Uma visão geral dos produtos elétricos modernos usando o exemplo dos produtos da Moeller
A gama de produtos elétricos atualmente fabricados é tão ampla que uma descrição detalhada de suas variedades, características e características de uso exigiria uma publicação em vários volumes. Isso não é necessário para a revisão. Basta mostrar com o exemplo de aparelhos elétricos individuais as possibilidades abertas pelo uso de equipamentos modernos.
A engenharia elétrica, que surgiu simultaneamente com o desenvolvimento da eletricidade, desenvolveu-se gradualmente — desde os mais simples conectores, seccionadores e dispositivos de proteção até os mais complexos sistemas de microprocessadores que garantem o funcionamento coordenado de centenas de dispositivos elétricos sem qualquer envolvimento humano — de forma automática.
O desenvolvimento de sistemas de alimentação e automação baseados em produtos Moeller (assim como ABB, Legrand, Schneider Electric, etc.), graças à unificação e padronização, consiste atualmente na seleção de elementos e dispositivos existentes e seu layout em um determinado esquema que pode ser arbitrariamente complexo e multinível - o intervalo é amplo o suficiente para qualquer solução de engenharia. Você só precisa saber exatamente o que o fabricante oferece ao desenvolvedor — e a partir disso continuar desenvolvendo os detalhes incluindo informações adicionais (catálogos, sites, análises técnicas etc.).
A divisão tradicional de produtos em produtos industriais e domésticos é atualmente injustificada - a eletrificação de casas modernas às vezes se torna uma tarefa séria, não inferior em complexidade ao projeto de uma linha de montagem industrial. Proteção em vários níveis, automação de sistemas de irrigação e aquecimento, controle remoto - esta é uma lista incompleta de sistemas usados para as necessidades domésticas. Com base nisso, seria aconselhável olhar para os produtos elétricos como um todo, — assim evitamos repetições desnecessárias e obtemos uma imagem mais ou menos clara.
Sistema de exibição e controle
Caso a complexidade do sistema elétrico dificulte o gerenciamento de dispositivos espalhados pelo território ou seja necessário um monitoramento constante de seu estado, uma unidade indicadora e de controle é montada, combinando elementos de controle (botões, interruptores, joysticks) e elementos de exibição (lâmpadas e quadros).Isso permite, sem sair de um lugar, gerenciar, por exemplo, uma linha de montagem, enquanto exerce controle sobre a saúde de todos os seus elementos e o processo de montagem.
A política de sortimento da Moeller é tal que os elementos de controle tenham um design modular: cada um deles consiste em pelo menos três elementos: a parte externa protegida contra água e poeira, a parte de conexão intermediária e a parte de contato inferior.
A parte externa pode ser: uma lente transparente (para lâmpadas), um botão (transparente e não), uma alça (para chaves rotativas e joysticks), um cilindro de trava (para chaves) ou um potenciômetro equipado com uma escala. A parte do meio é a mesma para todos os elementos - de um lado o elemento externo é inserido nela e, do outro, os internos se encaixam - até quatro peças. As partes inferiores são selecionadas individualmente a partir de dois tipos de elementos: contatos (para fechamento e abertura) e Módulos LED (para lâmpadas e botões).
Os controles já montados podem ser montados em caixas de marca (de 1 a 12 lugares padrão), em um dinrack (usando um adaptador especial) ou em qualquer caixa adequada com furo de 22 mm (para RMQ-Titan). Botões e lâmpadas são equipados com várias sobreposições simbólicas ou placas de informação informando sobre a finalidade deste ou daquele elemento de controle.
Para sistemas de controle mais complexos, pode ser aconselhável o uso de elementos da série RMQ-16, que se diferenciam pela forma retangular dos elementos externos, o que permite uma montagem mais compacta - ponta a ponta e menor diâmetro da plataforma - 16 mm.
