Visuose elektros energijos gamybos, perdavimo, paskirstymo ir vartojimo etapuose beveik visuose šalies ūkio sektoriuose elektros prietaisai atlieka svarbų vaidmenį.

Elektros prietaisai (kontaktoriai, starteriai, elektromagnetai) yra elektros jėgainių automatinių, pusiau automatinių ir rankinių valdymo sistemų dalis, elektros pavaros, elektros apšvietimo prietaisai, elektros technologijų įrenginiai ir kt. Jie naudojami paleidimui valdyti, reguliuoti. sukimosi greitį ir atlikti elektrinį elektros variklių stabdymą. Generatorių srovėms ir įtampai reguliuoti naudojami elektros prietaisai. Jie atlieka elektros energiją vartojančių įrenginių stebėjimo ir apsaugos funkcijas.

Taigi elektromechaninių prietaisų naudojimas leidžia valdyti elektrinių ir neelektrinių objektų veikimą pagal pateiktą programą, taip pat apsaugoti šiuos objektus nuo nepageidaujamų sąlygų – perkrovų, viršįtampių, neleistinai didelių srovių ir kt.

Daugelis elektros prietaisų yra skirti atlikti vieną funkciją valdymo ar apsaugos sistemoje, tačiau yra ir daugiafunkcinių įrenginių.
Elektromechaninių prietaisų veikimas automatikos sistemose pagrįstas daugeliu fizinių reiškinių: feromagnetinių kūnų sąveika magnetiniame lauke, laidininko jėgos sąveika su srove ir magnetiniu lauku, EML atsiradimu ritėse ir sūkurinėmis srovėmis masyvūs elektrai laidžios medžiagos kūnai, kai atsiranda kintamasis magnetinis laukas, šiluminis elektros srovės poveikis ir kt.

Pagrindinės elektros prietaisų dalys yra

• elektriniai kontaktai (fiksuoti ir judantys, pagrindiniai ir pagalbiniai),
• mechaninė arba elektromagnetinė kontaktų grupės pavara (judančių ir fiksuotų kontaktų sujungimas ir spaudimas),
• valdymo rankenos (mygtukai) ir darbo apvijos.
  Elektrinis įtaisas suveikia, tai yra, jis uždaro ir atidaro kontaktus arba sujungia judančias ir stacionarias elektromagnetinio mechanizmo dalis, veikiamas:

1) aptarnaujantis personalas spaudžia valdymo rankenas (mygtukus); šiuo atveju įrenginys vadinamas rankiniu arba pusiau automatiniu;
2) elektriniai dydžiai, apibūdinantys valdomo (valdomo) objekto veikimą, besikeičiantį ar ant darbo apvijų; šiuo atveju įrenginys vadinamas automatiniu.

Priklausomai nuo funkcijų, kurias įrenginys turi atlikti, jam gali būti keliami įvairūs reikalavimai, tačiau pagrindiniai reikalavimai yra patikimumas ir veikimo tikslumas: kontaktinių jungčių patikimumas, maža elektros varža kontaktų sandūroje, kontaktų priklausomybės tikslumas. valdymo srovės arba įtampos vertės veikimo momentas.

Pagal paskirtį išskiriami šie elektros prietaisai:

1) perjungimas (išjungikliai, jungikliai, jungikliai);
2) apsauginės, kurių pagrindinė paskirtis – apsaugoti elektros grandines nuo neleistinai didelių srovių, viršįtampių, sumažinimų ir pan. (saugikliai, apsauginės relės);
3) balastiniai įtaisai, skirti valdyti elektros pavaras ir kitus pramoninius elektros energijos vartotojus (kontaktorius, starterius, valdymo reles);
4) stebėjimas ir reguliavimas, skirtas stebėti ir palaikyti pagrindinius proceso parametrus (jutiklius ir reles) tam tikrame diapazone;
5) elektromagnetai (galia), naudojami laikyti arba
judantys objektai gamyboje ar valdyme
procesas.

Šiame skyriuje aptariami elektros prietaisai (relės, starteriai, kontaktoriai ir elektromagnetai) ir kai kurios valdymo ir reguliavimo grandinės, kuriose naudojami elektromechaniniai įtaisai.

Pirmiausia apsvarstykime elektrinių kontaktų veikimo ypatybes ir elektromagnetinio mechanizmo – elektros prietaisų kontaktinės grupės pavaros – veikimo ypatybes.

2 skyrius. Žemos įtampos elektros aparatai

2.1 tema Elektriniai rankinio valdymo įtaisai

1. Jungikliai - paskirtis, konstrukcija, veikimo ypatumai ir konstrukcija, pritaikymas

2. Komandiniai įrenginiai - klasifikacija, paskirtis, konstrukcija, veikimo ir konstrukcijos ypatumai, pritaikymas.

3. Rezistoriai ir reostatai - paskirtis, konstrukcija, veikimo ir konstrukcijos ypatumai, pritaikymas

Automatinių jungiklių, paketinių jungiklių parinkimas

Klausimas 1. Jungikliai

Perjungti– paprasčiausias rankinis valdymo įtaisas, naudojamas elektros grandinėms perjungti esant iki 660 V kintamos srovės ir 440 V nuolatinės srovės įtampai bei nuo 25 iki 10 000 A srovėms.

Jungiklio simbolis elektros schemose: - vienpolis

Trijų polių

Jungikliai skirti grandinėms perjungti ir sukurti matomą elektros grandinių pertrauką. Jungiklių mechaninis tarnavimo laikas yra iki 10 000 operacijų.

Jungikliai gaminami vieno, dviejų ir trijų polių. Pagrindiniai jų elementai yra: fiksuoti įjungiami kontaktai, judantys kontaktai, įkišti į kitus fiksuotus kontaktus. Jungikliai montuojami ant izoliuojančių dalių, plokščių, rėmų. Jungiklio konstrukcija gali būti skirta prijungti laidus iš galo arba priekio.

Lanko išnykimas DC esant mažoms srovėms iki 75 A atsiranda dėl jo mechaninio tempimo besiskiriančiais peiliais. Esant didelėms srovėms, gesinimas daugiausia atliekamas dėl lanko judėjimo, veikiant srovės grandinės elektrodinaminėms jėgoms (jungiklio dalys ir kt.).

