Em qualquer circuito elétrico onde não haja circuitos estabilizadores e protetores, pode ocorrer um aumento indesejado na corrente. Isso pode ser resultado de fenômenos naturais (relâmpagos perto de uma linha de energia) ou o resultado de um curto-circuito (curto-circuito) ou correntes de pico. Para evitar todos esses casos, a solução correta é instalar um dispositivo de restrição na rede ou circuito local.
O que é um limitador de corrente?
Um dispositivo cujo circuito é construído de forma a evitar a possibilidade de um aumento na força da eletricidade acima dos limites de amplitude especificados ou permitidos, é chamado de limitador de corrente. A presença de proteção de rede com um limitador de corrente instalado permite reduzir os requisitos para esta última em termos de estabilidade dinâmica e térmica em caso de curto-circuito.
Em linhas de alta tensão com tensões de até 35 kV, a limitação de curto-circuito é feita por meio de reatores elétricos, em alguns casos, fusíveis feitos de cargas de granulação fina. Além disso, os circuitos alimentados por alta e baixa tensão são protegidos por circuitos montados na base:
- chaves tiristores;
- reatores do tipo não linear e linear, desviados com chaves semicondutoras de ação rápida;
- reatores polarizados não lineares.
O princípio do limitador
O princípio básico por trás dos circuitos limitadores de corrente é extinguir o excesso de corrente em um elemento que pode converter sua energia em outra forma, como calor. Isso é visto claramente na operação do limitador de corrente, onde um termistor ou tiristor é usado como elemento dissipador.
Outro método de proteção, que também é muito usado, é cortar a carga da linha na qual ocorreu o surto de eletricidade. Esses tipos de interruptores podem ser automáticos, com capacidade de auto-reinicialização após o desaparecimento da ameaça, ou exigir a substituição de um elemento de proteção reativo, como é o caso de um fusível.
Os mais avançados são os circuitos eletrônicos de limitadores que funcionam no princípio de fechar o canal para a passagem da eletricidade quando ela aumenta. Neste caso, são usados elementos de passagem especiais (por exemplo, transistores), que são controlados por sensores.
Os sistemas combinados modernos combinam a função de limitadores de corrente para certas sobrecargas e uma opção de proteção com desligamento de carga em correntes de curto-circuito. Normalmente, tais sistemas operam em redes de alta tensão.
Circuito limitador de corrente
No exemploCom o circuito mais simples de um dispositivo limitador de corrente, você pode entender como funciona um "fusível eletrônico". O circuito é montado em dois transistores bipolares e permite ajustar a força da eletricidade em fontes de alimentação de baixa tensão.
Atribuição dos componentes do circuito:
- VT1 - passa transistor;
- VT2 - amplificador de sinal de controle de transistor de passagem;
- Rs – sensor de nível de corrente (resistor de baixa resistência);
- R – resistor limitador de corrente.
O fluxo de corrente no circuito de um valor aceitável é acompanhado por uma queda de tensão em Rs, cujo valor, após amplificação em VT2, mantém o transistor de passagem em estado totalmente aberto. Assim que a força da eletricidade excedeu o limite, a transição do transistor VT1 começa a se esconder proporcionalmente ao aumento da eletricidade. Uma característica distintiva deste projeto do dispositivo são as grandes perdas (queda de tensão de até 1,6 V) no sensor e no elemento de passagem, o que é indesejável para alimentar dispositivos de baixa tensão.
Um análogo do circuito descrito acima é mais perfeito, onde uma redução na queda de tensão na junção é alcançada substituindo o elemento de passagem de um transistor bipolar para um de efeito de campo com uma baixa resistência de junção. Em campo, as perdas são de apenas 0,1 V.
Limitador de Corrente de Inrush
Equipamentos deste tipo são projetados para proteger cargas indutivas e capacitivas (de várias capacidades) de surtos emcomece. É instalado em sistemas de automação. Acima de tudo, motores assíncronos, transformadores, lâmpadas LED estão sujeitos a essas sobrecargas de corrente. A consequência do uso de um limitador de corrente de carga neste caso é um aumento na vida útil e confiabilidade dos dispositivos, descarregando as redes elétricas.
O dispositivo ROPT-20-1 pode servir como exemplo de um modelo moderno de limitador de corrente monofásico. É universal e contém um limitador de corrente de partida e um relé para controle de tensão. O circuito é controlado por um microprocessador, que amortece automaticamente o pico de partida e pode desligar a carga se a tensão na rede subir acima do nível permitido.
O dispositivo está incluso no corte das linhas de energia e carga, funciona da seguinte forma:
- Quando a tensão é aplicada, o microcontrolador liga, que verifica a presença de tensão de fase e seu valor.
- Se não forem detectados problemas durante um período, a carga é conectada, o que é sinalizado pelo LED verde "Rede".
- A contagem regressiva de 40 milissegundos ocorre e o relé desvia o resistor de amortecimento.
- Quando a tensão se desvia da norma ou falha, o relé desliga a carga, o que é sinalizado pelo LED vermelho "Emergência".
- Quando os parâmetros da rede (corrente, tensão) são restaurados, o sistema retorna ao seu estado original.
Limite de corrente do gerador
Em geradores de automóveis, é importante controlar não apenas a quantidade de tensão de saída, mas também a saídana corrente de carga. Se exceder o primeiro pode levar à falha do equipamento de iluminação, enrolamentos finos dos dispositivos, além de recarregar a bateria, o segundo pode danificar o enrolamento do próprio gerador.
A corrente de saída aumenta quanto mais carga estiver conectada na saída do gerador (reduzindo a resistência total). Para evitar isso, um limitador de corrente eletromagnético é usado. Seu princípio de funcionamento baseia-se na inclusão de resistência adicional no circuito do enrolamento de excitação do gerador em caso de aumento de eletricidade.
Limite de corrente de curto-circuito
Para proteger usinas de energia e grandes fábricas de correntes de surto, às vezes são usados limitadores de corrente do tipo chaveamento (ação explosiva). Eles consistem em:
- desconectar dispositivo;
- fusível;
- bloco de chip;
- transformador.
Ao controlar a quantidade de eletricidade, o circuito lógico envia um sinal ao detonador (após 80 microssegundos) quando ocorre um curto-circuito. Este último explode o barramento dentro do cartucho, e a corrente é redirecionada para o fusível.
Recursos de diferentes limitadores de corrente
Cada tipo de dispositivo de restrição é projetado para tarefas específicas e possui certas propriedades:
- fusível - ação rápida, mas precisa ser substituído;
- reatores - resistem efetivamente a correntes de curto-circuito, mas têm perdas e quedas de tensão significativas;
- circuitos eletrônicos e disjuntores de ação rápida - possuem baixas perdas, mas pouca proteção contra sobretensões;
- relés eletromagnéticos - consistem em contatos móveis que se desgastam com o tempo.
Portanto, ao escolher qual circuito aplicar em sua casa, você precisa estudar toda a gama de fatores específicos de um determinado circuito elétrico.
Conclusão
Lembre-se que o acesso às redes elétricas requer certos conhecimentos em elétrica e experiência de trabalho. Portanto, ao instalar tais equipamentos, é importante observar as precauções de segurança. Mas é melhor, é claro, confiar esse trabalho a um especialista qualificado.
