Puolijohdekontaktoripiiri moottoripumpuille

Tässä artikkelissa opitaan, miten suunnitellaan ja rakennetaan puolijohdekontaktoripiiri käyttämällä triakeja raskaiden kuormien, kuten upotettavien porakaivopumppumoottorien, käyttämiseen erittäin luotettavasti ilman huolta kontaktoriyksikön kulumisesta tai pitkäaikaisesta hajoamisesta.

Mikä on kontaktori

Kontaktori on verkkovirralla toimiva virtakytkin, joka on mitoitettu käsittelemään raskaita kuormia suurilla virroilla, ja suuret kytkentäpiikit muotokaarissa niiden kytkentäkoskettimien yli. Sitä käytetään enimmäkseen suuritehoisten tai suurivirtaisten induktiivisten kuormien, kuten upotettavien 3-vaihepumppumoottorien tai muun vastaavan tyyppisten raskaiden teollisten kuormien, jotka voivat sisältää myös solenoideja, kytkemiseen.

Kuinka kontaktori toimii

Peruskontaktorikytkimen sähköisessä kokoonpanossa on seuraavat perusosat:

1. Push-to-ON-kytkin
2. Push-to-OFF-kytkin
3. Verkkovirralla toimiva meachanismi

Vakiomallisessa mekaanisessa kontaktorissa käynnistyskytkintä, joka on push-to-ON-kytkin, käytetään kontaktorin koskettimien lukitsemiseksi kytkettyyn ON-asentoon niin, että myös kytketty kuorma kytketään päälle, kun taas Stop-kytkintä, joka on työntövoima -katkaisinta käytetään katkaisemaan tämä salpajärjestely ja kytkemään kytketty kuorma pois päältä.

Kun käyttäjä painaa PÄÄLLE -kytkintä, integroitu sähkömagneettinen kela saa virran, joka vetää jousikuormitteisia raskaita koskettimia ja yhdistää ne kovasti toiseen raskaiden koskettimien sarjaan. Tämä yhdistää kaksi vierekkäistä kosketinsarjaa, jolloin virta virtaa verkkovirrasta kuormaan. Tällöin kuorma kytketään PÄÄLLE.

Sähkömagneettinen kela ja siihen liittyvät kontaktisarjat muodostavat kontaktorin relemekanismin, joka lukittuu ja kytkeytyy päälle aina, kun push-to-ON-kytkintä painetaan tai START-kytkintä painetaan.

Push-to-OFF-kytkin toimii päinvastoin, kun tätä kytkintä painetaan, releen salpa pakotetaan rikkoutumaan, mikä puolestaan ​​vapauttaa ja avaa kontaktit alkuperäiseen OFF-asentoonsa. Tämä aiheuttaa kuorman kytkemisen pois päältä.

Mekaanisten kontaktoreiden ongelmat

Mekaaniset kontaktorit toimivat melko tehokkaasti yllä selitettyjen menettelyjen avulla, mutta pitkällä aikavälillä ne ovat alttiita kulumiselle johtuen raskaasta sähkökaaresta koskettimiensa yli.

Nämä valokaaret johtuvat yleensä massiivisesta alkuvirtavirrasta kuormituksesta, joka on luonteeltaan enimmäkseen induktiivinen, kuten moottorit ja solenoidit.

Toistuva valokaari aiheuttaa palamista ja korroosiota kosketuspinnoilla, jotka lopulta muuttuvat liian huonontuneiksi toimiakseen normaalisti kuorman vaaditun kytkennän kannalta.

Elektronisen kontaktorin suunnittelu

Löydä helppo tapa ratkaista kulumisongelma mekaanisilla kontaktoreilla näyttää pelottavalta ja monimutkaiselta, ellei muotoilu ole kokonaan korvattu elektronisella vastineella, joka tekisi kaiken teknisten tietojen mukaisesti, mutta olisi silti mekaanisen hajoamisen estävä riippumatta siitä, kuinka usein nämä ovat ja kuinka suuri kuorman teho voi olla.

Jonkin verran miettimisen jälkeen voisin keksiä seuraavan yksinkertaisen puolijohdekontaktoripiirin, jossa käytetään triakeja, SCR: itä ja joitain muita elektronisia komponentteja

Osaluettelo

Kaikki SCR-arvot = C106 tai BT151

Kaikki pienet triakit = BT136

Kaikki suuret triakit = BTA41 / 600

Kaikki SCR-porttidiodit = 1N4007

Kaikki sillan tasasuuntaajan diodit = 1N4007

Piirin käyttö

Suunnittelu näyttää melko suoraviivaiselta. Voimme nähdä, että 3 suuritehoista triakkia käytetään kytkiminä 3-vaiheisen tulon 3 linjan aktivoimiseksi.

Näiden suuritehoisten ohjaustriakkien portit laukaisee 3 kiinnitettyä pienitehoista triakkia, joita käytetään puskurivaiheina.

Lopuksi näiden puskuritriakkien portit laukaisee 3 erillistä SCR: ää, jotka on konfiguroitu erikseen kullekin näistä triac-verkoista.

SCR: t puolestaan ​​laukaistaan ​​erillisillä push-to-ON- ja push-to-OFF-kytkimillä, jotta ne kytketään päälle ja pois päältä, mikä sallii triakkien vastaavan laukaisun päälle ja pois vastauksena vastaavaan painokytkimen aktivointiin.

Kun push-to-ON-kytkintä painetaan, kaikki SCR: t lukittuvat välittömästi, ja tämä antaa porttiaseman ilmestyä kaikkien 3 puskuritriakin porttien yli.

Nämä triakit alkavat nyt johtaa, mikä mahdollistaa porttikäynnistyksen päävirtatriakeista, jotka lopulta alkavat johtaa ja antavat 3-vaiheisen tehon saavuttaa kuorman, ja kuorma kytketään päälle.

Tämän elektronisen kontaktorin relepiirin pysäyttämiseksi käyttäjä painaa PYSÄYTYS-kytkintä (STOP-kytkin), joka rikkoo välittömästi SCR: ien lukituksen, estäen triakkien porttikäytön ja kytkemällä ne pois päältä kuorman mukana.

Piirin yksinkertaistaminen

Edellä olevasta kaaviosta voidaan nähdä välivaiheen triac-puskurivaiheita, joita käytetään laukaisun välittämiseen SCR: stä verkkovirtoihin.

Pieni tutkimus paljastaa kuitenkin, että nämä puskuritriakit voidaan ehkä eliminoida ja SCR-lähtö voidaan konfiguroida suoraan verkkojännitteillä.

Tämä yksinkertaistaisi suunnittelua entisestään ja sallisi vain SCR-vaiheiden käytön START- ja STOP-toiminnoissa ja vähentäisi myös yksikön kokonaiskustannuksia.