Công tắc tơ và bộ khởi động thyristor không tiếp xúc

Việc chuyển đổi dòng điện trong mạch của bộ khởi động điện từ, công tắc tơ, rơle, thiết bị điều khiển bằng tay (công tắc dao, công tắc gói, công tắc, nút, v.v.) được thực hiện bằng cách thay đổi điện trở của thân công tắc trong giới hạn rộng. Trong các thiết bị tiếp xúc, một cơ quan như vậy là khoảng cách tiếp xúc. Điện trở của nó với các tiếp điểm đóng là rất thấp, với các tiếp điểm mở thì có thể rất cao. Ở chế độ chuyển mạch của mạch, có sự thay đổi đột ngột rất nhanh về điện trở giữa khe tiếp xúc từ giá trị giới hạn tối thiểu đến giá trị giới hạn tối đa (tắt) hoặc ngược lại (bật).

Các thiết bị điện không tiếp xúc được gọi là các thiết bị được thiết kế để bật và tắt (chuyển đổi) mạch điện mà không tự ngắt mạch. Cơ sở để xây dựng các thiết bị không tiếp xúc là các phần tử khác nhau có điện trở phi tuyến tính, giá trị của chúng thay đổi trong một phạm vi khá rộng, hiện tại đây là các thyristor và Linh kiện bán dẫn, dùng cho mạch khuếch đại từ.

Ưu điểm và nhược điểm của thiết bị không tiếp xúc so với bộ khởi động và công tắc tơ thông thường

So với thiết bị tiếp xúc, thiết bị không tiếp xúc có những ưu điểm sau:

- không được hình thành hồ quang điệncó tác động phá hủy các chi tiết của bộ máy; thời gian đáp ứng có thể đạt giá trị nhỏ, do đó cho phép tần suất hoạt động cao (hàng trăm nghìn hoạt động mỗi giờ),

- không bị hao mòn cơ học,

Đồng thời, các thiết bị không tiếp xúc cũng có nhược điểm:

- chúng không cung cấp sự cách ly điện trong mạch và không tạo ra vết đứt có thể nhìn thấy được trong mạch, điều này rất quan trọng về mặt an toàn kỹ thuật;

- độ sâu chuyển mạch nhỏ hơn vài bậc độ lớn so với thiết bị tiếp xúc,

— kích thước, trọng lượng và giá cho các thông số kỹ thuật tương đương cao hơn.

Các thiết bị không tiếp xúc dựa trên các phần tử bán dẫn rất nhạy cảm với quá điện áp và quá dòng. Dòng điện định mức của tế bào càng cao thì điện áp ngược mà tế bào có thể chịu được ở trạng thái không dẫn điện càng thấp. Đối với các tế bào được thiết kế cho dòng điện hàng trăm ampe, điện áp này được đo bằng vài trăm vôn.

Khả năng của các thiết bị tiếp xúc về mặt này là không giới hạn: khe hở không khí giữa các tiếp điểm dài 1 cm có thể chịu được điện áp lên tới 30.000 V. Các phần tử bán dẫn chỉ cho phép dòng quá tải ngắn hạn: trong vòng một phần mười giây, dòng điện khoảng mười lần dòng định mức. Các thiết bị tiếp xúc có khả năng chịu được dòng điện quá tải gấp trăm lần trong khoảng thời gian quy định.

Điện áp rơi trên một phần tử bán dẫn ở trạng thái dẫn điện ở dòng điện định mức lớn hơn khoảng 50 lần so với điện áp của các tiếp điểm thông thường. Điều này xác định tổn thất nhiệt lớn trong phần tử bán dẫn ở chế độ dòng điện liên tục và nhu cầu về các thiết bị làm mát đặc biệt.

Tất cả điều này cho thấy rằng câu hỏi chọn thiết bị tiếp xúc hay không tiếp xúc được xác định bởi các điều kiện hoạt động nhất định.Ở dòng điện chuyển mạch nhỏ và điện áp thấp, việc sử dụng thiết bị không tiếp xúc có thể phù hợp hơn thiết bị tiếp xúc.

Không thể thay thế thiết bị không tiếp xúc bằng thiết bị tiếp xúc trong điều kiện tần suất hoạt động cao và tốc độ phản hồi cao.

Tất nhiên, các thiết bị không tiếp xúc, ngay cả ở dòng điện cao, được ưu tiên hơn khi cần cung cấp chế độ tăng cường điều khiển mạch. Nhưng hiện tại, các thiết bị tiếp xúc có những ưu điểm nhất định so với các thiết bị không tiếp xúc, nếu ở dòng điện và điện áp tương đối cao, cần phải cung cấp chế độ chuyển mạch, nghĩa là tắt và bật mạch đơn giản với dòng điện ở tần số hoạt động thấp của thiết bị. thiết bị.

Một nhược điểm đáng kể của các phần tử thiết bị điện từ chuyển mạch điện là độ tin cậy thấp của các tiếp điểm. Việc chuyển đổi các giá trị dòng điện lớn có liên quan đến sự xuất hiện của hồ quang điện giữa các tiếp điểm tại thời điểm mở, khiến chúng nóng lên, tan chảy và kết quả là làm hỏng thiết bị.

Trong các cài đặt thường xuyên bật và tắt mạch nguồn, hoạt động không đáng tin cậy của các tiếp điểm của thiết bị chuyển mạch ảnh hưởng xấu đến khả năng hoạt động và hiệu suất của toàn bộ cài đặt. Các thiết bị chuyển mạch điện không tiếp xúc không có những nhược điểm này.

Công tắc tơ đơn cực thyristor

Để bật công tắc tơ và cung cấp điện áp cho tải, các tiếp điểm K phải được đóng trong mạch điều khiển của thyristor VS1 và VS2. Nếu tại thời điểm này có một điện thế dương trên cực 1 (nửa sóng dương của sóng hình sin dòng điện xoay chiều), thì điện áp dương sẽ được đặt vào điện cực điều khiển của thyristor VS1 thông qua điện trở R1 và điốt VD1. Thyristor VS1 sẽ mở và dòng điện sẽ chạy qua tải Rn. Khi đảo cực của điện áp lưới, thyristor VS2 sẽ mở, do đó kết nối tải với nguồn điện xoay chiều. Khi ngắt kết nối khỏi các tiếp điểm K, các mạch của các điện cực điều khiển được mở ra, các thyristor được đóng lại và tải bị ngắt khỏi mạng.

Sơ đồ điện của một công tắc tơ một cực

Bộ khởi động thyristor không tiếp xúc

Bộ khởi động thyristor ba cực của dòng PT được phát triển để bật, tắt, đảo chiều trong các mạch điều khiển của động cơ điện không đồng bộ. Bộ khởi động ba cực trong mạch có sáu thyristor VS1, …, VS6 được nối với hai thyristor cho mỗi cực. Bộ khởi động được bật bằng các nút điều khiển SB1 «Bắt đầu» và SB2 «Dừng».

Bộ khởi động thyristor ba cực không tiếp xúc của sê-ri PT

Mạch khởi động thyristor cung cấp khả năng bảo vệ động cơ điện khỏi quá tải, vì điều này, các máy biến dòng TA1 và TA2 được lắp đặt trong phần nguồn của mạch, các cuộn dây thứ cấp được bao gồm trong bộ điều khiển thyristor.