителя.
SMD-предохранители
Эти устройства используются в микроэлектронной технике. По габаритам они не отличаются от прочих SMD-элементов – резисторов, транзисторов и конденсаторов.
Различаются эти устройства по рабочему напряжению, при его увеличении растут габариты устройств. Но при этом увеличивается и отключающая способность: чипы SMD, рассчитанные на рабочее напряжение до 63 В, отключают ток до 50 А; а цилиндрические с номинальным напряжением 250 В отключат ток до 1500 А.
В малогабаритных предохранителях он может использовать припой, но используется более частая механическая диффузионная связь. Конструкция контактов должна крепко удерживать вставку при сильных электродинамических усилиях. Корпус предохранителя не должен быть поврежден во всех режимах работы.
Низкие предохранители напряжения должны выдерживать ток, равный 130% от номинального тока до бесконечности, в то время как ток 160% от номинального 1 ч Другой важный параметр, характеризующий производительность предохранителя является его ограничение тока функция.
Термопредохранители
По принципу действия они похожи на элементы тепловой защиты автоматических выключателей: внутри находится биметаллическая пластина, при перегреве размыкающая контакты силовой цепи. Под действием заранее сжатой пружины контакты размыкаются, а после остывания датчика устройство возвращается в исходное положение нажатием кнопки. Контакты замыкаются, а пружина – сжимается. Она снова готова разомкнуть контакты при перегрузке.
Термопредохранители выделяют в самостоятельные устройства, так как выполняемые ими задачи ограничены. Они позволяют защитить бытовую аппаратуру от перегрузок, возникающих в процессе работы. После остывания оборудования пользователю не потребуется ничего менять, достаточно нажать на кнопку – и устройством можно пользоваться снова.
Аналогичные устройства применяются в утюгах и электроплитах, но в них нет кнопок возврата. Включение нагревательных элементов происходит автоматически после остывания биметаллической пластины. Но применяется данная конструкция не для защиты от перегрева, а для регулировки температуры . Для изменения порогового значения срабатывания с биметаллической пластиной соединен регулятор. С его помощью механически можно изменить ток, при котором она сработает.
Но есть и другие устройства, имеющие то же название. Они работают как датчики температуры: размыкают свои контакты при ее повышении.
В корпусе такого предохранителя есть элемент, плавящийся при повышении температуры и разрывающий электрическую цепь так же, как и вставка плавкого предохранителя.
Использование предохранителей при высоких напряжениях
С повышением напряжения габаритные размеры предохранителей увеличиваются. Связано это с необходимостью:
- обеспечить расстояние между выводами элементов, требуемое ПУЭ;
- эффективно и быстро погасить дугу внутри корпуса предохранителя.
Даже при длине предохранителя, равной допустимому расстоянию между частями электроустановок, находящимися под разным потенциалом, обеспечить дугогашение не так просто. Не помогает даже наполнение корпуса кварцевым песком.
В этих случаях конструкцию предохранителя усложняют. Один из путей ускорения срабатывания является установка пружины, разрывающей плавкую вставку в момент перегорания. Другой путь решения проблемы – сдувание дуги потоком газа, находящегося до срабатывания предохранителя под большим давлением. Путь газу внутрь устройства открывает клапан, механически соединенный с плавкой вставкой. Срабатывание защиты сопровождается звуком, напоминающем выстрел, поэтому такие предохранители называют стреляющими .