Se for necessário monitorar o estado da instalação do gerador não do painel de controle, mas, digamos, de dois ou três pontos distantes do aparelho, pode-se usar torres de sinalização especiais, que são montadas a partir de cilindros multicoloridos com luz constante , piscando e piscando (luzes estroboscópicas). Além disso, a torre pode incluir um indicador sonoro (buzzer) que geralmente sinaliza uma emergência.
Sensores para sistemas de automação
A operação de qualquer sistema automático (das persianas à linha de montagem) baseia-se principalmente no princípio do feedback: o sistema de controle monitora a posição das partes móveis do mecanismo e, de acordo com essa posição, regula o funcionamento do motor (hidráulicos), o que acaba por permitir um funcionamento bem coordenado de todo o sistema. Os "olhos e ouvidos" do sistema automático são sensores cujos contatos são trocados no momento de uma determinada mudança no ambiente externo. Dependendo do que exatamente o sensor responde, ele se refere a um ou outro grupo de sensores.
Os sensores mais simples e comuns — fins de curso (séries LS e AT) — são acionados por ação mecânica em seu pino, que é alinhado com o grupo de contato dentro de seu invólucro. O módulo básico de tal sensor, dependendo dos requisitos impostos a ele, é equipado com vários acessórios: um rolo e um pino, cujo sortimento, assim como a estrutura interna do módulo básico, é muito diversificado e é selecionado individualmente.
Se você deseja capturar o movimento de um objeto de metal, o chamado sensor capacitivo (série LSC) ou indutivo (série LSI). O sensor sensível à pressão (definido a partir de 0,6 bar) está disponível na série MCS.
Relés multifuncionais
Vários sensores que respondem a mudanças no ambiente são descritos acima. Agora veremos dispositivos que processam sinais de sensores e controlam diretamente unidades elétricas.
O dispositivo de automação mais simples - o mecanismo de controle do obturador - não requer nenhum dispositivo de controle especial: os contatos da chave fim de curso controlam diretamente o motor de acionamento. Mas e se não houver um sensor, mas houver, por exemplo, cinco deles, e os sinais deles deverem fazer com que não apenas o motor ligue, mas também a execução de parte de um programa complexo, digamos, para controlar o aquecimento e ventilação do armazém do museu ?
Em meados do século 20, tal tarefa teria causado uma grande dor de cabeça para o projetista, pois tais tarefas eram executadas por complexos circuitos de diodo-relé, que eram problemáticos para instalação e comissionamento, sem falar nos possíveis reparos. Mas agora, graças aos avanços da ciência e da tecnologia que levaram ao surgimento dos microcontroladores, a tarefa tornou-se tão simples que um aluno pode executá-la.
São relés multifuncionais da série Easy. Esse relé é uma unidade de tamanho pequeno, na parte superior da qual existem terminais de entrada (para sensores) e terminais de energia, e na parte inferior existem terminais de saída, dos quais os sinais são enviados aos dispositivos controlados. simplicidade externa, tal dispositivo esconde capacidades impressionantes — um único relé da série Easy 800 pode controlar uma pequena oficina de montagem e, quando vários relés são combinados com um cabo de rede em um sistema, é quase impossível esgotar suas capacidades.
A instalação do relé Easy envolve várias etapas.Em primeiro lugar, é desenvolvido um algoritmo de controle que leva em consideração as necessidades do cliente e as características do processo de trabalho: dependendo dos processos controlados, são selecionados sensores discretos (interruptores de limite, relés de controle de fase, etc.) .
Dependendo da complexidade do algoritmo resultante, um tipo específico de relé é selecionado (simples, série 500 ou multifuncional — série 800, com ou sem display). Então, usando um computador e um cabo especial, o relé selecionado é programado - o algoritmo especificado é salvo na memória do relé. Depois disso, o relé é testado, instalado e conectado à fonte de alimentação (220 ou 24V), bem como aos fios dos sensores e dos acionamentos.