Montuojant jungiklius paskirstymo dėžėse ar uždaruose mažo tūrio skirstomuosiuose įrenginiuose, labai svarbu apriboti lanko dydį. Būtina, kad jonizuotos dujos, likusios po lanko užgesimo, nesukeltų pliūpsnio į korpusą arba tarp įtampingųjų dalių. Tokiais atvejais jungikliuose yra įrengtos įvairių tipų lanko slopinimo kameros.

2.1 pav. Dviejų polių perjungimo jungiklis

Jungiklio konstrukcinis žymėjimas:

1 užduotis. a). Išvardykite jungiklių padėtis 2.2 pav.

2 klausimas. Komandiniai įrenginiai

Mygtukų jungikliai– elektriniai rankiniai valdymo įtaisai, skirti operatoriui atlikti valdymo veiksmą valdant įvairius elektromagnetinius įrenginius (reles, paleidiklius, kontaktorius ir kt.), taip pat valdymo grandinėms perjungti, signalizacijai, nuolatinės ir kintamosios srovės grandinių elektriniam blokavimui. Jie susideda iš korpuso arba pagrindo, mygtukų, sujungimo ir pertraukimo kontaktų. Keli mygtukai, sumontuoti bendrame skydelyje arba bendrame korpuse, vadinami mygtukų stotimi.

STOP mygtukas, START mygtukas

Pavyzdys mygtuko stoties KE simbolis

KE XXX XXXX:

KE- serijos žymėjimas;

XX- dizainas pagal valdymo elemento tipą ir specialių įtaisų buvimą: nuo 0,1 iki 21;

X- kontaktinių elementų skaičius: 1-1 arba 2; 2 - 3 arba 4;

XXX- klimatinė versija pagal GOST 15150-69: U, HL, T - Kameneco-Podolsko elektromechaninės gamyklos jungikliams; U, B - jungikliams iš Rheostat balasto gamyklos;

Mygtuko jungiklio konstrukcija (2.3 pav.)

2.3 pav. Mygtukų jungiklių dizainas ir simbolis

Mygtukai turi fiksuotus kontaktus 1 , kontaktinis tiltelis su judančiais kontaktais 2 , pavasaris 3 , grąžinti tiltą.

A- mygtukas su uždarymo kontaktais ( "pradėti");
b- mygtukas su įprastai atidarytais kontaktais ( "stop").

2 užduotis. a). Atsakykite į klausimą: iš kokių medžiagų pagaminti mygtukų jungiklių kontaktai?

Paketiniai jungikliai ir jungikliai(2.4 pav.) – rankiniu būdu valdomi elektros prietaisai, skirti perjungti valdymo ir signalizacijos grandines elektros variklių atbulinės eigos paleidimo grandinėse, taip pat 380 V kintamosios srovės ir 220 V nuolatinės srovės mažos galios elektros grandinėms esant apkrovai.

2.4 pav. Bendras pakuotės jungiklio vaizdas

Bet kurio jungiklio simbolis:

Iš esmės jungikliai yra tokios konstrukcijos: identiškos konstrukcijos perjungimo paketai (kontaktai) sumontuoti ant vieno veleno, sumontuotoje padėtyje laikomi fiksavimo mechanizmu. Sukant jungiklio rankenėlę sukasi velenas, o kartu ir perjungimo įtaisų kumšteliai, kurie uždaro arba atidaro kontaktus.

Perjungimo įtaisas turi vieną arba dvi kontaktines sistemas, elektra izoliuotas arba sujungtas trumpikliu, priklausomai nuo elektros grandinės, ir susideda iš korpuso, fiksuotų kontaktų, kontaktinių tiltelių, stūmikų, kumštelių ir spyruoklių.

Universalūs jungikliai (25 pav.) Jungiklius galima suskirstyti į dvi grupes: su sukamaisiais judančiais MK ir PMO serijų kontaktais bei kumštiniais jungikliais UP5300, PKU.

Įprastos versijos universalūs jungikliai gaminami UP5300 serijoje; atsparus vandeniui - UP5400 serija; atsparus sprogimui - UP5800 serija. Jie išsiskiria sekcijų skaičiumi, taip pat fiksuotomis rankenos padėtimis ir sukimosi kampu, forma ir kitomis savybėmis.

2.5 pav. Bendras universalių jungiklių vaizdas

Jungikliai gali būti 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 sekcijų. Jungikliuose, kurių sekcijų skaičius yra nuo 2 iki 8, rankena fiksuojama kiekvienoje padėtyje arba naudojama rankena su savaiminiu grįžimu į vidurinę padėtį.

Fiksuotų padėčių skaičius ir rankenos sukimosi kampas nurodomas atitinkama raide jungiklio nomenklatūros žymėjimo viduryje. Raidės A, B ir C nurodo jungiklio konstrukciją su savaiminiu grįžimu į vidurinę padėtį be užfiksavimo. Be to, raidė A nurodo, kad rankeną galima pasukti 45° į dešinę (pagal laikrodžio rodyklę) ir į kairę (prieš laikrodžio rodyklę), B – tik 45° į dešinę, C – 45° į kairę. Raidės G, D, E ir F rodo, kad jungiklio konstrukcija yra fiksuota 90° padėtyse. Be to, raidė G rodo, kad rankeną galima pasukti į dešinę vieną padėtį, D - vieną padėtį į kairę, E - vieną padėtį į kairę ir dešinę, F - gali būti kairėje arba dešinėje padėtyje 45° į vidurį (vidutinė padėtis rankena nefiksuota).

Raidės I, K, L, M, N, S, F, X rodo, kad jungiklis užfiksuotas 45° padėtyse. Raidė I rodo, kad rankeną galima pasukti į dešinę vieną padėtį, K - vieną padėtį į kairę, L - į dešinę arba į kairę dvi, M - į dešinę arba į kairę tris pozicijas, N - į dešinę aštuonias, S - į dešinę arba į kairę. padėtis, F - dešinė viena padėtis ir kairė dvi padėtys, X - dešinė trys padėtys ir kairė dvi padėtys.

