Безконтактні тиристорні контактори й пускачі

Комутація струму в ланцюзі електричними пускателями, контакторами, реле, апаратами ручного управління (рубильниками, пакетними вимикачами, перемикачами, клавішами і т. Д.) Здійснюється конфігурацією в широких межах електронного опору коммутирующего органу. У контактних апаратах таким органом є міжконтактного просвіт. Його опір при замкнутих контактах сильно мало, при розімкнутих може бути дуже високою. У режимі комутації ланцюга відбувається дуже швидке стрибкоподібне зміна опору між контактного проміжку від малих до найбільших граничних значень (відключення), або навпаки (включення).

Безконтактними електронними апаратами називають пристрої, створені для включення і відключення (комутації) електронних ланцюгів без фізичного розриву самої ланцюга. Основою для побудови безконтактних апаратів служать різні елементи з нелінійним електронним опором, величина якого змінюється в досить широких межах, в даний час це - тиристори і транзистори, раніше використовувалися магнітні підсилювачі.

Плюси і недоліки безконтактних апаратів в порівнянні зі звичайними пускателями і контакторами

У порівнянні з контактними апаратами з використанням безконтактної технології мають переваги:

- не виникає електронна дуга, що надає руйнівний вплив на деталі апарату- час спрацьовування може досягати маленьких величин, тому вони допускають величезну 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 роблять видимого розриву в ній, що принципово з точки зору техніки безпеки;

- глибина комутації на кілька порядків менше контактних апаратів,

- габарити, вага і ціна на зіставні технічні характеристики вище.

Безконтактні апарати, побудовані на напівпровідникових елементах, дуже чутливі до перенапряжениям і надструмів. Чим більше номінальний струм елемента, тим нижче оборотне напруга, яке здатний витримати цей елемент в непроводящем стані. Для частин, розрахованих на струми в сотки ампер, це напруга вимірюється кількома сотнями вольт.

Здібності контактних апаратів тут необмежені: повітряний проміжок між контактами протяжністю 1 см здатний витримати напругу до 30 000 В. Напівпровідникові елементи допускають тільки короткострокову перевантаження струмом: протягом 10-х часткою секунди за ним може протікати струм порядку десятикратного по відношенню до номінального. Контактні апарати здатні витримувати стократні перевантаження струмом протягом позначених відрізків часу.

Падіння напруги на напівпровідниковому елементі в провідному стані при номінальному струмі приблизно в 50 разів більше, ніж в звичайних контактах. Це визначає величезні тепловтрати в напівпровідниковому елементі в режимі довгого струму і необхідність в особливих охолоджуючихпристроях.

Все це свідчить про те, що питання про вибір контактного або безконтактного апарату визначається даними критеріями роботи. При маленьких комутованих токах і низькій напрузі впровадження безконтактних апаратів може виявитися більш доцільним, ніж контактних.

Безконтактні апарати не можна поміняти контактними в умовах великої частоти спрацьовувань і величезного швидкодії.

Неодмінно, безконтактні апарати навіть при величезних токах кращі, коли потрібно забезпечити підсилювальний режим управління ланцюгом. Але в даний час контактні апарати мають оределенние гідності перед безконтактними, якщо при відносно великих токах і напружених потрібно забезпечувати комутаційний режим, т. Е. Звичайне відключення і включення ланцюгів з струмом при маленький частоті спрацьовувань апарату.

Істотним недоліком частин електричної апаратури, комутуючих електронні ланцюги, є низька надійність контактів. Комутація величезних значень струму пов`язана з появою електронної 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 електронні комутуючі апарати позбавлені позначених 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 діодік VD1 позитивне напруга. Тиристор VS1 розкриється, і через навантаження Rн піде струм. При зміні полярності напруги мережі розкриється тиристор VS2, таким чином, навантаження буде підключена до мережі змінного струму. При виключенні контактами До розмикаються ланцюга керуючих електродів, тиристори замикаються і навантаження відключається від мережі.

Схема електронна 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 6 тиристорів VS1, ..., VS6, включених по два тиристора на кожен полюс. Включення пускача здійснюється засобом 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.