Bezkontaktné tyristorové stýkače a štartéry

Spínanie prúdu v obvode elektromagnetických štartérov, stýkačov, relé, ručných ovládacích zariadení (nožové spínače, paketové spínače, spínače, tlačidlá atď.) sa vykonáva zmenou elektrického odporu spínacieho telesa v širokých medziach. V kontaktných zariadeniach je takýmto orgánom kontaktná medzera. Jeho odpor pri uzavretých kontaktoch je veľmi nízky, pri otvorených kontaktoch môže byť veľmi vysoký. V spínacom režime obvodu dochádza k veľmi rýchlej prudkej zmene odporu medzi kontaktnou medzerou z minimálnych na maximálne hraničné hodnoty (vypnuté) alebo naopak (zapnuté).

Bezkontaktné elektrické zariadenia sa nazývajú zariadenia určené na zapínanie a vypínanie (prepínanie) elektrických obvodov bez fyzického prerušenia samotného obvodu. Základom konštrukcie bezkontaktných zariadení sú rôzne prvky s nelineárnym elektrickým odporom, ktorých hodnota sa pohybuje v dosť širokom rozmedzí, v súčasnosti sú to tyristory resp. tranzistory, používané pre magnetické zosilňovače.

Výhody a nevýhody bezkontaktných zariadení v porovnaní s klasickými štartérmi a stykačmi

V porovnaní s kontaktnými zariadeniami majú bezkontaktné tieto výhody:

— netvorí sa elektrický oblúkktorý má deštruktívny vplyv na detaily prístroja; časy odozvy môžu dosiahnuť malé hodnoty, čo umožňuje vysokú frekvenciu operácií (stovky tisíc operácií za hodinu),

- mechanicky sa neopotrebúvajú,

Bezkontaktné zariadenia majú zároveň nevýhody:

— nezabezpečujú galvanickú izoláciu v obvode a nevytvárajú v ňom viditeľné prerušenie, čo je dôležité z hľadiska inžinierskej bezpečnosti;

— hĺbka spínania je o niekoľko rádov menšia ako kontaktné zariadenia,

— rozmery, hmotnosť a cena pri porovnateľných technických parametroch sú vyššie.

Bezkontaktné zariadenia na báze polovodičových prvkov sú veľmi citlivé na prepätia a nadprúdy. Čím vyšší je menovitý prúd článku, tým nižšie je spätné napätie, ktoré článok znesie v nevodivom stave. Pre články určené pre prúdy stoviek ampérov sa toto napätie meria v niekoľkých stovkách voltov.

Možnosti kontaktných zariadení sú v tomto smere neobmedzené: vzduchová medzera medzi kontaktmi dlhá 1 cm odolá napätiu až 30 000 V. Polovodičové prvky umožňujú len krátkodobý preťažený prúd: v priebehu desatín sekundy prúd asi desaťnásobok menovitého prúdu. Kontaktné zariadenia sú schopné odolať stonásobnému prúdovému preťaženiu počas špecifikovaných časových období.

Pokles napätia na polovodičovom prvku vo vodivom stave pri menovitom prúde je približne 50-krát väčší ako pri konvenčných kontaktoch. To určuje veľké tepelné straty v polovodičovom prvku v režime nepretržitého prúdu a potrebu špeciálnych chladiacich zariadení.

To všetko naznačuje, že otázka výberu kontaktného alebo bezkontaktného zariadenia je určená danými prevádzkovými podmienkami.Pri malých spínaných prúdoch a nízkom napätí môže byť použitie bezkontaktných zariadení vhodnejšie ako kontaktných zariadení.

Bezkontaktné zariadenia nie je možné nahradiť kontaktnými zariadeniami v podmienkach vysokej prevádzkovej frekvencie a vysokej rýchlosti odozvy.

Samozrejme, bezkontaktné zariadenia, dokonca aj pri vysokých prúdoch, sú výhodnejšie, keď je potrebné zabezpečiť zosilňovací režim riadenia obvodu. V súčasnosti však majú kontaktné zariadenia určité výhody oproti bezkontaktným, ak pri relatívne vysokých prúdoch a napätiach je potrebné zabezpečiť spínací režim, to znamená jednoduché vypínanie a zapínanie obvodov s prúdom pri nízkej frekvencii prevádzky. zariadenie.

Významnou nevýhodou prvkov elektromagnetického zariadenia, ktoré spínajú elektrické obvody, je nízka spoľahlivosť kontaktov. Prepínanie veľkých hodnôt prúdu je spojené s výskytom elektrického oblúka medzi kontaktmi v okamihu otvorenia, čo spôsobuje ich zahrievanie, roztavenie a v dôsledku toho poškodenie zariadenia.

V inštaláciách s častým zapínaním a vypínaním silových obvodov nespoľahlivá činnosť kontaktov spínacích zariadení nepriaznivo ovplyvňuje funkčnosť a výkon celej inštalácie. Bezkontaktné elektrické spínacie zariadenia nemajú tieto nevýhody.

Tyristorový unipolárny stykač

Na zapnutie stýkača a napájacieho napätia záťaže musia byť kontakty K zatvorené v riadiacom obvode tyristorov VS1 a VS2. Ak je v tomto momente na svorke 1 kladný potenciál (kladná polvlna sínusovej vlny striedavého prúdu), potom sa na riadiacu elektródu tyristora VS1 cez odpor R1 a diódu VD1 privedie kladné napätie. Tyristor VS1 sa otvorí a prúd preteká záťažou Rn. Pri prepólovaní sieťového napätia sa otvorí tyristor VS2, čím sa záťaž pripojí k AC sieti. Pri odpojení od kontaktov K sa obvody riadiacich elektród otvoria, tyristory sa uzavrú a záťaž sa odpojí od siete.

Elektrická schéma jednopólového stýkača

Bezkontaktné tyristorové štartéry

Trojpólové tyristorové štartéry radu PT sú vyvinuté pre zapínanie, vypínanie, reverzáciu v riadiacich obvodoch asynchrónnych elektromotorov. Trojpólový štartér v obvode má šesť tyristorov VS1, …, VS6 pripojených na dva tyristory pre každý pól. Štartér sa zapína pomocou ovládacích tlačidiel SB1 «Štart» a SB2 «Stop».

Bezkontaktný trojpólový tyristorový štartér série PT

Tyristorový štartovací obvod poskytuje ochranu elektromotora pred preťažením, preto sú vo výkonovej časti obvodu inštalované prúdové transformátory TA1 a TA2, ktorých sekundárne vinutia sú súčasťou tyristorovej riadiacej jednotky.