Rankena gali būti ovali arba besisukanti. Paprastai jungikliai su iki šešių sekcijų imtinai su apskritu sukimu (aštuonios padėtys) turi ovalią rankeną.

Kiekvieno jungiklio pavadinime yra sutrumpintas pavadinimas, sutartinis šio dizaino numeris, skaičius, nurodantis sekcijų skaičių, skląsčio tipą ir jungiklio diagramos katalogo numerį. Pavyzdžiui, žymėjimas UP5314-N20 iššifruojamas taip: U - universalus, P - jungiklis, 5 - nereguliuojamas valdymo įtaisas, 3 - be stelažų konstrukcija, 14 - sekcijų skaičius, N - skląsčio tipas, 20 - katalogo numeris diagramą.

Pagrindinė UP5300 jungiklio dalis yra darbinės sekcijos, priveržtos smeigėmis. Per sekcijas eina volelis, kurio viename gale yra plastikinė rankena. Jungikliui pritvirtinti prie skydo, priekinėje jo sienelėje padarytos trys iškyšos su skylutėmis montavimo varžtams. Elektros grandinių perjungimas atliekamas naudojant esamus kontaktus.

Maži jungikliai skirti montuoti ant skirstomųjų skydų skydų, gali būti naudojami perjungimo įtaisų nuotoliniam valdymui, signalizacijos, matavimo ir automatikos grandinėse kintamos srovės įtampa iki 220 V ir yra skirti 6 A vardinei srovei.

Kiekvienas jungiklis turi savo perjungimo grandinę ir kontaktų uždarymo schemą.

Mažo dydžio serijos jungikliai skirti montuoti ant valdymo pultų. Jie naudojami perjungimo įtaisų (relių, elektromagnetinių starterių ir kontaktorių) nuotoliniam valdymui bei signalizacijos, matavimo, automatikos grandinėse esant kintamajai ir nuolatinei įtampai iki 220 V. Jungiklių kontaktai skirti 3 A srovei.

Jungikliai susideda iš 2, 4 ir 6 kontaktų paketų. Paketiniai kumšteliai universalūs jungikliai PKU naudojami elektros variklių valdymo grandinėse rankiniu, pusiau automatiniu ir automatiniu režimais. Jie skirti 220 V DC ir 380 V AC.

PKU serijos jungikliai išsiskiria montavimo ir tvirtinimo būdu, pakuočių skaičiumi, fiksuotomis padėtimis ir rankenos sukimosi kampu. Raidės ir skaičiai, įtraukti į jungiklio žymėjimą, pavyzdžiui, PKU-3-12L2020, reiškia: P - jungiklis, K - kumštelis, U - universalus, 3 - standartinis dydis, nustatomas pagal 10 A srovę, 1 - dizainas pagal apsaugos tipą (be apsauginio apvalkalo), 2 - versija pagal montavimo ir tvirtinimo būdą (montavimas už skydo plokštės su tvirtinimu prie priekinio laikiklio su priekiniu žiedu), L - padėties fiksavimas ties 45 °, 2020 - diagrama ir diagramos numeris pagal katalogą.

Užduotis 2. b).Įvardykite 2.6 pav. parodyto paketinio komutatoriaus padėtis.

2.6 pav.Paketinis jungiklis

Perjungti jungiklius skirtas rankiniam žemos įtampos, mažos galios elektros grandinių, kurios nereikalauja dažno perjungimo, perjungimui.

Ryžiai. 2.7.Perjungimo jungiklis

2.c užduotis). Kokie yra apytiksliai bendri perjungimo jungiklio matmenys?

Valdiklis– perjungimo įtaisas, kuris paleidžia ir valdo elektros variklio sūkius. Daugiagrandinis elektrinis prietaisas su rankine arba kojine pavara, skirtas tiesioginiam elektros variklių maitinimo grandinių perjungimui. Pagal konstrukciją jie skirstomi į kumštelius, būgnus, plokščius ir magnetinius.

Yra trijų tipų valdikliai : plokščias, būgnas, kumštelis.

Plokštieji valdikliai gali būti atliekami didesniu skaičiumi etapų, palyginti su būgnais ir kumšteliais, tačiau jų perjungimo pajėgumas yra mažesnis. Jų projektavimas atliekamas reostato perjungimo įtaisų principu

Būgnų valdikliai naudojamas iki 75 kW galios varikliams valdyti. Jų perjungimo galimybės yra mažos. Jie leidžia iki 120-240 perjungimų per valandą.

Kameros valdikliai leisti iki 600 perjungimų per valandą. Jų kontaktinis įtaisas veikia panašiai kaip kontaktorių kontaktinis įtaisas, t.y. Kiekvienas perjungimo elementas turi lanko slopinimo sistemą.

2 užduotis. d). Pavadinkite valdiklio padėtis 2.8 pav.

2.8 pav. Maitinimo valdiklis

2.9 pav. Rezistorių tipai

Rezistoriai ant šiluminio rėmo yra pagaminti iš karščiui atsparios medžiagos (porceliano, šamoto) pagaminto cilindro arba vamzdžio pavidalo, ant kurio vyniojama didelės varžos viela (konstantanas, fechralinis, ketaus, plienas, nichromas, feronichromas). Siekiant pagerinti šilumos perdavimą ir apsaugoti laidą nuo slydimo, rezistoriai yra padengti emalio arba stiklo sluoksniu.

Kilpiniai rezistoriai susideda iš plieninės plokštės, kurios šoniniuose kraštuose pritvirtinti porcelianiniai arba steatitiniai izoliatoriai, turintys įdubas, į kurias įdedama viela arba varžos juosta. Pakopų išėjimai gaminami spaustukų arba lituotų varinių antgalių pavidalu.

Ketaus ir štampuoto plieno rezistoriai gaminami zigzago formos su ausytėmis tvirtinimui.

Reostatas - Tai įrenginys, susidedantis iš rezistorių rinkinio ir įrenginio, kuriuo galite reguliuoti komplekte esančių rezistorių varžą.

