Polovodičový obvod stýkača pre motorové čerpadlá

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





V tomto článku sa naučíme, ako navrhnúť a vytvoriť polovodičový obvod stýkača pomocou triakov na prevádzkovanie ťažkých záťaží, ako sú ponorné čerpadlá s vysokou spoľahlivosťou, a to bez akýchkoľvek obáv z problémov s opotrebovaním alebo dlhodobou degradáciou jednotky stýkača.

Čo je to Stykač

Stykač je forma sieťového vypínača, ktorý je určený na zvládanie ťažkých bremien pri vysokých prúdoch a vysokých spínacích hrotov v tvare oblúka na ich spínacích kontaktoch. Väčšinou sa používa na spínanie vysokonapäťových alebo silnoprúdových indukčných záťaží, ako sú ponorné 3fázové motory čerpadiel alebo iné podobné typy ťažkých priemyselných záťaží, ktoré môžu obsahovať aj solenoidy.



Ako funguje stýkač

Základný stýkačový spínač bude mať v elektrickej konfigurácii tieto základné prvky:

  1. Prepínač Push-to-ON
  2. Prepínač Push-to-OFF
  3. Meachanizmus štafiet ovládaný zo siete

V štandardnom nastavenom mechanickom stýkači sa štartovací spínač, ktorý je spínačom typu push-to-ON, používa na blokovanie kontaktov stýkača v zapnutej polohe, aby sa zapla aj pripojená záťaž, zatiaľ čo vypínač Stop, ktorý je tlačidlom vypínač sa používa na prerušenie tohto usporiadania západky a na vypnutie pripojeného zaťaženia.



Keď užívateľ stlačí vypínač do polohy ON, napája sa integrovaná elektromagnetická cievka, ktorá vytiahne sadu pružinovo namáhaných kontaktov a pevne ich spojí s ďalšou sadou kontaktov pre veľké zaťaženie. Toto spája dve susedné sady kontaktov, ktoré umožňujú prúdenie prúdu zo zdroja napájania do záťaže. Týmto spôsobom sa záťaž zapne.

Elektromagnetická cievka a príslušné sady kontaktov tvoria reléový mechanizmus stýkača, ktorý sa zablokuje a zapne sa pri každom stlačení spínača push-to-ON alebo pri stlačení spínača START.

Prepínač Push-to-OFF funguje opačne, keď je tento spínač stlačený, západka relé je nútená sa zlomiť, čo následne uvoľní a otvorí kontakty do svojej pôvodnej vypnutej polohy. To spôsobí vypnutie záťaže.

Problémy s mechanickými stýkačmi

Mechanické stýkače pracujú vyššie uvedenými postupmi pomerne efektívne, avšak z dlhodobého hľadiska sú náchylné na opotrebovanie v dôsledku silného elektrického oblúka cez svoje kontakty.

Tieto oblúky sú všeobecne spôsobené masívnym počiatočným odberom prúdu záťažou, ktorý je svojou povahou väčšinou indukčný, ako sú napríklad motory a solenoidy.

Opakovaný oblúk spôsobuje horenie a koróziu na kontaktných plochách, ktoré sa nakoniec príliš zhoršia, aby fungovali normálne pre požadované prepnutie záťaže.

Návrh elektronického stýkača

Nájsť jednoduchý spôsob, ako vyriešiť problém s opotrebovaním mechanických stýkačov, vyzerá skľučujúco a zložito, pokiaľ nie je dizajn úplne nahradený elektronickým náprotivkom, ktorý by robil všetko podľa špecifikácií, a napriek tomu bol spoľahlivý proti mechanickému poškodeniu bez ohľadu na to, ako často sú. prevádzkovaný a aký veľký môže byť príkon záťaže.

Po určitom premýšľaní by som mohol prísť s nasledujúcim jednoduchým polovodičovým stykačovým obvodom pomocou triakov, SCR a niektorých ďalších elektronických komponentov

schéma zapojenia elektronického polovodičového stýkača

Zoznam položiek

Všetky SCR = C106 alebo BT151

Všetky malé triaky = BT136

Všetky veľké triaky = BTA41 / 600

Všetky SCR hradlové diódy = 1N4007

Všetky diódy usmerňovača mostíka = 1N4007

Prevádzka obvodu

Dizajn vyzerá celkom priamo. Vidíme 3 vysoko výkonné triaky, ktoré sa používajú ako prepínače na aktiváciu 3 liniek 3-fázového vstupu.

Brány týchto triakov s vysokým výkonom riadia 3 pripojené triaky s nízkym výkonom, ktoré sa používajú ako vyrovnávacie stupne.

Nakoniec sú brány týchto vyrovnávacích triakov spustené 3 samostatnými SCR nakonfigurovanými osobitne pre každú z týchto triakových sietí.

SCR sa zasa spúšťajú prostredníctvom samostatných spínačov push-to-ON a push-to-OFF, ktoré ich zapínajú a vypínajú, čo umožňuje zodpovedajúcim spôsobom spúšťať triaky ON a OFF v reakcii na príslušnú aktiváciu spínača.

Po stlačení spínača push-to-ON sa všetky SCR okamžite zablokujú, čo umožňuje, aby sa pohon brány objavil cez brány všetkých 3 vyrovnávacích triakov.

Tieto triaky teraz začínajú dirigovať, čo umožňuje hradlové spúšťanie hlavných silových triakov, ktoré konečne začnú dirigovať a umožňujú trojfázovému napájaniu dosiahnuť záťaž a záťaž je zapnutá.

Na zastavenie tohto obvodu relé elektronického stýkača je používateľom stlačený vypínač do polohy OFF (vypínač STOP), ktorý okamžite preruší blokovanie SCR, čím zablokuje pohon brány pre triaky a vypne ich spolu so záťažou.

Zjednodušenie okruhu

Na vyššie uvedenom diagrame môžeme vidieť prechodné stupne triakového pufru, ktoré sa používajú na prenos spúšťania z SCR na triaky napájania zo siete.

Trochu preskúmania však ukazuje, že je možné, že by tieto tlmivé triaky mohli byť eliminované a výstup SCR mohol byť priamo nakonfigurovaný so sieťovými triakmi.

To by ešte viac zjednodušilo konštrukciu, čo by umožnilo použitie iba stupňov SCR pre akcie ŠTART a STOP a tiež by znížilo celkové náklady na jednotku.




Dvojica: PIR solárny domáci osvetľovací obvod Ďalej: Digitálna váha využívajúca silomer a Arduino