Disjoncteur - Besoin et définition
L'électricité provenant de notre maison ou de tout autre endroit à partir des réseaux de distribution d'énergie forme un grand circuit avec les lignes de connexion à la centrale électrique formant une extrémité appelée le fil chaud et les lignes de connexion à la terre formant une autre extrémité. La charge électrique circule entre ces deux lignes et le potentiel se développe entre elles. La connexion de charges (appareils) offrant une résistance à ce flux de charge complète le circuit complet et tout le système électrique à l'intérieur de la maison fonctionne sans à-coups tant que les appareils ont une résistance suffisante et ne provoquent pas de surintensité. Un court-circuit ou une charge excessive circulant dans le circuit ou une connexion soudaine du fil de l'extrémité chaude au fil de terre chaufferait les fils, provoquant un incendie. Pour éviter de telles situations, une protection de circuit est utilisée qui coupe simplement le circuit restant dans de telles conditions.
En règle générale, il existe deux façons de résoudre ce problème ci-dessus:
Fusible . : Il se compose d'un fil fin enfermé dans un boîtier. En cas de courant excessif, le fil du fusible brûle ou se désintègre simplement, provoquant la rupture du circuit. Cependant, ils ne sont pas fiables et le fil du fusible doit être changé manuellement une fois qu'il brûle. Ainsi, ils ne sont généralement pas préférés.
Commutateurs : Une autre façon de protéger le circuit est de s'assurer que le flux de courant est arrêté ou que l'alimentation en tension de la ligne est arrêtée, en cas de surintensité. Ceci est fait par le fonctionnement automatique de l'interrupteur qui se déclenche lors de la détection de surintensité ou de tout défaut, isolant ainsi la ligne de défaut de l'ensemble du circuit et peut à nouveau être allumé pour rétablir le fonctionnement. Il est plus avantageux car il permet une identification rapide de la zone de défaut et une restauration rapide. Il est également sûr électriquement par rapport à un fusible.
Fusible électronique
Avant d'entrer dans les détails sur le disjoncteur électronique, jetons un coup d'œil à un fusible électronique.
La tension nominale d'un relais doit être égale à la tension appliquée et le condensateur de 100uF doit être utilisé et le courant traversant le circuit peut être ajusté à l'aide d'un potentiomètre de 100K. Si un fusible est utilisé, la valeur R2 doit être abaissée. Alors que SW1 est activé, cela amène L2 au circuit, par conséquent, le courant à travers la résistance R2 augmente, provoquant une chute de tension plus élevée à travers R2.
Fusible électronique réarmable - Schéma du circuit:
Par le préréglage 100K et R1, cette tension déclenche le SCR U1 qui actionne le relais RL1. Cela déconnecte l'alimentation de la charge et en même temps supprime l'alimentation du SCR. La surcharge doit être supprimée et sw2 doit être désactivé et remis en marche pour réinitialiser. Tout SCR peut être utilisé pour répondre aux exigences de tension et de déclenchement de grille.
Besoin d'un disjoncteur électronique
Un disjoncteur miniature traditionnel se compose d'une bande bimétallique pour protéger contre le courant de charge et d'un électroaimant pour protéger contre le courant de court-circuit. En cas de surcharge, le bilame se plie provoquant la libération du ressort avec le déplacement du point de verrouillage et éventuellement l'ouverture des contacts MCB. La bobine électromagnétique développe une force magnétomotrice à travers elle lorsqu'un grand courant la traverse, ce qui provoque le déplacement du point de verrouillage et ouvre à nouveau les contacts MCB. Ainsi, en cas de surcharge et de court-circuit, le MCB se met en position d'arrêt.
Cependant, ce disjoncteur miniature classique présente plusieurs inconvénients:
- Ils sont assez chers et plus le courant de court-circuit est élevé, plus le coût du MCB.
- Le bilame a tendance à se déformer facilement en raison de la chaleur ou de l’augmentation de la température de l’environnement, ce qui entraîne une réduction de la capacité de courant du disjoncteur.
- En raison de l'utilisation de composants mécaniques, ils sont plus sujets à l'usure.
- Le temps de déclenchement est plus lent.
Pour surmonter tous ces problèmes, la solution la plus pratique consiste à utiliser un disjoncteur électronique ou un disjoncteur comportant un interrupteur automatique à commande électronique. Il n'implique aucune bobine électromagnétique, aucune bande thermique ou aucun composant mécanique.
