Bezkontakta tiristoru kontaktori un starteri
Strāvas pārslēgšana elektromagnētisko starteru, kontaktoru, releju, manuālās vadības ierīču (naža slēdžu, pakešu slēdžu, slēdžu, pogu u.c.) ķēdē tiek veikta, mainot komutācijas korpusa elektrisko pretestību plašās robežās. Kontaktierīcēs šāds orgāns ir kontakta sprauga. Tā pretestība ar slēgtiem kontaktiem ir ļoti zema, ar atvērtiem kontaktiem tā var būt ļoti augsta. Ķēdes pārslēgšanas režīmā notiek ļoti ātras pēkšņas pretestības izmaiņas starp kontaktu spraugu no minimālās līdz maksimālajām robežvērtībām (izslēgts) vai otrādi (ieslēgts).
Bezkontakta elektriskās ierīces sauc par ierīcēm, kas paredzētas, lai ieslēgtu un izslēgtu (izslēgtu) elektriskās ķēdes, fiziski nepārraujot pašu ķēdi. Bezkontakta ierīču konstrukcijas pamatā ir dažādi elementi ar nelineāru elektrisko pretestību, kuru vērtība svārstās diezgan plašā diapazonā, šobrīd tie ir tiristori un tranzistori, ko izmanto magnētiskajiem pastiprinātājiem.
Bezkontakta ierīču priekšrocības un trūkumi salīdzinājumā ar parastajiem starteriem un kontaktoriem
Salīdzinot ar kontaktierīcēm, bezkontakta ierīcēm ir šādas priekšrocības:
— nav izveidota elektriskā lokakam ir destruktīva ietekme uz aparāta detaļām; reakcijas laiks var sasniegt mazas vērtības, tādējādi pieļaujot augstu darbību biežumu (simtiem tūkstošu darbību stundā),
— nenodilst mehāniski,
Tajā pašā laikā bezkontakta ierīcēm ir arī trūkumi:
— tie nenodrošina galvanisko izolāciju ķēdē un nerada tajā redzamu pārrāvumu, kas ir svarīgi no inženiertehniskās drošības viedokļa;
— pārslēgšanas dziļums ir par vairākām kārtām mazāks nekā kontaktierīces,
— izmēri, svars un cena salīdzināmiem tehniskajiem parametriem ir augstāki.
Bezkontakta ierīces, kuru pamatā ir pusvadītāju elementi, ir ļoti jutīgas pret pārspriegumiem un pārstrāvām. Jo augstāka ir elementa nominālā strāva, jo mazāks ir pretējais spriegums, ko šūna var izturēt nevadošā stāvoklī. Šūnām, kas paredzētas simtiem ampēru strāvai, šo spriegumu mēra vairākos simtos voltos.
Kontaktierīču iespējas šajā ziņā ir neierobežotas: gaisa sprauga starp kontaktiem 1 cm garumā var izturēt līdz pat 30 000 V spriegumu. Pusvadītāju elementi pieļauj tikai īslaicīgu pārslodzes strāvu: sekundes desmitdaļās strāva apmēram desmit reizes lielāka par nominālo strāvu. Kontaktierīces spēj izturēt simtkārtīgu strāvas pārslodzi noteiktos laika periodos.
Sprieguma kritums pusvadītāja elementā vadošā stāvoklī pie nominālās strāvas ir aptuveni 50 reizes lielāks nekā parastajiem kontaktiem. Tas nosaka lielos siltuma zudumus pusvadītāju elementā nepārtrauktas strāvas režīmā un nepieciešamību pēc īpašām dzesēšanas ierīcēm.
Tas viss liek domāt, ka jautājumu par kontakta vai bezkontakta ierīces izvēli nosaka dotie darbības apstākļi.Pie mazām komutētām strāvām un zema sprieguma bezkontakta ierīču lietošana var būt piemērotāka par kontaktierīcēm.
Augstas darbības frekvences un liela reakcijas ātruma apstākļos bezkontakta ierīces nevar aizstāt ar kontaktierīcēm.
Protams, bezkontakta ierīcēm, pat pie lielām strāvām, ir vēlams, ja ir nepieciešams nodrošināt ķēdes vadības pastiprināšanas režīmu. Bet šobrīd kontaktierīcēm ir noteiktas priekšrocības salīdzinājumā ar bezkontakta ierīcēm, ja pie salīdzinoši lielām strāvām un spriegumiem ir nepieciešams nodrošināt pārslēgšanas režīmu, tas ir, vienkāršu izslēgšanas un ieslēgšanas ķēdes ar strāvu zemā darbības frekvencē. ierīci.
Būtisks elektromagnētisko iekārtu elementu trūkums, kas pārslēdz elektriskās ķēdes, ir kontaktu zemā uzticamība. Lielu strāvas vērtību pārslēgšana ir saistīta ar elektriskās loka parādīšanos starp kontaktiem atvēršanas brīdī, kas izraisa to uzkaršanu, kušanu un rezultātā sabojā ierīci.
Iekārtās, kurās bieži tiek ieslēgtas un izslēgtas strāvas ķēdes, neuzticama komutācijas ierīču kontaktu darbība negatīvi ietekmē visas iekārtas darbību un veiktspēju. Bezkontakta elektriskajām komutācijas ierīcēm nav šo trūkumu.
Tiristoru vienpolārs kontaktors
Lai ieslēgtu kontaktoru un pievadītu slodzei spriegumu, tiristoru VS1 un VS2 vadības ķēdē ir jāaizver kontakti K. Ja šajā brīdī 1. spailei ir pozitīvs potenciāls (pozitīvs maiņstrāvas sinusoidāla viļņa pusvilnis), tad tiristora VS1 vadības elektrodam caur rezistoru R1 un diodi VD1 tiks pielikts pozitīvs spriegums. Tiristors VS1 atvērsies un strāva plūdīs caur slodzi Rn. Mainot elektrotīkla sprieguma polaritāti, atvērsies tiristors VS2, tādējādi savienojot slodzi ar maiņstrāvas tīklu. Atvienojot no kontaktiem K, tiek atvērtas vadības elektrodu ķēdes, tiristori tiek aizvērti un slodze tiek atvienota no tīkla.
Vienpola kontaktora elektriskā shēma
Bezkontakta tiristoru starteri
PT sērijas trīspolu tiristoru starteri ir izstrādāti ieslēgšanai, izslēgšanai, reversēšanai asinhrono elektromotoru vadības ķēdēs. Trīspolu starterim ķēdē ir seši tiristori VS1, …, VS6, kas savienoti ar diviem tiristoriem katram polam. Starteris tiek ieslēgts, izmantojot vadības pogas SB1 «Start» un SB2 «Stop».
Bezkontakta trīspolu tiristoru PT sērijas starteris
Tiristoru startera ķēde nodrošina elektromotora aizsardzību no pārslodzes, šim nolūkam ķēdes jaudas daļā ir uzstādīti strāvas transformatori TA1 un TA2, kuru sekundārie tinumi ir iekļauti tiristoru vadības blokā.