Kontaktittomat tyristorikontaktorit ja -käynnistimet
Sähkömagneettisten käynnistimien, kontaktorien, releiden, manuaalisten ohjauslaitteiden (veitsikytkimet, pakettikytkimet, kytkimet, painikkeet jne.) virtakytkentä suoritetaan muuttamalla kytkinrungon sähkövastusta laajoissa rajoissa. Kontaktilaitteissa tällainen elin on kosketusrako. Sen vastus suljetuilla koskettimilla on erittäin pieni, avoimilla koskettimilla se voi olla erittäin korkea. Piirin kytkentätilassa tapahtuu erittäin nopea äkillinen resistanssin muutos kosketinvälin välillä minimiraja-arvoista maksimiraja-arvoihin (pois päältä) tai päinvastoin (päällä).
Kontaktittomia sähkölaitteita kutsutaan laitteiksi, jotka on suunniteltu kytkemään päälle ja pois (kytkemään) sähköpiirejä ilman, että itse piiri fyysisesti katkeaa. Kosketuksettomien laitteiden rakentamisen perustana ovat erilaiset elementit, joilla on epälineaarinen sähkövastus, joiden arvo vaihtelee melko laajalla alueella, tällä hetkellä nämä ovat tyristoreita ja transistorit, käytetään magneettivahvistimissa.
Kontaktittomien laitteiden edut ja haitat verrattuna perinteisiin käynnistimiin ja kontaktoreihin
Kontaktittomiin laitteisiin verrattuna kontaktittomilla laitteilla on seuraavat edut:
- ei muodostu sähkökaarijolla on tuhoisa vaikutus laitteen yksityiskohtiin; vasteajat voivat saavuttaa pieniä arvoja, mikä mahdollistaa suuren toimintotiheyden (satoja tuhansia toimintoja tunnissa),
- ei kulu mekaanisesti,
Samaan aikaan kontaktittomilla laitteilla on myös haittoja:
— ne eivät tarjoa virtapiiriin galvaanista eristystä eivätkä aiheuta siihen näkyvää katkosta, mikä on teknisen turvallisuuden kannalta tärkeää;
— kytkentäsyvyys on useita suuruusluokkaa pienempi kuin kosketinlaitteet,
— vertailukelpoisten teknisten parametrien mitat, paino ja hinta ovat korkeammat.
Puolijohdeelementteihin perustuvat kontaktittomat laitteet ovat erittäin herkkiä ylijännitteille ja ylivirroille. Mitä suurempi kennon nimellisvirta on, sitä pienempi on käänteisjännite, jonka kenno kestää johtamattomassa tilassa. Kennoissa, jotka on suunniteltu satojen ampeerien virroille, tämä jännite mitataan useissa sadoissa volteissa.
Koskettimien mahdollisuudet ovat tässä suhteessa rajattomat: 1 cm pituisten koskettimien välinen ilmarako kestää jopa 30 000 V jännitteen. Puolijohdeelementit sallivat vain lyhytaikaisen ylikuormitusvirran: sekunnin kymmenesosissa noin kymmenen kertaa nimellisvirta. Kosketinlaitteet pystyvät kestämään satakertaisen virran ylikuormituksen määrättyjen ajanjaksojen ajan.
Jännitehäviö puolijohdeelementissä johtavassa tilassa nimellisvirralla on noin 50 kertaa suurempi kuin tavanomaisissa koskettimissa. Tämä määrää puolijohdeelementin suuret lämpöhäviöt jatkuvassa virtatilassa ja erityisten jäähdytyslaitteiden tarpeen.
Kaikki tämä viittaa siihen, että kysymys kosketuslaitteen tai kosketuksettoman laitteen valinnasta määräytyy annettujen käyttöolosuhteiden mukaan Pienillä kytkentävirroilla ja matalalla jännitteellä kosketuksettomien laitteiden käyttö voi olla tarkoituksenmukaisempaa kuin kosketuslaitteita.
Kosketuksettomia laitteita ei voida korvata kontaktilaitteilla korkean toimintataajuuden ja suuren vastenopeuden olosuhteissa.
Tietenkin kosketuksettomat laitteet, jopa suurilla virroilla, ovat suositeltavia, kun niitä vaaditaan piiriohjauksen tehostetilassa. Mutta tällä hetkellä kosketuslaitteilla on tiettyjä etuja kosketuksettomiin laitteisiin verrattuna, jos suhteellisen korkeilla virroilla ja jännitteillä on tarpeen tarjota kytkentätila, toisin sanoen yksinkertainen katkaisu- ja päällekytkentäpiirit virralla alhaisella toimintataajuudella. laite.
Sähköpiirejä kytkevien sähkömagneettisten laiteelementtien merkittävä haitta on koskettimien alhainen luotettavuus. Suurten virta-arvojen vaihtaminen liittyy sähkökaaren ilmestymiseen koskettimien väliin avaamishetkellä, mikä saa ne kuumenemaan, sulamaan ja tämän seurauksena vaurioittamaan laitetta.
Asennuksissa, joissa virtapiirejä kytketään usein päälle ja pois, kytkinlaitteiden koskettimien epäluotettava toiminta vaikuttaa haitallisesti koko asennuksen toimivuuteen ja suorituskykyyn. Kontaktittomat sähköiset kytkentälaitteet ovat vailla näitä haittoja.
Tyristori unipolaarinen kontaktori
Jotta kontaktori kytketään päälle ja jännite syötetään kuormaan, koskettimet K on suljettava tyristorien VS1 ja VS2 ohjauspiirissä. Jos tällä hetkellä liittimessä 1 on positiivinen potentiaali (vaihtovirran siniaallon positiivinen puoliaalto), tyristorin VS1 ohjauselektrodille syötetään positiivinen jännite vastuksen R1 ja diodin VD1 kautta. Tyristori VS1 avautuu ja virta kulkee kuorman Rn läpi. Kun verkkojännitteen napaisuus käännetään, tyristori VS2 avautuu ja kytkee kuorman vaihtovirtaverkkoon. Irrotettaessa koskettimista K ohjauselektrodien piirit avataan, tyristorit suljetaan ja kuorma irrotetaan verkosta.
Yksinapaisen kontaktorin sähkökaavio
Kontaktittomat tyristorikäynnistimet
PT-sarjan kolminapaiset tyristorikäynnistimet on kehitetty kytkemään päälle, pois ja kääntämään asynkronisten sähkömoottorien ohjauspiireissä. Piirin kolminapaisessa käynnistimessä on kuusi tyristoria VS1, …, VS6, jotka on kytketty kahteen tyristoriin kutakin napaa kohti. Käynnistin kytketään päälle ohjauspainikkeilla SB1 «Start» ja SB2 «Stop».
PT-sarjan kosketukseton kolminapainen tyristorikäynnistin
Tyristorikäynnistyspiiri suojaa sähkömoottoria ylikuormitukselta, tätä varten virtamuuntajat TA1 ja TA2 on asennettu piirin teho-osaan, jonka toisiokäämit sisältyvät tyristorin ohjausyksikköön.