Тұрақтандырушы және қорғаныш тізбектері жоқ кез келген электр тізбегінде токтың қажетсіз ұлғаюы орын алуы мүмкін. Бұл табиғи құбылыстардың нәтижесі (электр желісінің жанындағы найзағай) немесе қысқа тұйықталу (қысқа тұйықталу) немесе ағындық токтардың нәтижесі болуы мүмкін. Осы жағдайлардың барлығын болдырмау үшін желіде немесе жергілікті тізбекте шектеу құрылғысын орнату дұрыс шешім болып табылады.
Ағымдағы шектегіш дегеніміз не?
Электр тізбегі берілген немесе рұқсат етілген амплитудалық шектен жоғары электр қуатының жоғарылау мүмкіндігін болдырмайтындай етіп құрастырылған құрылғы ток шектегіш деп аталады. Онда орнатылған ток шектегіші бар желі қорғанысының болуы қысқа тұйықталу кезінде динамикалық және термиялық тұрақтылық тұрғысынан соңғысына қойылатын талаптарды азайтуға мүмкіндік береді.
Кернеуі 35 кВ дейінгі жоғары вольтты желілерде қысқа тұйықталуды шектеу электр реакторларын, кейбір жағдайларда ұсақ түйіршікті толтырғыштардан жасалған сақтандырғыштарды пайдалану арқылы жүзеге асырылады. Сондай-ақ, жоғары және төмен кернеуден қоректенетін тізбектер базаға жиналған тізбектермен қорғалған:
- тиристорлық қосқыштар;
- тез әрекет ететін жартылай өткізгішті ажыратқыштармен шунтталатын сызықты емес және сызықтық типтегі реакторлар;
- сызықты емес қиғаш реакторлар.
Шектегіш принципі
Токты шектейтін тізбектердің негізгі принципі энергияны жылу сияқты басқа түрге түрлендіруге қабілетті элементтегі артық токты сөндіру болып табылады. Бұл термистор немесе тиристор диссипациялаушы элемент ретінде пайдаланылатын ток шектегішінің жұмысында анық көрінеді.
Қорғаудың тағы бір әдісі, ол да жиі қолданылады - электр тогы көтерілген желіден жүктемені өшіру. Ажыратқыштардың бұл түрлері автоматты түрде болуы мүмкін, қауіп жойылғаннан кейін өзін-өзі қалпына келтіру мүмкіндігі бар немесе сақтандырғыштағыдай әрекет ететін қорғаныс элементін ауыстыруды қажет етеді.
Ең жетілдірілгені электр тогы артқан кезде оның өту арнасын жабу принципі бойынша жұмыс істейтін шектегіштердің электрондық схемалары. Бұл жағдайда сенсорлармен басқарылатын арнайы өту элементтері (мысалы, транзисторлар) пайдаланылады.
Заманауи аралас жүйелер белгілі бір шамадан тыс жүктемелер үшін ток шектегіштер функциясын және қысқа тұйықталу токтарында жүктемені өшіретін қорғаныс опциясын біріктіреді. Әдетте мұндай жүйелер жоғары вольтты желілерде жұмыс істейді.
Ток шектегіш тізбегі
МысалдаТокты шектейтін құрылғының қарапайым тізбегі арқылы сіз «электрондық сақтандырғыштың» қалай жұмыс істейтінін түсінуге болады. Схема екі биполярлы транзисторға жинақталған және төмен вольтты қуат көздерінде электр қуатының күшін реттеуге мүмкіндік береді.
Сұлба компоненттерін тағайындау:
- VT1 - өту транзисторы;
- VT2 - өту транзисторлық сигнал күшейткіші;
- Rs – ток деңгейінің сенсоры (төмен қарсылық резистор);
- R – ток шектеуші резистор.
Қолайлы мәннің тізбегіндегі ток ағыны Rs бойынша кернеудің төмендеуімен бірге жүреді, оның мәні VT2 бойынша күшейтілгеннен кейін өту транзисторын толық ашық күйде сақтайды. Электр қуатының күші шекті шектен асқаннан кейін VT1 транзисторының ауысуы электр энергиясының өсуіне пропорционалды түрде жасыра бастайды. Құрылғының бұл дизайнының айрықша ерекшелігі - төмен вольтты құрылғыларды қуаттандыру үшін қажет емес сенсордағы және өту элементіндегі үлкен жоғалтулар (кернеудің 1,6 В дейін төмендеуі).
Жоғарыда сипатталған схеманың аналогы анағұрлым мінсіз болып табылады, мұнда түйіспедегі кернеудің төмендеуін азайтуға өту элементін биполярдан өрістік транзисторға өтуге кедергісі төмен ауыстыру арқылы қол жеткізіледі. Алаңда жоғалтулар небәрі 0,1 В.
