Безконтактні тиристорні контактори й пускачі
Комутація струму в ланцюзі електромагнітними пускателями, контакторами, реле, апаратами ручного управління (рубильниками, пакетними вимикачами, перемикачами, кнопками і т. Д.) Здійснюється зміною в широких межах електричного опору коммутирующего органу. У контактних апаратах таким органом є міжконтактного проміжок. Його опір при замкнутих контактах дуже мало, при розімкнутих може бути дуже високим. У режимі комутації ланцюга відбувається дуже швидке стрибкоподібне зміна опору між контактного проміжку від мінімальних до максимальних граничних значень (відключення), або навпаки (включення).
Безконтактними електричними апаратами називають пристрої, призначені для включення і відключення (комутації) електричних ланцюгів без фізичного розриву самої ланцюга. Основою для побудови безконтактних апаратів служать різні елементи з нелінійним електричним опором, величина якого змінюється в досить широких межах, в даний час це - тиристори і транзистори. раніше використовувалися магнітні підсилювачі.
Переваги та недоліки безконтактних апаратів в порівнянні зі звичайними пускателями і контакторами
У порівнянні з контактними апаратами з використанням безконтактної технології мають переваги:
- не утворюється електрична дуга. надає руйнівний вплив на деталі апарату; зливу, може досягати невеликих величин, тому вони допускають велику частоту спрацьовувань (сотні тисяч спрацьовувань на годину),
- не зношуються механічно,
У той же час, у безконтактних апаратів є і недоліки:
- вони не забезпечують гальванічну розв'язку в ланцюзі і не створюють видимого розриву в ній, що важливо з точки зору техніки безпеки;
- глибина комутації на кілька порядків менше контактних апаратів,
- габарити, вага і вартість на зіставні технічні параметри вище.
Безконтактні апарати, побудовані на напівпровідникових елементах, вельми чутливі до перенапряжениям і надструмів. Чим більше номінальний струм елемента, тим нижче зворотна напруга, яке здатний витримати цей елемент в непроводящем стані. Для елементів, розрахованих на струми в сотні ампер, це напруга вимірюється кількома сотнями вольт.
Можливості контактних апаратів в цьому відношенні необмежені: повітряний проміжок між контактами протяжністю 1 см здатний витримати напругу до 30 000 В. Напівпровідникові елементи допускають лише короткочасне перевантаження струмом: протягом десятих часток секунди по ним може протікати струм порядку десятикратного по відношенню до номінального. Контактні апарати здатні витримувати стократні перевантаження струмом протягом зазначених відрізків часу.
Падіння напруги на напівпровідниковому елементі в провідному стані при номінальному струмі приблизно в 50 разів більше, ніж в звичайних контактах. Це визначає великі теплові втрати в напівпровідниковому елементі в режимі тривалого струму і необхідність в спеціальних охолоджувальних пристроях.
Все це говорить про те, що питання про вибір контактного або безконтактного апарату визначається заданими умовами роботи. При невеликих комутованих токах і невисоких напругах використання безконтактних апаратів може виявитися більш доцільним, ніж контактних.
Безконтактні апарати не можна замінити контактними в умовах великої частоти спрацьовувань і великого швидкодії.
Безумовно, безконтактні апарати навіть при великих токах кращі, коли потрібно забезпечити підсилювальний режим управління ланцюгом. Але в даний час контактні апарати мають оределенние переваги перед безконтактними, якщо при відносно великих токах і напружених потрібно забезпечувати комутаційний режим, т. Е. Просте відключення і включення ланцюгів з струмом при невеликій частоті спрацьовувань апарату.
Істотним недоліком елементів електромагнітної апаратури, комутуючих електричні ланцюги, є низька надійність контактів. Комутація великих значень струму пов'язана з виникненням електричної дуги між контактами в момент розмикання, яка викликає їх нагрівання, оплавлення і, як наслідок, вихід апарату з ладу.
В установках з частим включенням і відключенням силових ланцюгів ненадійна робота контактів комутуючих апаратів негативно позначається на працездатності і продуктивності всієї установки. Безконтактні електричні комутуючі апарати позбавлені зазначених недоліків.
Тиристорний однополюсний контактор
Для включення контактора і подачі напруги на навантаження повинні замкнутися контакти До в ланцюзі управління тиристорів VS1 і VS2. Якщо в цей момент на затиску 1 позитивний потенціал (позитивна полуволна синусоїди змінного струму), то на керуючий електрод тиристора VS1 буде подано через резистор R1 і діод VD1 позитивне напруга. Тиристор VS1 відкриється, і через навантаження Rн піде струм. При зміні полярності напруги мережі відкриється тиристор VS2, таким чином, навантаження буде підключена до мережі змінного струму. При відключенні контактами До розмикаються ланцюга керуючих електродів, тиристори закриваються і навантаження відключається від мережі.
Схема електрична однополюсного контактора
Безконтактні тиристорні пускачі
Для включення, відключення, реверсування в схемах керування асинхронними електродвигунами розроблені тиристорні триполюсні пускачі серії ПВ. Пускач триполюсного виконання в схемі має шість тиристорів VS1, ..., VS6, включених по два тиристора на кожен полюс. Включення пускача здійснюється за допомогою кнопок управління SB1 "Пуск" і SB2 «Стоп».
Безконтактний трьохполюсний пускач на тиристорах серії ПТ
Схема тиристорного пускача передбачає захист електродвигуна від перевантаження, для цього в силову частину схеми встановлені трансформатори струму ТА 1 і ТА2, вторинні обмотки яких включені в блок управління тиристорами.