Įprastas grafinis reostato vaizdas. Stačiakampio matmenys yra 8x4.

Priklausomai nuo paskirties, išskiriami šie reostatų tipai::

Nuolatinės ir kintamosios srovės elektros variklių paleidimo įtaisai;

Valdymo mechanizmai variklio paleidimui ir sukimosi greičiui reguliuoti;

Sužadinimo reostatai - žadinimo srovei reguliuoti elektros mašinų žadinimo apvijose (2.10 pav.);

2.10 pav. Konstruktyvi žadinimo reostato schema

Apkrova arba balastas – elektrai sugerti.

3 užduotis. a) Pabandykite, žiūrėdami į 2.11 pav., patys išsiaiškinti, kuria kryptimi reikia pajudinti variklį, kad:
a) padidinti į grandinę įtrauktą varžą?
b) sumažinti pasipriešinimą?

2.11 pav

4 užduotis. Tirtos informacijos asimiliacijos laipsnio patikrinimas 1,2,3 klausimais

2.1 temos „Elektriniai rankinio valdymo įrenginiai“

a) pavadinkite įrenginius, parodytus 2.12 pav.

2.12 pav.

b) Išvardykite elementus, kuriuos turi visi rankinio valdymo perjungimo įrenginiai:

2.1 lentelė. Automatinių jungiklių, paketinių jungiklių pasirinkimas

5 užduotis. Pasirinkite pagrindinį trifazį jungiklį, sumontuotą maitinimo skydelyje, kurio įėjimo įtampa 380 V. Grandine perduodama galia 20 kW. Numatoma maksimalios trumpojo jungimo srovės vertė lygus 11,5 kA. Trifazių jungiklių techniniai duomenys pateikti 2.2 lentelėje. Iššifruokite priimto jungiklio prekės ženklą

Sprendimas: 1. Nustatykite apskaičiuotą jungiklio srovės vertę

2. Atsižvelgdami į duomenis ir 2.2 lentelę užpildykite 2.1 lentelę. (tęskite savarankiškai)

2.2 lentelė. Jungiklių techniniai duomenys

Jungiklio tipas	R-25	RPS-1 (su saugikliu, šoniniu poslinkiu)	RC-1 (su centrine rankena)	RB
Nominali įtampa, V
Nominali srovė, A		100,250,400,630	100,250, 400	100,250,400
Elektrodinaminė varža, kA	2,8	20,20,30,32	1,2; 3,0; 4,8	1,5; 2,5; 4,5
Šiluminė varža, kA 2 s
egzekucija	vieno poliaus	trijų polių	trijų polių	trijų polių
Mechaninis atsparumas dilimui		Mažiausiai 2500 VO ciklų	Mažiausiai 2500 VO ciklų	-

6 užduotis. Tema: „Rankinio valdymo įrenginiai“

Pasirinkite teisingą atsakymą:

Namų darbų užduotis. Užbaikite užduotis.

3 klausimas. Kontaktoriai

2.2.1 pav. Frikcinės sankabos pjūvis ir schema

Frikcinės sankabos veikimo principas. Įtampa per slydimo žiedus tiekiama į lauko apviją, sumontuotą ant varančiojo veleno. Ši apvija sukuria magnetinį srautą F, kuris užsidaro per sankabos armatūrą. Susidariusi elektromagnetinė jėga judina armatūrą į kairę, o veleno varomoji ir varomoji dalys susijungia per trinties paviršius. Nuėmus įtampą ir išnykus magnetiniam srautui, grįžtamoji spyruoklė perkelia armatūrą į dešinę ir sankaba atsijungia. Trinties paviršiai (trinties diskai) gaminami iš dilimui atsparių medžiagų, turinčių didelį trinties koeficientą. Gali būti naudojamos įprastinės medžiagos: plienas ant plieno, plienas ant ketaus, plienas ant bronzos ir kt. Pažangiausios yra metalo keramikos medžiagos (varis 68%, alavas 8%, švinas 7%, grafitas 6%, silicis 4%, geležis 7%) Vienodas šių miltelių mišinys spaudžiamas aukštu slėgiu ir sukepinamas 700-800 C temperatūroje. Žemai tirpstantys komponentai prasiskverbia į mišinio poras ir išlydo visą kompoziciją.

Lauko apvija gali būti maitinama nuolatine arba kintama srove. Kintamosios srovės galios atveju, atsižvelgiant į magnetinės grandinės gamybą, movos konstrukcija skiriasi. Magnetinė šerdis pagaminta iš laminuoto elektrinio plieno.

Geležies miltelių movos Tai dvi koncentrinės plieninės dalys plokščiais paviršiais, atsuktais viena į kitą, tarp kurių yra nedidelis oro tarpas. Viena dalis yra standžiai sujungta su pavaros velenu, kita - su varomuoju velenu. Jei tarpas tarp plokščių paviršių užpildytas labai smulkiais feromagnetiniais milteliais, tai esant magnetiniam laukui oro tarpelyje, miltelių dalelės sudaro mechanines sujungimo grandines, kurios sukuria vienos dalies sukibimo jėgą su kita. Dėl to sukimasis bus perduodamas iš vienos dalies į kitą. Pašalinus magnetinį lauką, suirs raiščiai, nutrūks mechaninis ryšys, sistema nustos suktis. Magnetinį lauką sukuria apvija, kurios šerdis yra standžiai pritvirtinta erdvėje. Magnetinis srautas yra sujungtas išilgai movos magnetinių medžiagų (plieninės dalies, žiedo, feromagnetinių miltelių, rotoriaus)

Geležies miltelių movoms naudojamas karbonilas, silicis ir sūkurinė geležis. Milteliai gaunami skaidant geležies pentakarbonilą (ferum (CO) 5 = ferum + 5 CO). Feromagnetiniai milteliai naudojami lygiame mišinyje su separatoriumi – grafitu, cinko oksidu, talku ir kt.. Jie skirti apsaugoti miltelius nuo prilipimo ir gumuliukų susidarymo.

Movose sukurti specialūs sandarikliai, kad milteliai nepatektų už oro tarpų, ir magnetiniai gaudytojai, kurie pritraukia iš movos išeinančias miltelių daleles.