Шектеу тогын шектегіш
Осы типтегі жабдық индуктивті және сыйымдылық жүктемелерін (әртүрлі сыйымдылықтардағы) кернеудегі асқын кернеулерден қорғауға арналған.жіберу. Ол автоматтандыру жүйелерінде орнатылған. Ең бастысы, асинхронды қозғалтқыштар, трансформаторлар, жарықдиодты шамдар осындай ток жүктемелеріне ұшырайды. Бұл жағдайда жүктеме тогын шектегішті пайдалану салдары құрылғылардың қызмет ету мерзімі мен сенімділігін арттыру, электр желілерін түсіру болып табылады.
ROPT-20-1 құрылғысы бір фазалы ток шектегіштің заманауи үлгісінің мысалы бола алады. Ол әмбебап болып табылады және кернеуді басқаруға арналған ток шектегішін де, релені де қамтиды. Схеманы микропроцессор басқарады, ол іске қосу кернеуін автоматты түрде сөндіреді және желідегі кернеу рұқсат етілген деңгейден жоғарылаған жағдайда жүктемені өшіре алады.
Құрылғы қуат және жүктеме желілерінің үзілуіне кіреді, ол келесідей жұмыс істейді:
- Кернеу қолданылған кезде микроконтроллер қосылады, ол фазалық кернеудің бар-жоғын және оның мәнін тексереді.
- Бір кезең ішінде ақаулар анықталмаса, «Желі» жасыл жарық диодымен сигнал беретін жүктеме қосылған.
- 40 миллисекундтық кері санақ пайда болады және реле демпферлік резисторды шунттайды.
- Кернеу нормадан ауытқығанда немесе ол істен шыққанда, реле қызыл «Төтенше жағдай» жарық диодымен белгі беретін жүктемені өшіреді.
- Желі параметрлері (ток, кернеу) қалпына келтірілгенде, жүйе бастапқы күйіне оралады.
Генератор ток шегі
Автомобиль генераторларында тек шығыс кернеуінің мөлшерін ғана емес, сонымен қатар шығысты да бақылау маңызды.жүктеме тоғына. Егер біріншіден асып кету жарықтандыру жабдығының істен шығуына, құрылғылардың жұқа орамдарына, сондай-ақ аккумуляторды қайта зарядтауға әкелуі мүмкін болса, екіншісі генератор орамының өзін зақымдауы мүмкін.
Шығыс тогы соғұрлым артады, генератор шығысында соғұрлым көп жүктеме қосылады (жалпы кедергіні азайту арқылы). Бұған жол бермеу үшін электромагниттік ток шектегіші қолданылады. Оның жұмыс істеу принципі электр қуатының жоғарылауы кезінде генератордың қоздырғыш орамының тізбегіне қосымша кедергіні қосуға негізделген.
Қысқа тұйықталу тоғының шегі
Электр станциялары мен ірі зауыттарды асқын кернеуден қорғау үшін кейде ауыспалы ток шектегіштер (жарылу қаупі бар) қолданылады. Олар мыналардан тұрады:
- құрылғыны ажырату;
- сақтандырғыш;
- чип блогы;
- трансформатор.
Электр энергиясының мөлшерін басқару арқылы логикалық тізбек қысқа тұйықталу орын алған кезде детонаторға сигнал жібереді (80 микросекундтан кейін). Соңғысы картридж ішіндегі автобусты жарып жібереді, ал ток сақтандырғышқа қайта бағытталады.
Әртүрлі ток шектегіштерінің мүмкіндіктері
Шектеу құрылғысының әрбір түрі белгілі бір тапсырмаларға арналған және белгілі бір қасиеттері бар:
- сақтандырғыш - жылдам әрекет етеді, бірақ ауыстыру қажет;
- реакторлар - қысқа тұйықталу токтарына тиімді қарсы тұрады, бірақ оларда айтарлықтай жоғалтулар мен кернеудің төмендеуі болады;
- электрондық тізбектер және жылдам әрекет ететін автоматты ажыратқыштар - аз шығынға ие, бірақ асқын кернеуден аз қорғаныс;
- электромагниттік релелер - уақыт өте келе тозатын қозғалатын контактілерден тұрады.
Сондықтан үйіңізде қандай схеманы қолдану керектігін таңдау үшін белгілі бір электр тізбегіне тән факторлардың барлық ауқымын зерттеу керек.
Қорытынды
Электр желілеріне қол жеткізу электр және жұмыс тәжірибесі бойынша белгілі бір білімді қажет ететінін есте ұстаған жөн. Сондықтан мұндай жабдықты орнату кезінде қауіпсіздік шараларын сақтау маңызды. Бірақ мұндай жұмысты білікті маманға тапсырған дұрыс.
