Contatores e acionadores de tiristores sem contato

A comutação de corrente no circuito de acionadores eletromagnéticos, contatores, relés, dispositivos de controle manual (interruptores de faca, comutadores de pacote, interruptores, botões, etc.) é realizada alterando a resistência elétrica do corpo de comutação dentro de limites amplos. Nos dispositivos de contato, esse órgão é a lacuna de contato. Sua resistência com contatos fechados é muito baixa, com contatos abertos pode ser muito alta. No modo de comutação do circuito, há uma mudança abrupta muito rápida na resistência entre a folga do contato do mínimo para os valores limite máximos (desligado) ou vice-versa (ligado).

Dispositivos elétricos sem contato são chamados de dispositivos projetados para ligar e desligar (comutar) circuitos elétricos sem interromper fisicamente o próprio circuito. A base para a construção de dispositivos sem contato são vários elementos com resistência elétrica não linear, cujo valor varia em uma faixa bastante ampla, atualmente são tiristores e transistores, usado para amplificadores magnéticos.

Vantagens e desvantagens dos dispositivos sem contato em comparação com os acionadores de partida e contatores convencionais

Em comparação com os dispositivos de contato, os sem contato têm as seguintes vantagens:

- não é formado arco eletricoque tem um efeito destrutivo nos detalhes do aparelho; os tempos de resposta podem atingir valores pequenos, permitindo assim uma elevada frequência de operações (centenas de milhares de operações por hora),

— não se desgaste mecanicamente,

Ao mesmo tempo, os dispositivos sem contato também apresentam desvantagens:

— não fornecem isolamento galvânico no circuito e não criam uma ruptura visível no mesmo, o que é importante do ponto de vista da segurança de engenharia;

— a profundidade de comutação é várias ordens de grandeza menor que os dispositivos de contato,

— dimensões, peso e preço para parâmetros técnicos comparáveis ​​são maiores.

Dispositivos sem contato baseados em elementos semicondutores são muito sensíveis a sobretensões e sobrecorrentes. Quanto maior a corrente nominal da célula, menor a tensão reversa que a célula pode suportar no estado não condutor. Para células projetadas para correntes de centenas de amperes, essa tensão é medida em várias centenas de volts.

As possibilidades dos dispositivos de contato a esse respeito são ilimitadas: o espaço de ar entre os contatos de 1 cm de comprimento pode suportar uma tensão de até 30.000 V. Os elementos semicondutores permitem apenas uma corrente de sobrecarga de curto prazo: em décimos de segundo, uma corrente de cerca de dez vezes a corrente nominal. Os dispositivos de contato são capazes de suportar uma sobrecarga de corrente de cem vezes durante os períodos de tempo especificados.

A queda de tensão em um elemento semicondutor no estado de condução na corrente nominal é aproximadamente 50 vezes maior do que nos contatos convencionais. Isso determina as grandes perdas de calor no elemento semicondutor no modo de corrente contínua e a necessidade de dispositivos de resfriamento especiais.

Tudo isso sugere que a escolha de um dispositivo de contato ou sem contato é determinada pelas condições de operação dadas.Em pequenas correntes comutadas e baixa tensão, o uso de dispositivos sem contato pode ser mais apropriado do que dispositivos de contato.

Dispositivos sem contato não podem ser substituídos por dispositivos de contato em condições de alta frequência operacional e alta velocidade de resposta.

Obviamente, os dispositivos sem contato, mesmo em altas correntes, são preferíveis quando é necessário fornecer um modo de reforço de controle do circuito. Mas, atualmente, os dispositivos de contato têm certas vantagens sobre os sem contato, se em correntes e tensões relativamente altas for necessário fornecer um modo de comutação, ou seja, desligar e ligar circuitos simples com corrente em baixa frequência de operação do dispositivo.

Uma desvantagem significativa dos elementos de equipamentos eletromagnéticos que comutam circuitos elétricos é a baixa confiabilidade dos contatos. A comutação de grandes valores de corrente está associada ao aparecimento de um arco elétrico entre os contatos no momento da abertura, o que faz com que eles aqueçam, derretam e, como resultado, danifiquem o dispositivo.

Em instalações com frequentes liga e desliga de circuitos de energia, a operação não confiável dos contatos dos dispositivos de comutação afeta negativamente a operacionalidade e o desempenho de toda a instalação. Dispositivos de comutação elétrica sem contato são desprovidos dessas desvantagens.

Contator unipolar tiristor

Para ligar o contator e fornecer tensão à carga, os contatos K devem ser fechados no circuito de controle dos tiristores VS1 e VS2. Se neste momento houver um potencial positivo no terminal 1 (meia onda positiva de uma onda senoidal de corrente alternada), uma tensão positiva será aplicada ao eletrodo de controle do tiristor VS1 através do resistor R1 e do diodo VD1. O tiristor VS1 abrirá e a corrente fluirá pela carga Rn. Quando a polaridade da tensão de rede é invertida, o tiristor VS2 se abre, conectando assim a carga à rede CA. Ao desconectar dos contatos K, os circuitos dos eletrodos de controle são abertos, os tiristores são fechados e a carga é desconectada da rede.

Diagrama elétrico de um contator monopolar

Acionadores de partida de tiristores sem contato

As partidas de tiristores tripolares da série PT são desenvolvidas para ligar, desligar e inverter os circuitos de controle de motores elétricos assíncronos. A partida tripolar do circuito possui seis tiristores VS1, …, VS6 conectados a dois tiristores para cada polo. O starter é ligado usando os botões de controle SB1 «Start» e SB2 «Stop».

Acionador de partida tiristor tripolar sem contato da série PT

O circuito de partida do tiristor protege o motor elétrico contra sobrecarga, para isso, os transformadores de corrente TA1 e TA2 são instalados na seção de potência do circuito, cujos enrolamentos secundários estão incluídos na unidade de controle do tiristor.