Būgninėje geležies miltelinėje movoje (2.2.2 pav.) pavaros velenas 1 per nemagnetinius flanšus 2 sujungtas su feromagnetiniu cilindru (būgneliu) 3. Cilindro viduje yra elektromagnetas 4, sujungtas su varomuoju velenu 6 Elektromagneto apvija 5 maitinama slydimo žiedais (paveikslėlyje nerodoma). Vidinė ertmė 7 užpildyta feromagnetiniais milteliais (gryna arba karbonilinė geležis), kurių grūdeliai svyruoja nuo 4-6 iki 20-50 mikronų, sumaišyti su sausu (talkas, grafitas) arba skystu (transformatorių, silikoninės alyvos) užpildu. Kai apvija yra atjungta ir varomoji dalis (būgnas) sukasi, elektromagnetas ir varomasis velenas lieka nejudantys, nes užpildo feromagnetiniai grūdeliai laisvai juda vienas kito atžvilgiu. Tarp būgno ir elektromagneto yra šiek tiek trinties, tačiau ji yra palyginti maža.

Ryžiai. 2.2.2. Būgno tipo elektromagnetinė geležies miltelių jungtis

Kai elektromagnetui įjungiama įtampa, veikiami apvijos magnetinio lauko feromagnetiniai miltelių grūdeliai praranda judėjimo laisvę. Terpės klampumas būgne smarkiai padidėja. Padidėja trinties jėga tarp būgno ir elektromagneto. Ant varančiojo veleno atsiranda sukimo momentas.
Esant tam tikrai sužadinimo srovės vertei, feromagnetiniai milteliai ir užpildas visiškai sukietėja. Būgnas ir elektromagnetas yra tvirtai sujungti. Perduodamu momentu galima laikyti momentą nuo trinties jėgos, veikiančios tarp miltelių ir vidinio cilindrinio būgno paviršiaus.

Dėl to, kad tarpas tarp būgno ir elektromagneto yra užpildytas feromagnetiniu mišiniu, jo magnetinis laidumas yra labai didelis, todėl galima sumažinti reikiamą apvijos MMF ir padidinti sankabos valdymo koeficientą, lygų santykiui. perduodamos galios į valdymo galią (elektromagneto galią).

Patartina naudoti fero-miltelines movas, kur reikalingas didelis greitis, didelis perjungimo dažnis ir sklandus varomojo veleno greičio reguliavimas. Geležies ir miltelių movų trūkumas yra mažesnė perduodama galia su tokiais pat matmenimis kaip ir frikcinės sankabos.

Miltelinių sankabų pranašumas yra jų greitis, kuris yra 10 - 15 kartų didesnis nei frikcinių elektromagnetinių sankabų.

Histerezės jungtyse(2.2.3 pav.) Mechaninės sukibimo jėgos tarp varančiosios ir varomos dalių sukuriamos naudojant kietųjų magnetinių medžiagų liekamojo įmagnetinimo reiškinį. Magnetinė sistema susideda iš dviejų dalių: viena yra prijungta prie pavaros veleno, kita - su varomuoju velenu. Įmagnetinimo apvija yra ant pavaros veleno. Apvijos sukurtas magnetinis srautas kirs velenų magnetines sistemas, o jo kelias eis išilgai mažiausio magnetinio pasipriešinimo plotų, dėl to varomojo veleno histerezės magnetiniai diskai bus pritraukti prie velenų dantų. varančiojo veleno šerdis (veikimo principas panašus į IM veikimo principą, tik ant rotoriaus nėra apvijos)

2.2.3 pav.Bendras histerezės movos vaizdas

Elektromagnetiniai stabdymo įtaisai– elektromagnetiniai nuotolinio valdymo įtaisai, skirti fiksuoti mechanizmo padėtį, kai elektros variklis išjungtas. Jie skirstomi į blokus, diskus ir juostas.

2.a užduotis) Sudarykite loginę frikcinės sankabos veikimo principo grandinę.

Užduotis 2.b) Pabandykite pavadinti 2.2.4 paveiksle pavaizduotus movos elementus.

2.2.4 pav.

Užduotis 2.c) Užbaikite sakinius:

Jungtis yra...

Elektromagnetinė sankaba yra...

Feromagnetiniai milteliai yra...

Miltelinių jungčių privalumai...

Histerezės movos veikimo principas pagrįstas...

Žodynėlis

Elektromagnetinės indukcijos dėsnis: Laidininko susikirtimas su magnetiniu lauku sukelia emf laidininke.

Elektromagnetinės jėgos dėsnis: srovės sąveika laidininke su magnetiniu lauku sukelia elektromagnetinės jėgos, veikiančios šį laidininką, susidarymą.

histerezė- fizinio dydžio pokyčių, apibūdinančių medžiagos, ypač plieno, įmagnetinimo būseną vėlavimas

Relės charakteristikos

Pagrindines relės charakteristikas lemia priklausomybės tarp išėjimo ir įėjimo dydžių parametrų.

Išskiriamos šios pagrindinės relės charakteristikos.

1. XSR relės veikimo dydis– įvesties parametro reikšmė, kuriai esant relė įsijungia. Įjungimo vertė, prie kurios sureguliuota relė, yra vadinamas nustatymo tašku.

2. PSR relės darbinė galia– mažiausia galia, kuri turi būti tiekiama priimančiam organui, kad jis būtų perkeltas iš ramybės būsenos į darbinę būseną.

3. Valdoma galia Rupr– perjungimo proceso metu relės perjungimo elementais valdoma galia. Pagal valdymo galią yra mažos galios grandinių (iki 25 W), vidutinės galios grandinių (iki 100 W) ir didelės galios grandinių (virš 100 W) relės, kurios priklauso galios relėms ir yra vadinami kontaktoriais.

4. Relės atsako laikas tср– laikotarpis nuo XCP signalo padavimo iki relės įėjimo iki smūgio į valdomą grandinę pradžios. Remiantis atsako trukme, skiriamos normalios, didelės spartos, lėto veikimo ir laiko relės. Paprastai įprastoms relėms tav = 50...150 ms, greitųjų relėms tav = 1 s.

