Безконтактні напівпровідникові контактори

Безконтактні напівпровідникові контактори (пускачі) змінного струму в основному призначені для здійснення пуску, регулювання швидкості обертання, напруги й струму асинхронних електродвигунів.

Основним виконанням безконтактного НПК, що задовольняє

перерахованим вимогам, є триполюсне виконання із запуском тиристорів силового кола за допомогою оптронних тиристорів і спрощеною схемою управління (рис.38).

Оскільки всі три полюси контактора повністю подібні один до одного, на електричній схемі зображений тільки перший полюс.

Кожен полюс містить наступні функціональні вузли:

– напівпровідниковий (тиристорний) електронний ключ (ЕК), що

складається з двох стрічно–паралельно включених тиристорів VS₁ і VS₃;

– схему запуску, що складається з оптронного тиристора VS₂, обмежуючого струм резистора R₃, випрямного моста VD₃ – VD₆ і що забезпечує подачу сигналу на тиристори VS у включеному стані контактора;

– демпфуюче коло, котре містить резистор R₁, конденсатор С₁ і служить для обмеження амплітуди і швидкості напруги, що відновлюється, на тиристорах ЕК;

– захисні елементи (резистори R₄, R₅ і конденсатори С₂, С_З), що підвищують перешкодостійкість електронної частини контактора;

– коло контролю, що містить діод VD₁, світлодіод VD₂, резистор R₂ і необхідні для сигналізації про працездатність тиристорів ЕК (у справному стані апарата світлодіод має світитися у відключеному стані контактора і згаснути – у включеному);

– схему управління, котра складається з кнопок SB₁ (Пуск) і SB₂ (Стоп), малопотужного тиристора VS₄, що забезпечує підхоплення кнопки SB₁, обмежуючого резистора R₇, трьох світлодіодів оптронних тиристорів (VS₂, VS₅, VS₆) і що містить коло контролю (резистор R₈, світлодіод VD₇), яке сигналізує про справну роботу схеми управління.

При натисненні кнопки SB₁ (Пуск), напруга +U через обмежуючий резистор R₇ поступає на світлодіоди оптронних тиристорів, забезпечуючи таким чином подачу напруги на тиристори і їх включення. Силові тиристори включають по колу: відкритий оптронний тиристор VS₂, резистор R₃, випрямні діоди VD₃, VD₅, (VD₄, VD₆), перехід керуючого тиристора VS₁ (VS₃).

При кожному подальшому переході струму в силовому колі через нуль короткочасно виникає напруга на тиристорах і це приводить до їх повторного включення у вказане вище коло.

При натисненні кнопки SB₂ (Стоп) коло живлення світлодіодів оптронних тиристорів розмикається (тиристор VS₄ переходить у непровідний стан), оптронні тиристори вимикаються. Унаслідок цього при першому ж переході струму в силовому ланцюзі через нуль тиристори АЧ відключаються, забезпечуючи вимкнення контактора. При автоматичному управлінні роботою контактора замість кнопок використовують транзистори, що працюють в ключовому режимі.

Контактори звичайно застосовують для пуску й реверсування

асинхронних двигунів, тому тиристори їх ЕК мають бути розраховані на напругу, що враховує дію ЕРС обмоток двигуна, що обертається. Використання їх найефективніше за важких умов експлуатації, які характеризуються високою частотою включення, великими значення-ми струмів, що включаються і відключаються при низьких коефіцієн-тах потужності, наявністю агресивного середовища, підвищеною вибухонебезпекою і т.д.

 

Рис.38. Схема електрична трьохполюсного контактора змінного

струму з оптронним управлінням силових тиристорів

Істотно розширюється сфера застосування безконтактних НПК – при введенні в них додаткових пристроїв захисту від аварійних режимів, – а також систем імпульсно – фазового управління. У цьому випадку вони можуть виконувати не тільки додаткові функції автома-тичних вимикачів, але й функції станцій управління, суміщаючи режими управління, регулювання й захисту.

Таким чином, вдосконалені схеми управління безконтактних НПК дозволяють не тільки розширити їх функціональні можливості за рахунок використання в складі апарата розглянутих раніше уніфікованих пристроїв контролю і захисту, а також застосування систем імпульсно – фазового управління, але й зручно поєднуватися з пристроями автоматики та обчислювальної техніки, що особливо важливо при створенні автоматизованих комплектних пристроїв підвищеної надійності. Принципові електричні схеми вдосконалених схем управління через їх складність тут не наведено.

Розрахунок силової частини безконтактних НПК базується на методах розрахунку ЕК.

Пропонується наступний порядок такого розрахунку:

1) на основі аналізу основних параметрів контактора і його функціонального призначення обирається тип ЕК;

2) за заданим номінальним струмом контактора на основі методів розрахунку струмового навантаження і теплового режиму силового напівпровідникового прибору (СНП) в безперервному режимі роботи вибирають тип силового тиристора за струмом, при цьому заздалегідь передбачають, що напруга класу тиристорів не менша 2U_mф;

3) для вибраного типу тиристора за допомогою методів розрахунку теплового режиму СНП в повторно короткочасному режимі визначається номінальний робочий струм контактора при заданих частоті і тривалості включення, тут же, використовуючи методи прогнозування циклостійкості СНП, визначають, за необхідності й цей параметр тиристорів;

4) за допомогою методів розрахунку теплового режиму СНП в короткочасному режимі визначається перевантажувальна здатність контактора по струму (I/I_ном = f(t)), при цьому захисна характеристика пристроїв контролю струму повинна завжди проходити нижче за цю характеристику;

5) при заданому мінімальному значенні коефіцієнта потужності за допомогою методів розрахунку теплового режиму СПП в імпульсному режимі визначають максимально можливе значення ударного струму к.з., що відключається без пошкодження контактором, яке з урахуванням коефіцієнта запасу К_з = 0,85 і визначає граничну комутаційну здатність апарата;

6) по заданій номінальній напрузі для вибраної схеми ЕК за допомогою методів розрахунку комутаційних перенапружень на СПП при відключенні активно – індуктивного навантаження визначають оптимальні (за мінімумом величини перенапруження і його швидкісті наростання) параметри захисного RC – кола;

7) на підставі аналізу результатів розрахунку комутаційних перенапружень на тиристорах у різних режимах роботи контактора (реверс і відключення асинхронних двигунів, відключення к.з., дія зовнішніх перенапружень і т.ін.), визначаються максимально можливі значення комутаційних перенапружень і швидкістей їх наростання, за яких вибирають клас тиристорів за напругою і групу по du/dt із урахуванням К_з = 0,85.

⇐ Предыдущая78910111213141516Следующая ⇒

Поделиться: