Polprevodniški kontaktni krog za motorne črpalke

V tem članku se naučimo načrtovanja in izdelave polprevodniškega kontaktorskega vezja z uporabo triakov za obratovanje težkih obremenitev, kot so potopni izvrtinski črpalni motorji, z visoko zanesljivostjo in brez kakršnih koli pomislekov glede težav z obrabo ali dolgotrajno razgradnjo kontaktorja.

Kaj je kontaktor

Kontaktor je oblika omrežnega stikala za vklop / izklop, namenjeno za prenašanje težkih obremenitev pri močnih tokovih in visokih preklopnih konicah v obliki loka skozi njihove stikalne kontakte. Uporablja se večinoma za preklapljanje indukcijskih obremenitev z visoko močjo ali visokim tokom, kot so potopni 3-fazni motorji s črpalko ali druge podobne vrste težkih industrijskih bremen, ki lahko vključujejo tudi solenoide.

Kako deluje kontaktor

Osnovno stikalo kontaktorja bo v svoji električni konfiguraciji imelo naslednje osnovne elemente:

1. Stikalo Push-to-ON
2. Stikalo Push-to-OFF
3. Relejni mehanizem, ki ga upravlja omrežje

V standardnem mehanskem kontaktorju je stikalo za zagon, ki je stikalo s pritiskom na vklop, uporabljeno za zaklepanje kontaktov kontaktorja v vklopljenem položaju, tako da je vključena tudi obremenitev, medtem ko je stikalo Stop, ki je potisno -izklopno stikalo se uporablja za prekinitev tega zaslona in za izklop priključene obremenitve.

Ko uporabnik pritisne na stikalo za vklop, se vklopi vgrajena elektromagnetna tuljava, ki potegne niz vzmetnih težkih kontaktov in jih trdo poveže z drugim nizom težkih kontaktov. S tem se združita dva sosednja sklopa kontaktov, ki omogočata tok toka od omrežnega vira do bremena. S to operacijo se obremenitev tako vklopi.

Elektromagnetna tuljava in pripadajoči kompleti kontaktov tvorijo relejni mehanizem kontaktorja, ki se zaskoči in vklopi vsakič, ko pritisnete stikalo za vklop / izklop ali pritisnete stikalo START.

Stikalo Push-to-OFF deluje nasprotno, ko pritisnete to stikalo, se zapah releja prisili, da se zlomi, kar sprosti in odpre kontakte v prvotni izklopljeni položaj. To povzroči izklop tovora.

Težave z mehanskimi kontaktorji

Mehanski kontaktorji delujejo dokaj učinkovito po zgoraj opisanih postopkih, vendar so dolgoročno nagnjeni k obrabi zaradi močnega električnega obloka na njihovih kontaktih.

Ti obloki so na splošno posledica velikega začetnega toka, ki ga povzroča obremenitev, ki je po naravi večinoma induktivna, na primer motorji in elektromagnet.

Ponavljajoči se obloki povzročajo gorenje in korozijo na kontaktnih površinah, ki se sčasoma preveč poslabšajo, da bi normalno delovale za potrebno preklapljanje bremena.

Oblikovanje elektronskega kontaktorja

Iskanje enostavnega načina reševanja težave z obrabo z mehanskimi kontaktorji se zdi zastrašujoče in zapleteno, razen če je zasnova popolnoma nadomeščena z elektronskim kolegom, ki bi naredil vse, kar je v skladu s specifikacijami, vendar je zanesljiv proti mehanski razgradnji, ne glede na to, kako pogosto so ti in kako velika je lahko obremenitev.

Po premisleku bi lahko z uporabo triakov, SCR-jev in nekaterih drugih elektronskih komponent prišel do naslednjega preprostega polprevodniškega kontaktorskega vezja

Seznam delov

Vsi SCR = C106 ali BT151

Vsi majhni triaki = BT136

Vsi veliki triaki = BTA41 / 600

Vse diode SCR vrat = 1N4007

Vse mostične usmerniške diode = 1N4007

Delovanje vezja

Zasnova je videti povsem enostavna. Vidimo, da se trije triaki z visoko močjo uporabljajo kot stikala za aktiviranje 3 linij 3-faznega vhoda.

Vrata teh triakov za nadzor moči sprožijo 3 pritrjeni triaki z nizko močjo, ki se uporabljajo kot medpomnilniške stopnje.

Nazadnje vrata teh vmesnih triakov sprožijo 3 posamezni SCR-ji, konfigurirani ločeno za vsako od teh triac-omrežij.

SCR-ji se nato sprožijo z ločenima stikaloma za vklop in izklop, da jih vklopite oziroma izklopite, kar omogoča, da se triaki ustrezno sprožijo vklop in izklop kot odgovor na aktiviranje ustreznega stikala.

Ko pritisnete stikalo push-to-ON, se vsi SCR-ji takoj zaklenejo, kar omogoča, da se pogon vrat pojavi na vratih vseh treh vmesnih triakov.

Ti triaki zdaj začnejo voditi, kar omogoča sprožitev vrat glavnih triakov moči, ki končno začnejo izvajati in omogočajo 3-fazni moči, da doseže obremenitev, in obremenitev je vklopljena.

Za zaustavitev tega vezja elektronskega kontaktorja uporabnik pritisne na stikalo za izklop (stikalo STOP), ki takoj prekine zaskočitev SCR-jev, zavira pogon vrat za triake in jih izklopi, skupaj z obremenitvijo.

Poenostavitev vezja

V zgornjem diagramu lahko vidimo vmesne triac oddajne stopnje, ki se uporabljajo za posredovanje proženja iz SCR-jev na triake omrežne moči.

Vendar le majhen pregled razkrije, da bi te vmesne triake morda lahko odpravili in izhod SCR lahko neposredno konfigurirali z glavnimi triaki.

To bi še bolj poenostavilo zasnovo in omogočilo, da se za ukrepe START in STOP uporabljajo samo stopnje SCR, hkrati pa bi se zmanjšali skupni stroški enote.