Устройство защита от перенапряжения для источников питания
Схема “crowbar” (показанная на рис.1) это и есть устройство защита от перенапряжения. При нормальном использовании, питание 12В подается на выход через диод обратной защиты и предохранитель. Стабилитрон выбран с немного большим напряжением; в данном случае 15В. Когда входное напряжение достигает 15В, стабилитрон проводит ток, создавая напряжение на R2.
Еще одна форма перенапряжения — это скачок напряжения в линии электропередачи. Скорее всего, это проблема со стороны электросети переменного тока. Часто применяемое техническое решение состоит в том, чтобы подключить параллельно источнику питания переменный MOV-варистор.
MOV (Металл-оксидный варистор с переменной величиной), похож на резистор большого номинала (несколько сотен кОм), который очень быстро реагирует на повышение напряжения. Во время кратковременного падения напряжения, его сопротивление становится достаточно низким, тем самым предохраняя цепь от скачка. См. Рис.4 ниже.
Устройство защиты цепей постоянного тока от перегрузок |
Защита от критического значения тока
В предыдущей статье мы рассмотрели регуляторы и способы ограничения их тока. Давайте посмотрим на это еще раз.
На рис.5 Q8 — это магистральный входной транзистор, регулируемый цепочкой Q10 и D8. R19 и Q9 — эта часть схемы контролирует максимальный ток. Если напряжение между базой и эмиттером Q9 достигает 0,6 В, Q9 начинает включаться, тем самым гасит ток в базе Q8, принуждая его отключаться.
Фокус заключается в подборе номинала R19 таким образом, чтобы при токе отсечки, напряжение снижалось на 0,6V. Итак, если мы хотим отключиться на токе 2А, R = V/I = 0,6/2 = 0,3 или 0,33 Ом. Поскольку этот резистор пропускает через себя полный ток нагрузки, он должен быть рассчитан на мощность не менее 5 Вт.
Обратите внимание, что вы должны на компонентах, которые будут нагреваться, оставить длину выводов немного побольше, и увеличить под них площадь радиатора охлаждения на печатной плате. Кроме того, припаяйте его, чтобы значительно повысить его способность рассеивать тепло (но не делайте этого с радиочастотными компонентами!)
Защита от перегрева
В качестве датчиков используют полупроводниковые PTC терморезисторы (термисторы или позисторы). Термисторная защита наиболее эффективна, поскольку реагирует на все возможные причины возникновения перегрева — заклинивание подшипников или нагрузки (быстрое нагревание), перегрузка, обрыв фазы или плохое охлаждение (медленное нагревание).
Стандартное сопротивление позистора при температуре +25°С должно быть не более 300 Ом. При повышении температуры до пороговой сопротивление резко возрастает до значений более 2 кОм.
Если электродвигатель расположен в ответственном месте, целесообразно установить несколько датчиков внутри него и на корпусе с целью постоянного мониторинга и быстрого реагирования на внештатные ситуации.
Для защиты от перегрева корпуса очень важно обеспечить правильную работу воздушного охлаждения. В системе охлаждения используется вентилятор обдува, крыльчатка которого насажена на вал электродвигателя. Эффективность обдува снижается с повышением температуры окружающей среды. Рабочая мощность двигателя может быть равна номинальной при температуре среды не выше 40°С.
При повышении температуры воздуха мощность на валу должна быть снижена, иначе двигатель начнет перегреваться. Так, при температуре окружающей среды +60°С мощность не должна превышать 82% от номинала.
На перегрев двигателя также влияет высота его установки над уровнем моря. Это связано с меньшей эффективностью отбора тепла воздушным потоком на больших высотах. Например, если на высотах до 1000 м рабочая мощность может быть равна номинальной, то на высоте 4000 м мощность необходимо снизить до 80%.
На большой высоте и при высокой температуре окружающей среды можно не понижать механическую мощность , если обеспечить принудительное интенсивное охлаждение. Более того, при интенсивном охлаждении и нормальных условиях работы можно добиться мощности выше номинала. В таких случаях нужно уделить особое внимание мониторингу температуры двигателя.
Способы защиты электродвигателей | Техпривод
- выход за пределы параметров питающего напряжения
- неправильное подключение схемы питания
- электрическая неисправность двигателя
- механическая неисправность двигателя
- перегрузка электродвигателя со стороны нагрузки
- несоответствие условий окружающей среды
Защита двигателя при использовании частотного преобразователя
Преобразователь частоты – это электронное устройство, способное реализовать программно или аппаратно различные виды защиты.
Частотный преобразователь позволяет изменять скорость вращения вала. При этом изменяется не только частота питающего напряжения, но и величина напряжения. Важно правильно устанавливать рабочие точки на вольт-частотной характеристике двигателя.
В частном случае отношение напряжения к частоте является константой. Однако, исходя из принципов и задач регулирования, можно менять это отношение, изменяя форму кривой регулирования. Например, из-за понижения момента на низких частотах прибегают к увеличению минимального выходного напряжения, что, при злоупотреблении, может привести к перегреву.
При работе двигателя от частотного преобразователя, когда скорость вращения может быть гораздо меньше номинала, необходимо устанавливать принудительное независимое воздушное охлаждение.
Защита кабелей от перегрузок
ГОСТ Р 50571.4.43-2012, действующий с 1 января 2014 года, требует осуществления контроля сверхтока в нейтральном проводнике и соответственно его защиты в двух случаях (рассматривается система TN):
— если площадь сечения нейтрального проводника меньше площади сечения линейных проводников (п.431.2.1)
— если гармоники тока нагрузки в линейных проводниках таковы, что ток в нейтральном проводнике может превысить допустимое для данного сечения проводника значение (п. 431.2.3).
При превышении тока в нейтральном проводнике допустимого значения целесообразно разъединять только линейные проводники. Требования контроля сверхтоков распространяются и на PEN проводники.
Защита от обратной полярности, обратной ЭДС
Установка защитного оборудования
Прокладка качественной и медной проводки, соответствующей нагрузкам в доме, является первым шагом на пути защиты от нагрузок и короткого замыкания. Однако этого недостаточно, и какой бы хорошей не была электропроводка, она все равно требует установки защитного оборудования.
Во-первых, должен быть установлен хоть один автоматический выключатель, который поспособствует отключению электричества в случае КЗ (короткого замыкания) и перегрузки электропроводки. Во-вторых, для большей защиты, уже не электропроводки, а человеческой жизни, лучше будет дополнительно установить УЗО.
Устройство защитного отключения сможет определить утечку тока на корпус электроприбора или в других случаях. Дотронувшись в этот момент до металлических частей корпуса, УЗО моментально отреагирует и обесточит электроприбор. Таким образом, ток не пройдет через тело человека, и он будет защищен от такой неприятности.
Сборка корпуса
Корпус можно как найти готовый, так и собрать самостоятельно. Изготовить его можно, например, из фанеры и ДВП, как я и сделал. В первую очередь вырезается прямоугольная передняя панель, на которой будут установлены все органы управления.
Затем изготавливаются стенки и днище ящика, конструкция скрепляется воедино саморезами. Когда готов каркас, можно устанавливать внутрь всю электронику.
