Beskontaktni tiristorski kontaktori i starteri
Prebacivanje struje u krugu elektromagnetskih pokretača, kontaktora, releja, ručnih upravljačkih uređaja (prekidači noževa, sklopke paketa, prekidači, gumbi itd.) Izvodi se promjenom električnog otpora sklopnog tijela u širokim granicama. U kontaktnim uređajima takav je organ kontaktni razmak. Njegov otpor sa zatvorenim kontaktima je vrlo nizak, s otvorenim kontaktima može biti vrlo visok. U načinu prebacivanja kruga postoji vrlo brza nagla promjena otpora između kontaktnog razmaka od minimalne do maksimalne granične vrijednosti (isključeno) ili obrnuto (uključeno).
Beskontaktni električni uređaji nazivaju se uređaji namijenjeni uključivanju i isključivanju (isključivanju) električnih krugova bez fizičkog prekida samog kruga. Osnova za konstrukciju beskontaktnih uređaja su različiti elementi s nelinearnim električnim otporom, čija vrijednost varira u prilično širokom rasponu, trenutno su to tiristori i tranzistori, koristi se za magnetska pojačala.
Prednosti i nedostaci beskontaktnih uređaja u usporedbi s konvencionalnim starterima i kontaktorima
U usporedbi s kontaktnim uređajima, beskontaktni imaju sljedeće prednosti:
— nije formirana električni lukkoji ima destruktivan učinak na detalje aparata; vremena odziva mogu doseći male vrijednosti, stoga dopuštaju visoku učestalost operacija (stotine tisuća operacija na sat),
— ne troše se mehanički,
U isto vrijeme, beskontaktni uređaji imaju i nedostatke:
— ne osiguravaju galvansku izolaciju u krugu i ne stvaraju vidljivi prekid u njemu, što je važno sa stajališta tehničke sigurnosti;
— dubina sklopke je nekoliko redova veličine manja od kontaktnih uređaja,
— veće su dimenzije, težina i cijena za usporedive tehničke parametre.
Beskontaktni uređaji bazirani na poluvodičkim elementima vrlo su osjetljivi na prenapone i prekostruje. Što je veća nazivna struja ćelije, niži je povratni napon koji ćelija može izdržati u nevodljivom stanju. Za ćelije dizajnirane za struje od stotina ampera, ovaj napon se mjeri u nekoliko stotina volti.
Mogućnosti kontaktnih uređaja u tom smislu su neograničene: zračni raspor između kontakata duljine 1 cm može izdržati napon do 30 000 V. Poluvodički elementi dopuštaju samo kratkotrajnu struju preopterećenja: unutar desetinki sekunde, struja od oko deset puta veću od nazivne struje. Kontaktni uređaji mogu izdržati stostruko strujno preopterećenje u određenim vremenskim razdobljima.
Pad napona na poluvodičkom elementu u vodljivom stanju pri nazivnoj struji približno je 50 puta veći od onog kod konvencionalnih kontakata. To određuje velike gubitke topline u poluvodičkom elementu u kontinuiranom strujnom načinu rada i potrebu za posebnim uređajima za hlađenje.
Sve ovo sugerira da je pitanje izbora kontaktnog ili beskontaktnog uređaja određeno danim radnim uvjetima.Pri malim sklopnim strujama i niskom naponu uporaba beskontaktnih uređaja može biti prikladnija od kontaktnih.
Beskontaktni uređaji ne mogu se zamijeniti kontaktnim uređajima u uvjetima visoke radne frekvencije i velike brzine odziva.
Naravno, beskontaktni uređaji, čak i pri velikim strujama, poželjni su kada je potrebno osigurati pojačani način upravljanja krugom. No trenutno kontaktni uređaji imaju određene prednosti u odnosu na beskontaktne, ako je pri relativno visokim strujama i naponima potrebno osigurati način prebacivanja, odnosno jednostavno isključivanje i uključivanje krugova s strujom pri niskoj frekvenciji rada uređaj.
Značajan nedostatak elemenata elektromagnetske opreme koji prebacuju električne krugove je niska pouzdanost kontakata. Prebacivanje velikih strujnih vrijednosti povezano je s pojavom električnog luka između kontakata u trenutku otvaranja, što uzrokuje njihovo zagrijavanje, topljenje i, kao rezultat, oštećenje uređaja.
U instalacijama s čestim uključivanjem i isključivanjem strujnih krugova, nepouzdan rad kontakata sklopnih uređaja nepovoljno utječe na operativnost i rad cijele instalacije. Beskontaktni električni rasklopni uređaji lišeni su ovih nedostataka.
Tiristorski unipolarni kontaktor
Za uključivanje kontaktora i napajanje naponom opterećenja, kontakti K moraju biti zatvoreni u upravljačkom krugu tiristora VS1 i VS2. Ako u ovom trenutku postoji pozitivan potencijal na priključku 1 (pozitivni poluval sinusnog vala izmjenične struje), tada će se pozitivni napon primijeniti na upravljačku elektrodu tiristora VS1 kroz otpornik R1 i diodu VD1. Tiristor VS1 će se otvoriti i struja će teći kroz trošilo Rn. Kada se polaritet mrežnog napona obrne, otvorit će se tiristor VS2, čime će se trošilo spojiti na izmjeničnu mrežu. Prilikom odspajanja s kontakata K, krugovi upravljačkih elektroda se otvaraju, tiristori se zatvaraju i opterećenje se isključuje iz mreže.
Električna shema jednopolnog kontaktora
Beskontaktni tiristorski starteri
Tropolni tiristorski starteri serije PT razvijeni su za uključivanje, isključivanje, reverziranje u upravljačkim krugovima asinkronih elektromotora. Tropolni starter u krugu ima šest tiristora VS1, …, VS6 spojenih na dva tiristora za svaki pol. Starter se uključuje pomoću upravljačkih tipki SB1 «Start» i SB2 «Stop».
Beskontaktni tropolni tiristorski starter serije PT
Krug pokretača tiristora osigurava zaštitu elektromotora od preopterećenja, za to su strujni transformatori TA1 i TA2 ugrađeni u energetski dio kruga, čiji su sekundarni namoti uključeni u upravljačku jedinicu tiristora.