3 užduotis: A) Klasifikuokite reles

2.2.5 pav

Priėmimo dalis susideda iš elektromagneto 1, kuris yra ant plieninės šerdies dedama ritė, armatūros 2 ir spyruoklės 3.

Įjungimo dalis susideda iš fiksuotų kontaktų 4, judamosios kontaktinės plokštės 5, per kurią relės jutiklinė dalis veikia įjungimo dalį, ir kontaktų 6.

2.2.6 pav

2.2.7 pav.

3 klausimas. Kontaktoriai

Kontaktoriai- tai nuotolinio valdymo įtaisai, skirti dažnai įjungti ir išjungti galios elektros grandines įprastomis darbo sąlygomis. Kontaktorius yra bene seniausias prietaisas, naudojamas elektros varikliams valdyti. Elektromagnetiniai kontaktoriai yra plačiausiai naudojami visame pasaulyje. Jie yra pagrindiniai perjungimo įtaisai grandinėms, kurių srovė viršija 50 A.

Kontaktorių klasifikacija

Visi kontaktoriai klasifikuojami:

pagal pagrindinės grandinės ir valdymo grandinės (įskaitant ritę) srovės tipą - nuolatinė, kintamoji, nuolatinė ir kintamoji srovė;

pagal pagrindinių polių skaičių - nuo 1 iki 5;

pagal pagrindinės grandinės vardinę srovę - nuo 1,5 iki 4800 A;

pagal pagrindinės grandinės vardinę įtampą: nuo 27 iki 2000 V DC; nuo 110 iki 1600 V kintamoji įtampa, kurios dažnis yra 50, 60, 500, 1000, 2400, 8000, 10 000 Hz;

pagal perjungimo ritės vardinę įtampą: nuo 12 iki 440 V nuolatinės srovės, nuo 12 iki 660 V kintamosios srovės, kai dažnis 50 Hz, nuo 24 iki 660 V kintamosios srovės, kai dažnis 60 Hz;

pagal pagalbinių kontaktų buvimą - su kontaktais, be kontaktų.

2.2.8 pav. Bendras kontaktoriaus vaizdas

Kontaktorius sudaro pagrindinių kontaktų, lanko gesinimo, elektromagnetinių sistemų ir pagalbinių kontaktų sistema.

2.2.9 pav. Elektromagnetinio kontaktoriaus diagrama

2.2.10.Elektromagnetinio kontaktoriaus projektavimas: a) bendras vaizdas, b) lanko gesinimo sistema ir kontaktų sistema, c) elektromagnetinė sistema

Ant metalinio bėgelio 5 kronšteinas 17 sutvirtina magnetinės grandinės šerdį 2 su rite 4. Šerdyje 2 yra trumpai sujungtas posūkis 3 ir jis yra slopinamas spyruokle 18. Per izoliacinį bloką 15, trys blokai 1 prie bėgelio tvirtinami stulpai, turintys fiksuotas kontaktines dalis 9 ir lanko gesinimo ritę 16. Judanti sistema Kontaktorius sumontuotas ant izoliuoto veleno 7 ir sukasi guoliuose 6. Kilnojama kontaktinė dalis 11 yra pritvirtinta kontaktų laikiklyje 13 ir yra spyruoklinis spyruokle 12. Sujungimas su kontaktiniu varžtu užtikrinamas lanksčia jungtimi 14. Kiekviename bloke yra lanko gesinimo kamera 10. Ant veleno taip pat sumontuoti pagalbiniai kontaktai 8.

Pagrindiniai kontaktai uždarykite ir atidarykite maitinimo grandinę. Jie turi būti suprojektuoti taip, kad ilgą laiką išlaikytų vardinę srovę ir daug įjungtų bei išjungtų dideliu dažniu. Kontaktinė padėtis laikoma normalia, kai aplink kontaktoriaus įtraukiklio ritę neteka srovė ir visi galimi mechaniniai skląsčiai atleidžiami.

Pagrindiniai kontaktai gali būti svirties arba tilto tipo. Svirties kontaktams reikalinga sukamoji juda sistema, o tiltiniams kontaktams reikia linijinės judančios sistemos. 2.2.11 paveiksle parodyta nuosekli kontaktoriaus kontakto judėjimo kinematika uždarymo metu.

2.2.11 pav.

Paprastai svirties kontaktams kontakto sukimosi ašys nesutampa. Be to, kontaktai susiliečia, kol juda sistema pasiekia galinę padėtį. Dėl to uždarant ir atidarant judantis kontaktas rieda ir slysta per fiksuotąjį. Todėl pradinis sąlyčio taškas uždarant ir taip pat galinis sąlyčio taškas ir atitinkamai taškas, kuriame atsiranda lankas atidarant, pasislenka galutinio kontaktų sąlyčio taško atžvilgiu. Dėl šios priežasties paviršiai, užtikrinantys ilgalaikį srovės laidumą ir lemiantys kontaktinę varžą, yra nutolę nuo lanko atsiradimo taško. Na, o kontaktams paslydus esant pakankamam kontaktiniam slėgiui, nuo kontaktinio paviršiaus nusitrina oksido plėvelė ir įvairūs susikaupę nešvarumai, t.y. savaime išsivalys kontaktai. Kadangi perjungimo įrenginiuose esantys kontaktai yra bene silpniausios įrenginio dalys, matome, kad šiuo atveju pati kontaktorių galios kontaktų konstrukcija leidžia ilgą laiką išlaikyti stabilią pereinamojo kontakto varžą, o tai savo ruožtu labai paveikia viso kontaktoriaus veikimo patikimumas ir patikimumas. Tačiau nieko nėra tobulo, todėl šis svirties kontaktas turi savo trūkumų. Slydimas su tokiu šiurkštumu, kokį paprastai turi kontaktiniai paviršiai (ypač darbiniai), uždarant atsiranda papildomų kontaktų burbuliukų, todėl padidėja susidėvėjimas. Na, o visiškas atsisakymas paslysti, net jei slėgis nėra pakankamai aukštas, kontaktai greitai perkais dėl jų oksidacijos. Todėl čia reikia rinktis mažesnę blogybę.