Se necessário, o relé é equipado com um display gráfico portátil MFD-Titan (resistente a poeira e umidade), que permite exibir informações sobre os processos controlados, tanto na forma de números quanto na forma de diagramas gráficos, cuja visualização é também configurável usando um computador.
Contatores
Os relés descritos acima, assim como os dispositivos de controle, têm uma desvantagem: a corrente máxima que podem passar é baixa - até 10A. Na maioria dos casos, os dispositivos controlados (especialmente os industriais) consomem mais corrente, portanto, dispositivos especiais de transição - contatores - são necessários para seu controle. Nesses dispositivos, a grande corrente necessária para alimentar um dispositivo poderoso é controlada por uma pequena corrente que passa pela bobina de controle. Neste caso, uma grande corrente flui através dos contatos individuais de alta corrente.
Os contatores menores (DILA, DILER, DILR) são usados quando a corrente de controle é muito pequena e a controlada não é muito alta (não mais que 6 A). Em corrente controlada mais alta, o controle de dois estágios é usado.Esses contatores são pequenos e são colocados em um trilho DIN padrão. Eles são equipados com contatos auxiliares, supressores (pára-faíscas) e relés de retardo pneumáticos (para DILR).
Os contatores DILE (E) M são semelhantes aos anteriores, mas possuem uma corrente operacional maior (6,6 — 9 A).
Em seguida estão os contatores da série DILM (7 — 65) que apareceram recentemente. Eles, como os anteriores, são montados em um trilho DIN, mas são projetados para uma corrente mais alta - de 7 a 65 A. Eles são complementados com adições frontais e laterais. contatos, supressores, bem como relés térmicos usados ao alimentar motores elétricos (veja abaixo).
Os contatores DIL (00M — 4AM145) são grandes e podem ser montados em placas. Dos contatores de média potência (corrente de 22 a 188 A), eles possuem o conjunto mais completo: adicionais laterais, traseiros e frontais. contatos, supressor, relé térmico e relé de retardo pneumático.
Contatores DILM mais potentes (185 — 1000) com potência de até 1000 A, têm dimensões maiores, são instalados em uma placa de montagem e são equipados com adições laterais. contatos, um intertravamento mecânico para coleta em um circuito reversível (veja abaixo), um relé térmico, uma tampa protetora para um relé térmico, bem como braçadeiras para braçadeiras de cabo.
Além dos contatores individuais, também são produzidos conjuntos de contatores para partida de motores trifásicos (estrela-triângulo — série SDAIN) e para chave de transferência automática (entrada de backup automático) — série DIUL.
Além do controle remoto da carga de potência, o contator pode ser utilizado como dispositivo de partida e proteção do motor elétrico — juntamente com um relé térmico que contém um disparador térmico que abre o circuito em caso de sobrecarga, um regulador de corrente de disparo e um botão de disparo, que abre o circuito da bobina e desabilita o circuito. O circuito reverso é usado quando dois contatores estão operando em pares e apenas um deles pode estar operando a qualquer momento - para fornecer energia de backup à carga em caso de falha de energia elétrica.
relé de controle
Os relés de controle são dispositivos funcionalmente independentes que controlam a carga dependendo de sua função. Os relés de retardo de tempo contêm um circuito que atrasa a ativação ou desativação da carga por um período de tempo predeterminado. Tal atraso é necessário em sistemas que combinam cargas indutivas potentes e não indutivas potentes (por exemplo, motores elétricos e aquecedores elétricos) para evitar a sobrecarga da rede no momento da ligação — a carga não indutiva é ligada um pouco mais tarde, quando os motores entram em um modo de operação de corrente relativamente baixa. Além disso, esses relés são usados em dispositivos de automação.
Os relés de retardo mais simples da série DILET possuem um projeto eletromecânico e um tempo de retardo de 1,5 s a 60 h. Os relés eletrônicos de retardo de tempo (ETRs) são menores e permitem tempos de retardo de 0,05 s a 100 h.
