Solid state kontaktorkredsløb til motorpumper

I denne artikel lærer vi, hvordan man designer og bygger et solid state kontaktorkredsløb ved hjælp af triacs til drift af tunge belastninger som nedsænkelige borewell-pumpemotorer med høj pålidelighed og uden bekymringer om slidproblemer eller problemer med langvarig nedbrydning af kontaktorenheden.

Hvad er en kontaktor

En kontaktor er en form for strømforsynet ON / OFF-kontakt, der er klassificeret til at håndtere tunge belastninger ved høje strømme og høje koblingsspidser i formbuer over deres omskifterkontakter. Det bruges mest til at skifte induktive belastninger med høj effekt eller høj strøm såsom nedsænkelige 3-fasepumpemotorer eller anden lignende type tunge industrielle belastninger, som også kan omfatte solenoider.

Sådan fungerer en kontaktor

En grundlæggende kontaktorkontakt har følgende grundlæggende elementer i sin elektriske konfiguration:

1. En Push-to-ON-switch
2. En Push-to-OFF-kontakt
3. En strømforsynet Relay Meachanism

I en standard mekanisk kontaktor er startkontakten, der er en push-to-ON-kontakt, brugt til at låse kontaktorkontakterne i en tændt position, så den tilsluttede belastning også tændes, mens stopkontakten, som er et skub -afbryder bruges til at bryde dette låsearrangement og til at slukke for den tilsluttede belastning.

Når push til ON-kontakten trykkes af brugeren, får en integreret elektromagnetisk spole strøm, der trækker et sæt fjederbelastede tunge kontakter og forbinder dem hårdt med et andet sæt tunge kontakter. Dette forbinder de to tilstødende sæt kontakter, der tillader strøm at strømme fra strømforsyningskilden til belastningen. Belastningen tændes således med denne handling.

Den elektromagnetiske spole og de tilknyttede sæt kontakter danner kontaktorens relæmekanisme, der låses fast og tændes hver gang der trykkes på push-to-ON-kontakten, eller der trykkes på START-kontakten.

Push-to-OFF-kontakten fungerer på den modsatte måde, når denne kontakt trykkes, er relælåsen tvunget til at gå i stykker, hvilket igen frigør og åbner kontakterne i sin oprindelige slukkede position. Dette får belastningen til at blive slukket.

Problemer med mekaniske kontaktorer

Mekaniske kontaktorer fungerer ret effektivt gennem de ovennævnte forklarede procedurer, men i det lange løb bliver de udsatte for slid på grund af kraftig elektrisk lysbue på tværs af deres kontakter.

Disse lysbuer forårsages generelt på grund af den massive startstrømtrækning af belastningen, som for det meste er induktive af naturen, såsom motorer og solenoider.

Den gentagne bueformning forårsager forbrænding og korrosion på kontaktfladerne, som til sidst bliver for nedbrudt til at fungere normalt til den krævede omskiftning af lasten.

Design af en elektronisk kontaktor

At finde en nem måde at løse slidproblemet med de mekaniske kontaktorer ser skræmmende og komplekst ud, medmindre designet er helt erstattet med en elektronisk modstykke, der ville gøre alt i henhold til specifikationerne, men alligevel være idiotsikker mod mekanisk nedbrydning, uanset hvor ofte disse er betjent og hvor stor belastningseffekten kan være.

Efter nogle tanker kunne jeg komme med følgende enkle solid state kontaktorkredsløb ved hjælp af triacs, SCR'er og nogle andre elektroniske komponenter

Liste over dele

Alle SCR'er = C106 eller BT151

Alle små triacs = BT136

Alle store triacs = BTA41 / 600

Alle SCR gate-dioder = 1N4007

Alle Bridge-ensretterdioder = 1N4007

Kredsløb

Designet ser ret ligetil ud. Vi kan se 3 højtydende triacer bruges som afbrydere til aktivering af de 3 linjer i 3-faset input.

Portene til disse højtydende styringstriacer udløses af 3 tilsluttede lavtydende triacer, der bruges som buffertrin.

Endelig udløses portene til disse buffertriacs af 3 individuelle SCR'er konfigureret separat for hvert af disse triac-netværk.

SCR'erne til gengæld udløses via separate push-to-ON- og push-to-OFF-kontakter for at tænde for henholdsvis ON og OFF, dette gør det muligt for triacs at blive aktiveret tilsvarende ON og OFF som reaktion på den relevante trykknapaktivering.

Når der trykkes på push-to-ON-kontakten, låses alle SCR'erne øjeblikkeligt, og dette giver mulighed for, at et gate-drev vises over portene til alle de 3 buffertriacer.

Disse triacs begynder nu at lede, hvilket muliggør gate-udløsning af de vigtigste power triacs, som endelig begynder at lede og tillader 3-faset at nå belastningen, og belastningen tændes.

For at stoppe dette elektroniske kontaktorrelæ kredsløb, trykkes på til OFF-kontakten (STOP-switch) af brugeren, som øjeblikkeligt bryder låsningen af ​​SCR'erne, hæmmer gate-drevet til triacerne og slukker dem sammen med belastningen.

Forenkling af kredsløbet

I ovenstående diagram kan vi se mellemliggende triacbuffertrin, der bruges til at videresende udløsningen fra SCR'erne til strømforsyningstriacerne.

Imidlertid afslører en lille undersøgelse, at disse buffertriacs muligvis kunne elimineres, og SCR-output kunne konfigureres direkte med lysnettetriacs.

Dette ville forenkle designet yderligere, så kun SCR-trin bruges til START- og STOP-handlingerne og også reducere enhedens samlede omkostninger.