4.a) užduotis Nurodykite tris svirties kontaktų, parodytų pav., pranašumus. 2.2.11

Svirties kontaktams reikia lanksčios jungties prijungimui prie laidininko, tačiau kai kuriais atvejais lanksti jungtis yra silpnoji kontaktų sistemos vieta. Jį sunku atlikti esant didelėms srovėms, o mechaninis atsparumas dilimui yra mažesnis nei kitų dalių.

Toliau apžvelgsime tikslą ir galimus dizainus. lanko gesinimo sistema kontaktoriai. Lanko gesinimo sistema užtikrina elektros lanko, atsirandančio atsidarius pagrindiniams kontaktams, gesinimą. Lanko gesinimo būdai ir lanko gesinimo sistemų konstrukcija nustatomi pagal srovės tipą pagrindinėje grandinėje ir kontaktoriaus darbo režimą. Nuolatinės srovės kontaktorių lankinės sistemos skiriasi nuo kintamosios srovės kontaktorių lanko sistemų tuo, kad skiriasi nuolatinės ir kintamosios srovės lanko gesinimo principai.

Nuolatinės srovės kontaktorių lankinės kameros yra pastatytos remiantis elektros lanko gesinimo skersiniu magnetiniu lauku principu kamerose su išilginiais plyšiais.

Magnetinis laukas daugumoje konstrukcijų yra sužadinamas lanko gesinimo ritės, nuosekliai sujungtos su kontaktais. Praėjusio amžiaus 60-aisiais SSRS buvo sukurtos konstrukcijos su nuolatiniais magnetais, tačiau jos nebuvo plačiai paplitusios. Kameros su siaurais plyšiais, kurios gali būti tiesios arba zigzago formos, žymiai padidina lūžimo gebą ir riboja lanko bei jo liepsnos dydį už kameros ribų, tačiau naudojant šią kamerą neįmanoma visiškai užgesinti elektros lanko kameros tūryje. . Kintamosios srovės kontaktoriai gaminami su lankiniais latakais su dejonine tinkleliu.

Kai atsiranda lankas, jis juda į tinklelį, suskaidomas į keletą mažų lankų ir užgęsta tuo metu, kai srovė eina per nulį. Iš esmės lanką gesinti kintamąja srove yra lengviau nei nuolatine srove, todėl nuolatinės srovės kontaktoriai turi sudėtingesnę lanko gesinimo sistemą. Kontaktorių elektromagnetinė sistema

užtikrina nuotolinį kontaktoriaus valdymą, t.y. įjungimą ir išjungimą. Sistemos konstrukciją lemia kontaktoriaus srovės tipas ir valdymo grandinė bei jo kinematinė schema.

Elektromagnetinė sistema susideda iš šerdies, armatūros, ritės ir tvirtinimo detalių. 6 paveiksle parodyta elektros variklio įjungimo naudojant elektromagnetinį kontaktorių schema. Pagalbiniai kontaktai

. Jie daro jungiklius kontaktorių valdymo grandinėse, taip pat blokavimo ir signalizacijos grandinėse. Jie skirti ilgalaikiam ne didesnei kaip 20 A srovei ir ne didesnei kaip 5 A srovei pertraukti. Kontaktai daromi kaip jungiamieji arba nutraukiamieji kontaktai, daugeliu atvejų tiltinio tipo.

4.b užduotis) Užpildykite 1 lentelę

1 lentelė. Pradinėje išjungtoje padėtyje, kai įtampa pašalinama iš ritės, judanti sistema yra įprastoje padėtyje, veikiant spyruoklei. Kontaktorius įjungiamas paspaudus mygtuką "Pradėti". Ritėje sukuriamas magnetinis srautas, kuris pritraukia armatūrą prie šerdies. Kartu su pagrindiniais kontaktais uždaromi papildomi (pagalbiniai) kontaktai, kurie blokuoja (apeina) mygtuko „Pradėti“ kontaktus. Kontaktinį slėgį atlieka spyruoklė. Armatūra komplektuojama su tarpine iš nemagnetinės medžiagos, kuri sumažina traukos jėgą ir nuėmus įtampą nuo ritės, armatūra iš karto pasitraukia ir neprilimpa.

4.c užduotis) Sudarykite kontaktoriaus veikimo principo loginę operacijų grandinę (iš viso septyni taškai)

PME serijos startuoliai

Kontaktoriai ir magnetiniai starteriai - paskirtis, taikymo kategorijos, pagrindiniai parametrai. DC ir AC kontaktorių serijos, jų konstrukcijos ir eksploatavimo sąlygos. Vakuuminiai kontaktoriai. Magnetiniai starteriai, jų veikimo sąlygos ir konstrukcija. Neatbulinės eigos ir atbulinės eigos starterių schemos. Kontaktorių ir starterių parinkimas.

Grandinės pertraukikliai. Universaliųjų ir instaliacinių mašinų paskirtis, konstrukcija ir veikimo principas, paleidimų tipai, laisvojo atleidimo mechanizmo vaidmuo. Didelės spartos automatinės mašinos. Automatinės lauko gesinimo mašinos. Mašinų pasirinkimas.

Jungikliai ir jungikliai.

Žemos ir aukštos įtampos saugikliai Saugiklių jungčių veikimo principas ir veikimo sąlygos. Saugiklių konstrukcijos, laiko srovės charakteristikos. Greitai užsidegantys saugikliai puslaidininkiniams įtaisams apsaugoti. Saugiklių pasirinkimas. Aukštos įtampos saugikliai..

Valdikliai, valdymo įtaisai ir reostatai – paskirtis, konstrukcijos, grandinės. Rezistorių tipai ir jų pasirinkimas.

Elektromagnetinės sankabos – trinties, fero-miltelių, histerezės ir indukcinės sankabos.

