Твърда верига на контактор за моторни помпи

В тази статия научаваме как да проектираме и изградим верига на полупроводниковия контактор, използвайки симистори за работа на тежки товари като потопяеми сондажни двигатели с висока надеждност и без никакви притеснения относно износването или дългосрочните проблеми с влошаването на контакторния блок.

Какво е контактор

Контакторът е форма на превключвател за включване / изключване, управляван от мрежата, предназначен за справяне с големи натоварвания при високи токове и високи превключващи шипове във формата на дъги през техните превключващи контакти. Използва се най-вече за превключване на индуктивни натоварвания с висока мощност или висок ток, като потопяеми трифазни двигатели с помпа или друг подобен тип тежки промишлени товари, които могат да включват и соленоиди.

Как работи контактор

Основният контактор ще има следните основни елементи в електрическата си конфигурация:

1. Превключвател Push-to-ON
2. Превключвател Push-to-OFF
3. Релеен механичен механизъм

В стандартен механичен контактор, стартовият превключвател, който е превключвател push-to-ON, се използва за фиксиране на контактите на контактора в включено положение, така че свързаният товар също да е включен, докато превключвателят Stop, който е натискане -изключвателният ключ се използва за прекъсване на това разположение на резето и за изключване на свързания товар.

Когато потребителят натисне превключвателя за натискане към ВКЛ, се захранва интегрирана електромагнитна намотка, която издърпва набор от пружинни тежки контакти и ги свързва здраво с друг набор от тежки контакти. Това свързва двата съседни комплекта контакти, позволяващи ток да тече от захранващия източник към товара. По този начин натоварването се включва с тази операция.

Електромагнитната намотка и свързаните с нея набори от контакти формират релейния механизъм на контактора, който се фиксира и включва при всяко натискане на превключвателя push-to-ON или при натискане на бутона START.

Превключвателят Push-to-OFF действа по обратния начин, когато този ключ е натиснат, релето на релето е принудено да се счупи, което от своя страна освобождава и отваря контактите в първоначалното им положение OFF. Това води до изключване на товара.

Проблеми с механичните контактори

Механичните контактори работят доста ефективно чрез описаните по-горе процедури, но в дългосрочен план те стават склонни към износване поради тежката електрическа дъга през контактите им.

Тези дъги обикновено се причиняват поради голямото първоначално изтегляне на тока от товара, които са предимно индуктивни по природа като двигатели и соленоиди.

Повтарящата се дъга причинява изгаряне и корозия на контактните повърхности, които в крайна сметка стават твърде влошени, за да работят нормално за необходимото превключване на товара.

Проектиране на електронен контактор

Намирането на лесен начин за решаване на проблема с износването с механичните контактори изглежда обезсърчително и сложно, освен ако дизайнът не бъде изцяло заменен с електронен аналог, който би направил всичко според спецификациите, но все пак е надежден срещу механично влошаване, независимо колко често те са и колко голяма е мощността на товара.

След малко обмисляне бих могъл да изведа следната проста полупроводникова контакторна верига, използвайки триаци, SCR и някои други електронни компоненти

Списък с части

Всички SCR = C106 или BT151

Всички малки триаци = BT136

Всички големи триаци = BTA41 / 600

Всички диоди на SCR порта = 1N4007

Всички мостови изправителни диоди = 1N4007

Операция на веригата

Дизайнът изглежда доста ясен. Виждаме 3 триака с висока мощност, използвани като превключватели за активиране на 3-те линии на 3-фазния вход.

Портовете на тези триаци за управление с висока мощност се задействат от 3 прикачени триака с ниска мощност, които се използват като буферни етапи.

И накрая, портите на тези буферни симистори се задействат от 3 отделни SCR, конфигурирани поотделно за всяка от тези триак мрежи.

SCR от своя страна се задействат чрез отделни превключватели push-to-ON и push-to-OFF, за да се включат и изключат съответно, това позволява триаците да бъдат съответно задействани ON и OFF в отговор на съответното активиране на превключвателя.

При натискане на превключвателя push-to-ON всички SCR незабавно се фиксират и това позволява задвижване на порта да се появи през портите на всичките 3 буферни триака.

Тези триаци вече започват да провеждат, позволявайки задействане на вратата на основните силови триаци, които най-накрая започват да провеждат и позволяват на 3-фазната мощност да достигне товара, а натоварването се включва.

За да спре тази верига на реле за електронен контактор, потребителят натиска превключвателя за изключване (превключвател STOP), който незабавно прекъсва заключването на SCR, като възпрепятства задвижването на портата за триаците и ги изключва, заедно с товара.

Опростяване на веригата

В горната диаграма можем да видим междинни триак буферни етапи, използвани за препредаване на задействането от SCR към мрежовите триаци.

Малко изследване обаче разкрива, че може би тези буферни триаци могат да бъдат елиминирани и SCR изходът може да бъде директно конфигуриран с мрежовите триаци.

Това би опростило дизайна още повече, позволявайки да се използват само етапите SCRs за действията СТАРТ и СТОП, а също така да намали общите разходи за устройството.