Kontaktlösa tyristorkontaktorer och starter
Strömomkoppling i kretsen av elektromagnetiska startmotorer, kontaktorer, reläer, manuella styranordningar (knivbrytare, paketomkopplare, omkopplare, knappar, etc.) utförs genom att ändra det elektriska motståndet hos omkopplingskroppen inom vida gränser. I kontaktanordningar är ett sådant organ kontaktgapet. Dess motstånd med slutna kontakter är mycket lågt, med öppna kontakter kan det vara mycket högt. I kretsens växlingsläge sker en mycket snabb abrupt förändring i motståndet mellan kontaktgapet från minimi- till maximala gränsvärden (av) eller vice versa (på).
Kontaktlösa elektriska enheter kallas enheter som är utformade för att slå på och av (växla) elektriska kretsar utan att fysiskt bryta själva kretsen. Grunden för konstruktionen av beröringsfria enheter är olika element med icke-linjär elektrisk resistans, vars värde varierar inom ett ganska brett område, för närvarande är dessa tyristorer och transistorer, används för magnetiska förstärkare.
Fördelar och nackdelar med kontaktlösa enheter jämfört med konventionella starter och kontaktorer
Jämfört med kontaktenheter har kontaktlösa följande fördelar:
— bildas inte elektrisk ljusbågesom har en destruktiv effekt på detaljerna i apparaten; svarstider kan nå små värden, vilket tillåter en hög frekvens av operationer (hundratusentals operationer per timme),
— slits inte ut mekaniskt,
Samtidigt har kontaktlösa enheter också nackdelar:
— De ger inte galvanisk isolering i kretsen och skapar inte ett synligt brott i den, vilket är viktigt ur teknisk säkerhetssynpunkt;
— kopplingsdjupet är flera storleksordningar mindre än kontaktdonen,
— Mått, vikt och pris för jämförbara tekniska parametrar är högre.
Kontaktlösa enheter baserade på halvledarelement är mycket känsliga för överspänningar och överströmmar. Ju högre märkström cellen har, desto lägre är backspänningen som cellen kan motstå i icke-ledande tillstånd. För celler konstruerade för strömmar på hundratals ampere, mäts denna spänning i flera hundra volt.
Möjligheterna för kontaktanordningar i detta avseende är obegränsade: luftgapet mellan kontakterna som är 1 cm långa kan motstå en spänning på upp till 30 000 V. Halvledarelement tillåter endast en kortvarig överbelastningsström: inom tiondels sekund, en ström på cirka tio gånger märkströmmen. Kontaktanordningarna är kapabla att motstå en hundrafaldig strömöverbelastning under de angivna tidsperioderna.
Spänningsfallet över ett halvledarelement i ledande tillstånd vid märkström är ungefär 50 gånger större än för konventionella kontakter. Detta bestämmer de stora värmeförlusterna i halvledarelementet i kontinuerligt strömläge och behovet av speciella kylanordningar.
Allt detta tyder på att frågan om att välja en kontakt- eller beröringsfri anordning bestäms av de givna driftsförhållandena.Vid små omkopplade strömmar och låg spänning kan användningen av beröringsfria anordningar vara lämpligare än kontaktanordningar.
Beröringsfria enheter kan inte ersättas med kontaktenheter under förhållanden med hög driftfrekvens och hög svarshastighet.
Naturligtvis är kontaktlösa anordningar, även vid höga strömmar, att föredra när det krävs att tillhandahålla ett förstärkningsläge för kretsstyrning. Men för närvarande har kontaktanordningar vissa fördelar jämfört med icke-kontakt, om det vid relativt höga strömmar och spänningar är nödvändigt att tillhandahålla ett omkopplingsläge, det vill säga enkel av- och påkoppling av kretsar med ström vid en låg driftsfrekvens för enhet.
En betydande nackdel med elektromagnetiska utrustningselement som byter elektriska kretsar är kontakternas låga tillförlitlighet. Att byta stora strömvärden är förknippat med utseendet av en elektrisk båge mellan kontakterna vid öppningsögonblicket, vilket gör att de värms upp, smälter och som ett resultat skadar enheten.
I installationer med frekvent påslagning och avstängning av strömkretsar påverkar den opålitliga driften av omkopplingsanordningarnas kontakter negativt funktionsförmågan och prestanda för hela installationen. Kontaktlösa elektriska omkopplingsanordningar saknar dessa nackdelar.
Tyristor unipolär kontaktor
För att slå på kontaktorn och mata spänningen till lasten måste kontakterna K vara slutna i styrkretsen för tyristorerna VS1 och VS2. Om det i detta ögonblick finns en positiv potential på terminal 1 (positiv halvvåg av en sinusvåg med växelström), kommer en positiv spänning att appliceras på styrelektroden för tyristorn VS1 genom motståndet R1 och dioden VD1. Tyristorn VS1 öppnas och strömmen kommer att flyta genom lasten Rn. När polariteten på nätspänningen vänds öppnas tyristor VS2, vilket ansluter belastningen till AC-nätet. Vid frånkoppling från kontakterna K öppnas styrelektrodernas kretsar, tyristorerna stängs och belastningen kopplas bort från nätverket.
Elschema för en enpolig kontaktor
Kontaktlösa tyristorstartare
Trepoliga tyristorstartare i PT-serien är utvecklade för att slå på, stänga av, vända i styrkretsarna för asynkrona elmotorer. Den trepoliga startmotorn i kretsen har sex tyristorer VS1, …, VS6 anslutna till två tyristorer för varje pol. Startmotorn slås på med kontrollknapparna SB1 «Start» och SB2 «Stopp».
Kontaktlös trepolig tyristorstartare i PT-serien
Tyristorstartkretsen ger skydd av den elektriska motorn från överbelastning, för detta är strömtransformatorer TA1 och TA2 installerade i kretsens kraftsektion, vars sekundära lindningar ingår i tyristorstyrenheten.