Définition d'un disjoncteur électronique
Une disjoncteur électronique se compose de l'interrupteur à commande automatique commandé par la rétroaction de la charge. Il est basé sur le fait qu'au moment où le courant est trop absorbé par les charges ou circule trop dans la ligne, l'interrupteur est automatiquement fermé pendant un certain temps et l'interrupteur est ensuite automatiquement activé après ce certain laps de temps. . L'interrupteur peut être un interrupteur électronique de puissance comme un SCR ou un interrupteur électromécanique comme un relais, qui est contrôlé par n'importe quel élément de détection de courant comme une résistance. Ce disjoncteur ultra-rapide utilise une résistance série pour détecter le courant et, bien qu'il dépasse la valeur définie, la chute de tension correspondante (à travers la résistance série) augmente également. Cette tension est détectée, redressée en courant continu, puis comparée à une tension prédéfinie par un comparateur pour générer une sortie qui entraîne un relais à travers un MOSFET pour déclencher la charge instantanément. Le mécanisme de déclenchement est très rapide car il est basé sur des principes de détection de courant plutôt que sur des mécanismes de déclenchement thermiques comme le MCB. Un microcontrôleur peut être utilisé pour afficher sur un écran LCD l'état du disjoncteur.
Ainsi, en utilisant ce dispositif, une coupure de circuit ultrarapide peut être obtenue pour éviter à un équipement coûteux d'éventuels dommages. En utilisant ce concept unique, un prototype peut être développé comme travail de projet pour les étudiants en génie électrique.
Un disjoncteur électronique fonctionne sur le principe du mécanisme de détection de courant. Il fournit à la fois une protection contre les surcharges et les courts-circuits car dans tous les cas, le courant à travers la ligne est surveillé et l'interrupteur se déclenche en cas de surintensité.
Exemple de fonctionnement d'un disjoncteur électronique simple
Un élément de détection de courant ou une résistance peut être utilisé pour détecter la quantité de courant circulant à travers la charge. La chute de tension de la résistance est donnée à l'entrée non inverseuse du comparateur et une tension fixe est donnée à la borne inverseuse du comparateur. Dans le cas d'un fonctionnement normal (courant circulant avec un nombre adéquat de charges), la chute de tension aux bornes de la résistance est inférieure à la tension fixe et l'entrée du comparateur est suffisamment basse pour provoquer l'arrêt du MOSFET. Le contact commun du relais est connecté au contact normalement fermé et le circuit est terminé avec la charge recevant l'alimentation en courant du secteur.
Cependant, lorsqu'une charge supplémentaire est connectée, le courant à travers l'élément de détection de courant augmente, ce qui à son tour augmente la chute de tension à travers la résistance. À un moment donné, cette chute de tension est supérieure à la tension fixe, c'est-à-dire que l'entrée à la borne non inverseuse est supérieure à l'entrée à la borne inverseuse du comparateur. Cela provoque une sortie logique élevée au niveau du comparateur, avec une tension suffisante pour déclencher le MOSFET en condition. Lorsque le MOSFET conduit, la bobine de relais est mise sous tension et le contact commun est maintenant connecté à un contact normalement ouvert. Cela entrave la circulation du courant car le circuit est maintenant interrompu et les charges sont commutées en raison du manque d'alimentation.
Avantages du disjoncteur électronique
- Les disjoncteurs électroniques peuvent être conçus pour se déclencher lors de petites surcharges et ils ne réagissent pas aux courants d'appel.
- Ils ont un temps de réponse plus rapide car les caractéristiques de réponse ne dépendent que du temps nécessaire pour que le courant traversant la jonction semi-conductrice conductrice soit nul.
- Ils ne souffrent pas des problèmes d’usure des systèmes conventionnels car les composants utilisés sont électroniques.
- Ils sont moins chers car les composants utilisés sont plus légers et moins coûteux et faciles à entretenir.
Disjoncteurs électroniques pratiques
Commutateur de protection électronique par Phoneix
Il fonctionne avec une alimentation de 24 V CC et est livré avec un concept de surveillance et de signalisation à distance. Il consiste en une réinitialisation télécommandée. Il est utilisé pour protéger les relais, les contrôleurs programmables, les moteurs, les capteurs, les actionneurs, les vannes, etc.
HFDE308032
Il est livré avec des caractéristiques de courant ajustables de 15 à 80 A et comprend un réglage de longue durée réglable, un réglage de courte durée et un réglage instantané avec un signal d'état et une alarme intégrés.
Crédit photo:
- Fusible électrique par Ventes Pragati
- Disjoncteur NC100H par CIRTG
