Circuite secundare cu elemente inductive

Circuite secundare cu elemente inductive

Dispozitive de protectie contra supratensiuni sunt numeroase. Tinand cont de faptul ca este, in general, inutil sa se reduca aceste supratensiuni la un nivel foarte scazut, se pot alege dispozitive dintre cele mai simple, ieftine si fiabile. Unele dintre acestea, cum sunt ansamblurile condensatoare-rezistente, pot fi amplasate fie in paralel cu contacte de comanda, fie in paralel cu bobina comandata (elementul de executie).

Punerea in paralel cu bobina este, in general, preferabila datorita simplitatii si, in cazul unui scurtcircuit accidental al dispozitivului de protectie nu exista nici un risc de comanda intempestiva a releului de comanda. Punerea in paralel cu contacte poate fi necesara daca    inductanta circuitului comandat este data, in mare parte, de inductanta liniei legaturilor intre contacte si bobine.

In cele ce urmeaza sunt prezentate numai dispozitivele de protectie montate in paralel cu bobinele releelor: rezistente (liniare sau nu), ansambluri condensatoare-rezistente, diode.

A) Rezistente in paralel cu bobina releului

Tensiunea U care apare la bornele bobinei, imediat dupa deschiderea contactelor, este egala cu produsul dintre valoarea rezistentei de protectie Rp si curentul I= care parcurge bobina inaintea deschiderii contactelor. Datorita inductantei bobinei, curentul nu poate varia brusc:

Tensiunea la bornele contactului are valoarea:

Datorita capacitatii proprii a bobinei, valorile masurate sunt putin inferioare valorilor calculate. Este deci posibil sa se limiteze, la o valoare cunoscuta, tensiunea maxima care ar putea sa apara la bornele contactului de comanda.

In cazul unui contact realizat in mercur, aceasta valoare trebuie sa fie inferioara tensiunii de remorsare specificata de constructor, in cazul unui contact uscat obisnuit, valoarea defineste amplitudinea maxima a supratensiunilor de inalta tensiune (IF) emise in cazul remorsarii. In practica, supratensiunile de IF sunt intotdeauna inferioare valorii maxime calculate. Numeroase incercari efectuate pe relee si contactoare alimentate sub 48 V au permis sa se constate ca se poate limita amplitudinea la cateva procente de volti prin folosirea unei rezistente cu valoarea de trei ori mai mare decat a rezistentei bobinei.

Utilizarea acestui mod de protectie are urmatoarele inconveniente:

majorare cu circa 30% a consumului de energie;

crestere a duratei de eliberare a armaturii releului; aceasta este multiplicata cu un coeficient de valoare 2 sau 3 atunci cand se utilizeaza o rezistenta egala cu de trei ori valoarea rezistentei bobinei;

Utilizarea rezistentelor neliniare (varistoarele) permite evitarea primului inconvenient deoarece consumul sub tensiunea nominala poate fi mentinut la cativa miliamperi. Alegerea tipului de rezistenta trebuie facuta cu grija tinand cont de dispersia caracteristicilor:

puterea absorbita in regim permanent de rezistenta neliniara sub tensiunea maxima de alimentare (in general Un +10%) trebuie sa fie inferioara puterii nominale a rezistentei la temperatura mediului ambiant in limitele impuse de caietul de sarcini (de exemplu, -5 ⁰ C+40 ⁰ C);

tensiunea care apare la bornele rezistentei neliniare, cand este parcursa de curent egal celui absorbit de bobina releului, trebuie sa fie egala cu o valoare precizata (mai mare de trei ori valoarea tensiunii de alimentare), in acelasi domeniu de temperatura ca mai sus.

In aceste conditii, supratensiunile observate sunt de acelasi ordin de marime ca in cazul utilizarii unei rezistente liniare care este de trei ori valoarea rezistentei bobinei. Cresterea duratei de eliberare a armaturii releului este de circa doua ori mai mica decat in cazul utilizarii rezistentei liniare.

B) Ansamblu rezistenta-condensator in paralel cu bobina releului

Rezistenta plasata in serie cu un condensator are drept efect scaderea curentului absorbit la punerea sub tensiune a releului; daca valoarea este suficient de mica (de exemplu, o sutime de ohm ) influenta sa, la punerea    sub tensiune a releului, poate fi neglijata.

In momentul deschiderii contactului de comanda, prezenta condensatorului in paralel cu bobina releului are drept efecte:

reducerea vitezei de variatie a tensiunii la bornele bobinei; aceasta viteza se modifica de la valoarea

la valoarea

unde:

- E ,tensiunea de alimentare,

- R si C, rezistenta si capacitatea bobinei

- Cp ,capacitatea de protectie.

limitarea, in absenta reamorsarii arcului la contactul de comanda, a amplitudinii maxime a tensiunii la bornele bobinei; daca inductivitatea acesteia din urma este constanta    si daca pierderile in rezistenta bobinei releului se pot neglija, aceasta amplitudine maxima se modifica de la valoarea

la valoarea

Alegand corect valoarea Cp, este posibil pe de o parte sa se evite reamorsarea arcului intre contactele de comanda si, deci, supratensiunea de inalta frecventa si, pe de alta parte, sa nu creasca prea mult durata de declansare a releului.

C) Dioda in paralel cu bobina releului

Acest mod de protectie permite, practic, anularea tensiunii la bornele bobinei in momentul deschiderii contactelor de comanda, cu conditia utilizarii unei diode ultrarapide.

Tensiunea care apare la contactele de comanda este sensibil egala cu tensiunea de alimentare; daca se produce reamorsarea arcului intre aceste contacte, amplitudinea oscilatiilor de IF este foarte redusa.

Durata de eliberare a armaturii in cazul unui releu protejat cu dioda este mult crescuta, cam de cinci ori in comparatie cu cea a releului neprotejat.

Acest tip de protectie nu trebuie utilizat decat daca sursa de alimentare este protejata impotriva supratensiunilor de origine externa. In caz contrar, exista riscul de distrugere a diodei prin tensiune inversa. Protectia este potrivita in cazul circuitelor electronice, situatie in care cresterea duratei de declansare a releului nu prezinta un inconvenient.