Kontaktivabad türistori kontaktorid ja starterid
Voolulülitus elektromagnetiliste starterite, kontaktorite, releede, käsitsijuhtimisseadmete (noalülitid, pakettlülitid, lülitid, nupud jne) ahelas toimub lülituskeha elektritakistuse muutmise teel laiades piirides. Kontaktseadmetes on selline organ kontaktivahe. Selle takistus suletud kontaktidega on väga madal, avatud kontaktidega võib see olla väga kõrge. Ahela lülitusrežiimis toimub kontaktivahe vahelise takistuse väga kiire järsk muutus minimaalselt maksimaalsele piirväärtusele (väljas) või vastupidi (sisse).
Kontaktivabu elektriseadmeid nimetatakse seadmeteks, mis on ette nähtud elektriahelate sisse- ja väljalülitamiseks ilma ahelat ennast füüsiliselt katkestamata. Mittekontaktsete seadmete ehitamise aluseks on mitmesugused mittelineaarse elektritakistusega elemendid, mille väärtus varieerub üsna laias vahemikus, praegu on need türistorid ja transistorid, kasutatakse magnetvõimendite jaoks.
Kontaktivabade seadmete eelised ja puudused võrreldes tavaliste starterite ja kontaktoritega
Võrreldes kontaktseadmetega on kontaktivabadel seadmetel järgmised eelised:
— ei moodustu elektrikaarmis mõjub hävitavalt aparaadi detailidele; reageerimisajad võivad ulatuda väikeste väärtusteni, võimaldades seega kõrget toimingute sagedust (sadu tuhandeid toiminguid tunnis),
- mitte mehaaniliselt kuluda,
Samal ajal on kontaktivabadel seadmetel ka puudusi:
— need ei taga ahelas galvaanilist isolatsiooni ega tekita selles nähtavat katkestust, mis on oluline inseneriohutuse seisukohalt;
— lülitussügavus on mitu suurusjärku väiksem kui kontaktseadmetel,
— võrreldavate tehniliste parameetrite mõõtmed, kaal ja hind on kõrgemad.
Pooljuhtelementidel põhinevad kontaktivabad seadmed on väga tundlikud liigpingetele ja liigvooludele. Mida suurem on elemendi nimivool, seda madalam on vastupinge, mida element mittejuhtivas olekus talub. Elementide puhul, mis on ette nähtud sadade amprite voolude jaoks, mõõdetakse seda pinget mitmesajas voltides.
Kontaktseadmete võimalused selles osas on piiramatud: 1 cm pikkune kontaktide vaheline õhuvahe talub kuni 30 000 V pinget. Pooljuhtelemendid võimaldavad ainult lühiajalist ülekoormusvoolu: sekundi kümnendiku jooksul voolutugevus umbes kümnekordne nimivool. Kontaktseadmed on võimelised taluma sajakordset voolu ülekoormust määratud aja jooksul.
Pingelang pooljuhtelemendil juhtivas olekus nimivoolul on ligikaudu 50 korda suurem kui tavalistel kontaktidel. See määrab suured soojuskaod pooljuhtelemendis pideva voolu režiimis ja vajaduse spetsiaalsete jahutusseadmete järele.
Kõik see viitab sellele, et kontakt- või mittekontaktseadme valimise küsimuse määravad ette antud töötingimused.Väikeste lülitusvoolude ja madalpinge korral võib kontaktseadmetest sobivam olla kontaktivabade seadmete kasutamine.
Mittekontaktseid seadmeid ei saa kõrge töösageduse ja suure reageerimiskiiruse korral kontaktseadmetega asendada.
Muidugi on kontaktivabad seadmed eelistatavad isegi suure voolu korral, kui on vaja vooluahela juhtimise võimendusrežiimi. Kuid praegu on kontaktseadmetel teatud eelised mittekontaktsete seadmetega võrreldes, kui suhteliselt suurte voolude ja pingete korral on vaja ette näha lülitusrežiim, st vooluahelate lihtne välja- ja sisselülitamine madala sagedusega vooluga. seade.
Elektriahelaid vahetavate elektromagnetiliste seadmete elementide oluline puudus on kontaktide madal töökindlus. Suurte vooluväärtuste ümberlülitamine on seotud avamise hetkel kontaktide vahel elektrikaare tekkimisega, mis põhjustab nende kuumenemist, sulamist ja selle tagajärjel seadme kahjustamist.
Toiteahelate sagedase sisse- ja väljalülitamisega paigaldistes mõjutab lülitusseadmete kontaktide ebausaldusväärne töö kogu paigaldise toimivust ja jõudlust negatiivselt. Kontaktivabadel elektrilülitusseadmetel need puudused puuduvad.
Türistor unipolaarne kontaktor
Kontaktori sisselülitamiseks ja koormuse toitepinge saamiseks tuleb türistorite VS1 ja VS2 juhtahelas kontaktid K sulgeda. Kui sel hetkel on klemmil 1 positiivne potentsiaal (vahelduvvoolu siinuslaine positiivne poollaine), siis rakendatakse türistori VS1 juhtelektroodile takisti R1 ja dioodi VD1 kaudu positiivne pinge. Türistor VS1 avaneb ja vool liigub läbi koormuse Rn. Kui võrgupinge polaarsus on vastupidine, avaneb türistor VS2, mis ühendab koormuse vahelduvvooluvõrku. Kontaktidelt K lahtiühendamisel avatakse juhtelektroodide ahelad, türistorid suletakse ja koormus lahutatakse võrgust.
Ühepooluselise kontaktori elektriskeem
Kontaktivabad türistori starterid
PT-seeria kolmepooluselised türistori starterid on välja töötatud asünkroonsete elektrimootorite juhtimisahelates sisse-, välja- ja tagurdamiseks. Skeemis oleval kolmepooluselisel starteril on kuus türistorit VS1, …, VS6, mis on iga pooluse jaoks ühendatud kahe türistoriga. Starter lülitatakse sisse juhtnuppude SB1 «Start» ja SB2 «Stop» abil.
PT-seeria kontaktivaba kolmepooluseline türistori starter
Türistori käivitusahel kaitseb elektrimootorit ülekoormuse eest, selleks on vooluahela toitesektsiooni paigaldatud voolutrafod TA1 ja TA2, mille sekundaarmähised kuuluvad türistori juhtseadmesse.