Безконтактни тиристорни контактори и стартери

Превключването на тока във веригата от електромагнитни стартери, контактори, релета, устройства за ръчно управление (превключватели с ножове, пакетни превключватели, превключватели, бутони и т.н.) се извършва чрез промяна на електрическото съпротивление на превключващото тяло в широки граници. В контактните устройства такъв орган е контактната междина. Съпротивлението му при затворени контакти е много ниско, при отворени контакти може да бъде много високо. В режима на превключване на веригата има много бърза рязка промяна в съпротивлението между контактната междина от минималните до максималните гранични стойности (изключване) или обратно (включване).

Безконтактни електрически устройства се наричат ​​устройства, предназначени за включване и изключване (превключване) на електрически вериги без физическо прекъсване на самата верига. Основата за изграждането на безконтактни устройства са различни елементи с нелинейно електрическо съпротивление, чиято стойност варира в доста широк диапазон, понастоящем това са тиристори и транзистори, използвани за магнитни усилватели.

Предимства и недостатъци на безконтактните устройства в сравнение с конвенционалните стартери и контактори

В сравнение с контактните устройства, безконтактните имат следните предимства:

— не се образува електрическа дъгакоето има разрушителен ефект върху детайлите на апарата; времената за реакция могат да достигнат малки стойности, поради което позволяват висока честота на операции (стотици хиляди операции на час),

— не се износвайте механично,

В същото време безконтактните устройства имат и недостатъци:

— те не осигуряват галванична изолация във веригата и не създават видим прекъсване в нея, което е важно от гледна точка на инженерната безопасност;

— дълбочината на комутация е с няколко порядъка по -малка от контактните устройства,

— размерите, теглото и цената за сравними технически параметри са по -високи.

Безконтактните устройства, базирани на полупроводникови елементи, са много чувствителни към пренапрежения и свръхток. Колкото по-висок е номиналният ток на клетката, толкова по-ниско е обратното напрежение, което клетката може да издържи в непроводимо състояние. За клетки, проектирани за токове от стотици ампери, това напрежение се измерва в няколкостотин волта.

Възможностите на контактните устройства в това отношение са неограничени: въздушната междина между контактите с дължина 1 см може да издържи напрежение до 30 000 V. Полупроводниковите елементи позволяват само краткотраен ток на претоварване: в рамките на десети от секундата през тях може да тече ток около десет пъти номиналния ток. Контактните устройства са в състояние да издържат на стократно претоварване на тока през посочените периоди от време.

Падането на напрежението върху полупроводников елемент в проводимо състояние при номинален ток е приблизително 50 пъти по -голямо от това на конвенционалните контакти. Това определя големите топлинни загуби в полупроводниковия елемент в режим на непрекъснат ток и необходимостта от специални охлаждащи устройства.

Всичко това предполага, че въпросът за избор на контактно или безконтактно устройство се определя от дадените условия на работа.При малки комутирани токове и ниско напрежение използването на безконтактни устройства може да бъде по -целесъобразно от контактните устройства.

Безконтактните устройства не могат да бъдат заменени с контактни устройства при условия на висока работна честота и висока скорост на реакция.

Разбира се, безконтактните устройства, дори при високи токове, са за предпочитане, когато се изисква да се осигури усилващ режим на управление на веригата. Но понастоящем контактните устройства имат определени предимства пред безконтактните, ако при относително високи токове и напрежения е необходимо да се осигури режим на превключване, тоест просто изключване и включване на вериги с ток при ниска честота на работа устройството.

Значителен недостатък на елементите на електромагнитното оборудване, които превключват електрическите вериги, е ниската надеждност на контактите. Превключването на големи стойности на тока е свързано с появата на електрическа дъга между контактите в момента на отваряне, което ги кара да се нагреят, да се стопят и в резултат на това да повредят устройството.

В инсталации с често включване и изключване на захранващи вериги, ненадеждната работа на контактите на превключващите устройства влияе неблагоприятно върху работоспособността и производителността на цялата инсталация. Безконтактните електрически комутационни устройства са лишени от тези недостатъци.

Тиристорен еднополюсен контактор

За да включите контактора и захранващото напрежение към товара, контактите K трябва да се затворят в управляващата верига на тиристорите VS1 и VS2. Ако в този момент има положителен потенциал на клема 1 (положителна полувълна на синусоида на променлив ток), тогава положително напрежение ще бъде приложено към управляващия електрод на тиристора VS1 през резистора R1 и диода VD1. Тиристорът VS1 ще се отвори и токът ще тече през товара Rн. Когато полярността на мрежовото напрежение се обърне, тиристорът VS2 ще се отвори, като по този начин натоварването ще бъде свързано към променливотоковата мрежа. При изключване от контакти K, веригите на управляващите електроди се отварят, тиристорите се затварят и товарът се изключва от мрежата.

Електрическа схема на еднополюсен контактор

Безконтактни тиристорни стартери

Триполюсни тиристорни стартери от серията PT са разработени за включване, изключване, обръщане в управляващите вериги на асинхронни електродвигатели. Триполюсният стартер във веригата има шест тиристора VS1, …, VS6, свързани към два тиристора за всеки полюс. Стартерът се включва с помощта на бутоните за управление SB1 «Старт» и SB2 «Стоп».

Безконтактен триполюсен стартер на тиристори от серията PT

Тиристорната стартерна верига осигурява защита на електродвигателя от претоварване, за това в силовата секция на веригата са монтирани токови трансформатори TA1 и TA2, чиито вторични намотки са включени в блока за управление на тиристора.