Os relés de monitoramento de tensão permitem que a carga desligue quando a tensão de alimentação muda criticamente, evitando assim danos à unidade principal cara e difícil de instalar.
O relé EMR4-I monitora a tensão monofásica - seus limites mínimo e máximo, bem como, se necessário, o atraso de ligar ou desligar.
O relé EMR4-F monitora a igualdade de fase da tensão trifásica e também protege a carga contra falha de fase. O relé EMR4-A permite ajustar o desequilíbrio permitido da tensão trifásica monitorada.
O relé EMR4-W é semelhante ao EMR4-I, mas é projetado para controle de tensão trifásica. Os relés de controle de nível de líquido, como o nome sugere, são usados para manter o nível de um líquido (geralmente água) em um reservatório (como uma piscina).
No momento em que o nível do líquido ultrapassa os limites limitados pelos contatos de controle, o relé liga ou desliga a bomba, fornecendo líquido para o tanque. A série desses relés é chamada de EMR4-N.
Se por algum motivo o invólucro do grupo gerador não estiver aterrado, pode ser aconselhável instalar um relé da série EMR4-R que monitore a resistência entre o invólucro da unidade e o aterramento e desligue a unidade caso essa resistência seja perigosamente excedida. O valor de resistência no qual ocorre o corte é ajustável.
Todos os relés da série EMR4 são montados em trilho DIN, possuem indicação do estado atual do dispositivo e permitem uma carga de até 5 A por linha.
Interruptores para seccionadores
Para disparo manual (power off) e chaveamento de cargas com consumo de corrente de até 315 A, são utilizados interruptores das séries T (0-8) e P (1, 3 e 5) operados por uma alavanca rotativa.
Diferenciam-se pelo tipo de instalação: versão aberta (resistente a salpicos e humidade), com montagem em painel e com painel falso.Além disso, a alavanca de controle pode ser equipada com um anel de proteção para evitar acionamento acidental. O interruptor pode ser equipado com alças pretas e vermelhas de tamanhos diferentes, bem como diferentes mecanismos com esquemas de comutação selecionáveis individualmente (até 16 direções de comutação).
Os interruptores miniatura da série TM são semelhantes aos anteriores, mas de tamanho menor.
Iniciar dispositivos de segurança
O funcionamento dos motores elétricos, onde quer que sejam utilizados, é caracterizado pelos mesmos requisitos para sua partida e operação – ou melhor, para os dispositivos que os fornecem. Assim surgiram os dispositivos de proteção de partida, que tanto acionam suavemente o motor elétrico quanto garantem sua operação segura: controle da corrente máxima de carga, curto-circuito e presença das três fases.
Estruturalmente, tal dispositivo é uma unidade única com uma alça incluída e dois reguladores - a corrente de interrupção da liberação térmica (de 0,6 a 1,5 corrente nominal) e a corrente de liberação eletromagnética (até 10 vezes a nominal). São da série PKZM (de 0,1 a 65 A).
Os dispositivos de proteção do starter PKZM01 estão disponíveis para correntes nominais de 0,1 a 16 A e possuem pequenas dimensões. Eles não têm um botão liga / desliga - é substituído pelos botões START e STOP em preto e vermelho. Os dispositivos PKZM (0 e 4) possuem um botão giratório.
Todos os dispositivos PKZM, se necessário, são equipados com contatos laterais e frontais adicionais, alças remotas com eixos longos (para instalação em um gabinete), bem como protetores contra surtos instalados (como os próprios dispositivos de proteção do starter) no trilho din.
Se o motor consumir mais de 63 A, então um disjuntor de potência da série NZM (veja abaixo) é usado para proteção.
Seccionadores do interruptor de energia
A proteção de circuitos sob uma grande carga de corrente possui várias características: o processo de ligar e desligar é acompanhado por um forte arco e faíscas e curto circuito em altas correntes, requer maior força elétrica do interruptor de segurança - caso contrário, em vez de proteção, ele se queimará. Em correntes acima de 400 A, o esforço necessário para manipular a máquina torna-se muito grande - isso requer a introdução de um mecanismo de controle remoto.
