คอนแทคไทริสเตอร์และสตาร์ตเตอร์แบบไม่สัมผัส

การสลับกระแสในวงจรของสตาร์ตเตอร์แม่เหล็กไฟฟ้า คอนแทคเตอร์ รีเลย์ อุปกรณ์ควบคุมด้วยมือ (สวิตช์มีด สวิตช์แพ็กเก็ต สวิตช์ ปุ่ม ฯลฯ) ดำเนินการโดยการเปลี่ยนความต้านทานไฟฟ้าของตัวสวิตชิ่งภายในขอบเขตที่กว้าง ในอุปกรณ์สัมผัส อวัยวะดังกล่าวคือช่องสัมผัส ความต้านทานต่อหน้าสัมผัสแบบปิดต่ำมาก ส่วนหน้าสัมผัสแบบเปิดอาจสูงมาก ในโหมดสวิตชิ่งของวงจรมีการเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันอย่างรวดเร็วในความต้านทานระหว่างช่องว่างการสัมผัสจากค่าต่ำสุดถึงค่าสูงสุด (ปิด) หรือในทางกลับกัน (เปิด)

อุปกรณ์ไฟฟ้าแบบไร้สัมผัสเรียกว่าอุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อเปิดและปิด (สวิตช์) วงจรไฟฟ้าโดยไม่ทำลายวงจร พื้นฐานสำหรับการสร้างอุปกรณ์แบบไม่สัมผัสคือองค์ประกอบต่างๆ ที่มีความต้านทานไฟฟ้าแบบไม่เชิงเส้น ซึ่งมีค่าแตกต่างกันไปในช่วงที่ค่อนข้างกว้าง ซึ่งปัจจุบันคือไทริสเตอร์และ ทรานซิสเตอร์ใช้สำหรับเครื่องขยายสัญญาณแม่เหล็ก

ข้อดีและข้อเสียของอุปกรณ์ไร้สัมผัสเมื่อเปรียบเทียบกับสตาร์ทเตอร์และคอนแทคเตอร์ทั่วไป

เมื่อเปรียบเทียบกับอุปกรณ์สัมผัสแล้ว อุปกรณ์ไร้สัมผัสมีข้อดีดังต่อไปนี้:

- ไม่เป็นรูปเป็นร่าง อาร์คไฟฟ้าซึ่งมีผลทำลายรายละเอียดของเครื่องมือ เวลาตอบสนองสามารถเข้าถึงค่าที่น้อยได้ จึงทำให้มีความถี่สูงในการดำเนินการ (การดำเนินการหลายแสนครั้งต่อชั่วโมง)

- ไม่เสื่อมสภาพทางกลไก

ในขณะเดียวกัน อุปกรณ์ไร้สัมผัสก็มีข้อเสียเช่นกัน:

— พวกเขาไม่ให้การแยกไฟฟ้าในวงจรและไม่ก่อให้เกิดการแตกหักที่มองเห็นได้ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญจากมุมมองของความปลอดภัยทางวิศวกรรม

— ความลึกของการสลับมีขนาดเล็กกว่าอุปกรณ์หน้าสัมผัสหลายลำดับ

— ขนาด น้ำหนัก และราคาสำหรับพารามิเตอร์ทางเทคนิคที่เปรียบเทียบได้จะสูงกว่า

อุปกรณ์ไร้สัมผัสที่ใช้องค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์มีความไวสูงต่อแรงดันไฟและกระแสเกิน ยิ่งพิกัดกระแสของเซลล์สูงเท่าใด แรงดันย้อนกลับที่เซลล์สามารถทนได้ในสถานะไม่นำไฟฟ้าก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น สำหรับเซลล์ที่ออกแบบมาสำหรับกระแสหลายร้อยแอมแปร์ แรงดันไฟฟ้านี้จะวัดเป็นหลายร้อยโวลต์

ความเป็นไปได้ของอุปกรณ์สัมผัสในเรื่องนี้ไม่ จำกัด : ช่องว่างอากาศระหว่างหน้าสัมผัสยาว 1 ซม. สามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าได้สูงถึง 30,000 V ส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์อนุญาตให้มีกระแสไฟเกินในระยะสั้นเท่านั้น: ภายในสิบวินาทีของกระแส ประมาณสิบเท่าของพิกัดกระแส อุปกรณ์สัมผัสสามารถทนต่อกระแสไฟเกินร้อยเท่าในช่วงเวลาที่กำหนด

แรงดันตกคร่อมองค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์ในสถานะตัวนำที่กระแสไฟฟ้าที่กำหนดจะสูงกว่าหน้าสัมผัสทั่วไปประมาณ 50 เท่า สิ่งนี้กำหนดการสูญเสียความร้อนจำนวนมากในองค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์ในโหมดกระแสต่อเนื่องและความต้องการอุปกรณ์ระบายความร้อนพิเศษ