Os disjuntores da série NZM têm força elétrica suficiente, bem como uma variedade de acessórios para atender a todos os requisitos de segurança modernos e equipar o quadro de distribuição de uma oficina de fábrica ou edifício residencial.
Uma máquina NZM típica (na configuração básica) é um bloco de plástico retangular com pastilhas de contato de entrada e saída e uma alavanca de câmbio na frente. Na parte inferior da frente estão os reguladores de corrente das liberações térmica e eletromagnética, bem como os atrasos de ligar e desligar, trazidos sob o slot. Estas máquinas são equipadas com: braçadeiras de cabo, alças giratórias laterais e frontais, módulos de proteção contra surtos e acionamentos de motor que permitem ligar e desligar a máquina remotamente. Os mesmos acionamentos são utilizados na instalação de máquinas automáticas no circuito da chave de transferência automática (a partir de 250 A, este circuito é montado não em contatores, mas em máquinas automáticas).
Além da função de proteção, os disjuntores NZM (operados por motor) também são usados como seccionadores. Suas câmeras de arco e tomadas elétricas tornam mais fácil e seguro para as pessoas desconectar uma linha de energia. Forneça um cofre fonte de energia carga muito potente (até 6300 A), você pode usar máquinas seriais da série IZM. Possuem um acionamento motorizado integrado que permite controlar a máquina pressionando um pequeno botão na parte frontal. Além disso, a máquina IZM está equipada com um relé multifuncional com display que mostra tanto o seu estado como os parâmetros da rede elétrica. Automação modular.
Máquinas poderosas, como as máquinas das séries NZM e IZM, são usadas relativamente raramente - uma carga tão poderosa ainda é rara. Com muito mais frequência, ao proteger uma rede, especialmente uma doméstica, eles usam automação modular. Tais dispositivos são caracterizados por correntes limitantes relativamente baixas (até 125 A), caixas padrão (modulares) de pequenas dimensões e são montados em um trilho DIN.
Os dispositivos deste tipo distinguem-se pela sua simplicidade de instalação, seleção e operação. Sua gama é muito ampla - desde simples disjuntores até dispositivos de automação multifuncionais. Os tamanhos padrão permitem a instalação de uma ampla variedade de dispositivos em caixas unificadas de plástico e metal, que diferem apenas no número de módulos instalados nelas.
A série X-pole inclui disjuntores de sobrecorrente, curto-circuito e corrente de fuga.
Os disjuntores que protegem a fiação conectada a eles contra sobrecarga e curto-circuito, que podem levar ao superaquecimento e incêndio do condutor, possuem uma designação serial PL. Os disjuntores PL4 têm um padrão de capacidade de interrupção para a Rússia e inaceitavelmente baixo para a Europa - 4,5 kA. Essas máquinas são produzidas para correntes nominais de 6 a 63A.
A série PL6 inclui máquinas com uma resistência elétrica padrão europeia de 6 kA e são atualmente as mais utilizadas. São produzidos para correntes nominais de 2 a 63A. Se for necessário fornecer maior rigidez dielétrica, são usadas máquinas PL7 (10 kA). Sua corrente nominal varia de 0,16 a 63A.
Nos casos em que a corrente nominal excede 63A, mas a máquina deve ter dimensões modulares padrão, você pode usar o dispositivo da série PLHT — além dos valores padrão (20 — 63A, interrupção 25 kA), eles têm correntes de 80, 100 (20 kA) e 125A, com capacidade de interrupção de 15 kA.
Os disjuntores projetados para proteger uma pessoa contra choque elétrico ao tocar acidentalmente um fio desencapado, bem como para evitar a combustão espontânea de um cabo com isolamento antigo, são produzidos na série PF e são chamados de RCDs (dispositivos de corrente residual).