ทั้งหมดนี้ชี้ให้เห็นว่าคำถามของการเลือกอุปกรณ์แบบสัมผัสหรือไม่สัมผัสนั้นขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการทำงานที่กำหนด ณ กระแสสลับขนาดเล็กและแรงดันไฟต่ำ การใช้อุปกรณ์แบบไม่สัมผัสอาจเหมาะสมกว่าอุปกรณ์แบบสัมผัส

ไม่สามารถเปลี่ยนอุปกรณ์แบบไม่สัมผัสด้วยอุปกรณ์แบบสัมผัสได้ภายใต้เงื่อนไขของความถี่การทำงานสูงและความเร็วในการตอบสนองสูง

แน่นอน อุปกรณ์ไร้สัมผัส แม้ในกระแสไฟฟ้าสูง ก็ยังดีกว่าเมื่อจำเป็นต้องมีโหมดบูสต์ของการควบคุมวงจร แต่ในปัจจุบันอุปกรณ์สัมผัสมีข้อได้เปรียบบางประการเหนืออุปกรณ์ที่ไม่สัมผัสหากกระแสและแรงดันไฟฟ้าค่อนข้างสูงจำเป็นต้องมีโหมดสวิตชิ่งนั่นคือการปิดและเปิดวงจรอย่างง่ายด้วยกระแสที่ความถี่ต่ำของการทำงานของ อุปกรณ์.

ข้อเสียที่สำคัญขององค์ประกอบอุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้าที่เปลี่ยนวงจรไฟฟ้าคือความน่าเชื่อถือต่ำของหน้าสัมผัส การสลับค่ากระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่นั้นสัมพันธ์กับลักษณะของอาร์คไฟฟ้าระหว่างหน้าสัมผัสในขณะที่เปิดซึ่งทำให้ร้อนขึ้นละลายและทำให้อุปกรณ์เสียหาย

ในการติดตั้งที่มีการเปิดและปิดวงจรไฟฟ้าบ่อยๆ การทำงานที่ไม่น่าเชื่อถือของหน้าสัมผัสของอุปกรณ์สวิตชิ่งจะส่งผลเสียต่อความสามารถในการทำงานและประสิทธิภาพของการติดตั้งทั้งหมด อุปกรณ์สวิตชิ่งไฟฟ้าแบบไร้สัมผัสไม่มีข้อเสียเหล่านี้

ไทริสเตอร์ยูนิโพลาร์คอนแทคเตอร์

ในการเปิดคอนแทคเตอร์และจ่ายแรงดันให้กับโหลด จะต้องปิดหน้าสัมผัส K ในวงจรควบคุมของไทริสเตอร์ VS1 และ VS2 หากในขณะนี้มีศักยภาพเป็นบวกที่เทอร์มินัล 1 (ครึ่งคลื่นบวกของคลื่นไซน์กระแสสลับ) แรงดันบวกจะถูกนำไปใช้กับอิเล็กโทรดควบคุมของไทริสเตอร์ VS1 ผ่านตัวต้านทาน R1 และไดโอด VD1 ไทริสเตอร์ VS1 จะเปิดขึ้นและกระแสจะไหลผ่านโหลด Rn เมื่อขั้วของแรงดันไฟหลักกลับขั้ว ไทริสเตอร์ VS2 จะเปิดขึ้น ซึ่งจะเชื่อมต่อโหลดเข้ากับไฟหลัก AC เมื่อตัดการเชื่อมต่อจากหน้าสัมผัส K วงจรของอิเล็กโทรดควบคุมจะเปิดขึ้น ไทริสเตอร์จะปิดและโหลดจะถูกตัดการเชื่อมต่อจากเครือข่าย

แผนภาพไฟฟ้าของคอนแทคเตอร์ขั้วเดียว

สตาร์ทเตอร์ไทริสเตอร์แบบไม่สัมผัส

ไทริสเตอร์สตาร์ทเตอร์แบบสามขั้วของซีรีส์ PT ได้รับการพัฒนาสำหรับการเปิด ปิด และย้อนกลับในวงจรควบคุมของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัส สตาร์ทเตอร์สามขั้วในวงจรมีไทริสเตอร์หกตัว VS1, …, VS6 เชื่อมต่อกับไทริสเตอร์สองตัวสำหรับแต่ละขั้ว สตาร์ทเตอร์เปิดอยู่โดยใช้ปุ่มควบคุม SB1 «เริ่ม» และ SB2 «หยุด»

ไทริสเตอร์สตาร์ทเตอร์แบบสามขั้วแบบไม่สัมผัสของซีรีส์ PT

วงจรสตาร์ทเตอร์ไทริสเตอร์ช่วยป้องกันมอเตอร์ไฟฟ้าจากการโอเวอร์โหลด ด้วยเหตุนี้จึงติดตั้งหม้อแปลงกระแส TA1 และ TA2 ในส่วนพลังงานของวงจร ขดลวดทุติยภูมิซึ่งรวมอยู่ในชุดควบคุมไทริสเตอร์