As diferenças entre os RCDs das séries PF4, PF6 e PF7 são semelhantes às diferenças entre as séries PL4, PL6 e PL7 de disjuntores convencionais (eles diferem na capacidade máxima de interrupção). Os RCDs das séries PFNM e PFDM podem suportar uma corrente máxima de até 125A, além disso, o RCD PCDDM tem maior confiabilidade e não requer testes mensais (como outros dispositivos). Os RCDs destinados à proteção de pessoas têm correntes de fuga nominais de 10 e 30 mA, para proteção contra combustão espontânea — 100 e 300 mA. Estes últimos, via de regra, são colocados na entrada - logo após a máquina de digitar.
Os disjuntores que combinam estruturalmente um RCD e uma máquina convencional são chamados de disjuntores diferenciais e são produzidos na série PFL. Como os dispositivos modulares anteriores, eles têm capacidades de interrupção de 4,5 kA (PFL4), 6 kA (PFL6) e 10 kA (PFL7). Todos os dispositivos acima são equipados com contatos adicionais, liberações remotas, etc.
Além dos dispositivos de proteção, vários dispositivos auxiliares são produzidos em um design modular que aumenta a conveniência e a segurança do consumo de eletricidade.
Os disjuntores das séries IS e ZP-A se assemelham externamente a máquinas automáticas (PL), mas não possuem liberação automática - são usados como interruptores principais que desativam o quadro de distribuição. As máquinas Z-MS são semelhantes aos dispositivos PKZ descritos acima, mas são mais simples e são projetadas para proteger motores elétricos de baixa potência (0,1-40 A).
O relé de subtensão Z-UR, como o próprio nome sugere, desliga a carga conectada quando a tensão da rede cai abaixo do limite definido neste dispositivo.
Os interruptores sensíveis à luz DS-G são ativados quando a iluminação muda, o que acompanha a mudança da hora do dia - para ligar / desligar automaticamente a iluminação pública. Estão disponíveis em três versões: com sensor integrado no relé, com sensor remoto e com temporizador integrado.
Os temporizadores eletromecânicos Z-S e SU-G são projetados para alternar a carga de acordo com um determinado programa a cada dois dias ou semanas, e o intervalo mínimo de comutação é de 20 minutos (para o temporizador diário) e 8 horas (para o semanal).
Os timers SU-O e Z-SDM são digitais, com display LCD mostrando o programa e seu andamento.
O relé de tempo Z-ZR fornece um atraso ao ligar ou desligar uma carga com capacidade de até 2.000 VA, cujo valor é definido de 50 ms a 30 minutos.
O relé da série Z-TL executa a mesma função, mas é mais simples em design e é usado para alternar lâmpadas de escada. Após aplicar um pulso do botão liga / desliga em sua entrada, ele acende a luz por um tempo de 0,5 a 20 minutos, que podem ser definidos individualmente. Para sinalizar uma emergência, é necessário um sinal para alertar o maior número de pessoas possível. O melhor deste ponto de vista é um tom de discagem ou toque. Este é um dispositivo desse tipo, com o tamanho de um módulo padrão, produzido na série Z-SUM / GLO, em Tensão nominal 230, 24 e 12V.
Hoje em dia, muitos fabricantes de campainhas oferecem maçanetas estilo vintage, inclusive de metal. De regras de segurança elétrica, a tensão que passa por esses botões não deve exceder 36V, portanto, na maioria das chamadas, um circuito de alimentação adicional de 24V é fornecido. Para ser alimentado por uma rede padrão de 220V, é utilizado um transformador de campainha modular da série TR-G.
Se a carga na rede, quando todas as cargas forem ligadas ao mesmo tempo, exceder o máximo permitido, usando o relé de carga prioritária da série Z-LAR, você pode garantir a operação contínua do usuário mais importante desligando rapidamente todos os outros.