7.1. Gairės

Tiriant kiekvieną elektros aparatų tipą, būtina suprasti šiuos klausimus: aparato paskirtį ir veikimo principą, jo rūšis, sandarą ir elektros grandinę; jam keliami reikalavimai; įrenginio ir jo elementų žymėjimas diagramose; atskirų įrenginio komponentų paskirtis ir konstrukcija; medžiagos, naudojamos svarbiausioms dalims gaminti; pagrindiniai įrenginio parametrai, techniniai duomenys, darbo režimai, privalumai ir trūkumai; ekvivalentinės grandinės, charakteristikos (grafiniu vaizdu); pagrindinės kiekybinės priklausomybės (formulės), apibūdinančios aparato veikimą ir jo savybes.

Taip pat reikia atkreipti dėmesį į skirtumus tarp vienų įrenginių ir kitų, pavyzdžiui, automatinės mašinos iš kontaktorių, komandų valdikliai iš galios valdiklių, reostatai iš rezistorių. Būtina suprasti automatinio valdymo grandinėse naudojamų prietaisų, pavyzdžiui, kontaktorių, sąveiką su valdymo įtaisais, relėmis ir rezistoriais.

Turėtumėte atkreipti dėmesį į valdymo įrenginius, pagrįstus nendrinių jungiklių ir optinių jungčių naudojimu.

Taip pat būtina nuodugniai susipažinti su bent vieno pramoninio dizaino kiekvieno tipo prietaisu (nuolatinės srovės kontaktorius, magnetinis starteris, komandinis valdiklis ir kt.), naudojant paveikslėlius ir brėžinius iš literatūros ir pramoninės elektros įrangos katalogų.

Nereikia bandyti įsiminti skaitinių įrenginio parametrų reikšmių iš nuorodų ir katalogo duomenų, pakanka turėti idėją apie šių reikšmių tvarką.

Elektros prietaisai vadinami elektros prietaisais, skirtais energijos ir informacijos srautams, darbo režimams valdyti, techninėms sistemoms ir jų komponentams stebėti ir apsaugoti. Elektros prietaisai, priklausomai nuo elemento pagrindo ir veikimo principo, skirstomi į elektromechaninius ir statinius.

KAM elektromechaniniai prietaisai Tai techniniai prietaisai, kuriuose elektros energija paverčiama mechanine arba mechanine energija į elektros energiją.

Elektromechaniniai prietaisai naudojamas beveik visose automatizuotose sistemose. Kai kurios sistemos yra visiškai sukurtos ant elektromechaninių įrenginių. Pavyzdžiui, nereguliuojamos elektrinės pavaros paleidimo, atbulinės eigos ir stabdymo automatikos grandinės daugiausia susideda iš elektromechaninių įtaisų, tokių kaip relės ir kontaktoriai. Elektromechaniniai įrenginiai naudojami kaip jutikliai, stiprintuvai, relės, pavaros ir kt. Šių įrenginių įvesties ir išvesties kiekiai gali būti mechaniniai arba elektriniai. Tačiau jie būtinai turi atlikti abipusį mechaninės energijos pavertimą elektros energija ir atvirkščiai.

Statiniai įrenginiai atliekami remiantis elektroniniais komponentais (diodais, tiristoriais, tranzistoriais ir kt.), taip pat valdomais elektromagnetiniais įtaisais, kuriuose įvestis ir išėjimas yra sujungti per magnetinį lauką feromagnetinėje šerdyje. Tokių prietaisų pavyzdžiai yra įprastas transformatorius, pagamintas iš elektrinio plieno, ir magnetinis stiprintuvas.

Daugumos elektros prietaisų tipų (grandinių jungiklių, kontaktorių, relių, valdymo mygtukų, perjungimo jungiklių, jungiklių, saugiklių ir kt.) veikimo pagrindas yra elektros grandinių perjungimo procesai (įjungimas ir išjungimas).

Kita didelė elektros prietaisų grupė, skirta darbo režimams valdyti ir elektromechaninėms sistemoms bei komponentams apsaugoti, susideda iš elektros energijos parametrų (srovės, įtampos, galios, dažnio ir kt.) reguliatorių ir stabilizatorių. Šios grupės elektros prietaisai veikia nuolatinių arba impulsinių elektros grandinių laidumo pokyčių pagrindu.

Pažvelkime į kai kuriuos elektros prietaisų tipus.

Kontaktorius yra elektrinis prietaisas, skirtas elektros grandinėms perjungti tiek vardinėmis, tiek perkrovos srovėmis.

Magnetinis starteris yra elektrinis įtaisas, skirtas paleisti, sustabdyti, atsukti ir apsaugoti elektros variklius. Vienintelis jo skirtumas nuo kontaktoriaus yra apsauginis įtaisas (dažniausiai šiluminė relė) nuo šiluminių perkrovų.

Nepertraukiamas asinchroninių variklių veikimas labai priklauso nuo starterių patikimumo. Todėl jiems keliami aukšti reikalavimai dėl atsparumo dilimui, perjungimo galimybių, tikslaus veikimo, variklio apsaugos nuo perkrovos patikimumo ir minimalaus energijos suvartojimo.

Kranų mechanizmuose plačiai naudojami valdikliai, valdantys mažos ir vidutinės galios variklius bei komandų valdikliai (didelės galios varikliai).

Valdiklis yra įrenginys, kurio pagalba kintamosios ir nuolatinės srovės variklių grandinėse atliekami būtini perjungimai. Perjungimas atliekamas rankiniu būdu sukant smagratį.

Komandinis valdiklis veikimo principas nesiskiria nuo valdiklio, tačiau turi lengvesnę kontaktų sistemą, skirtą perjungti valdymo grandinėse.

Relė Vadinamas elektrinis prietaisas, kuriame, sklandžiai keičiantis valdymo (įvesties) kiekiui, staigiai pasikeičia valdomas (išvesties) dydis.

Elektromagnetinės relės plačiai naudojamos įvairiose automatizuotose elektros pavaros sistemose. Jie naudojami kaip srovės ir įtampos jutikliai, laiko jutikliai, komandoms perduoti ir signalams dauginti elektros grandinėse. Jie naudojami kaip pavaros įvairių mašinų ir mechanizmų technologinių parametrų jutikliuose.

Magnetinis kontaktas (nendrinis kontaktas) yra kontaktas, keičiantis elektros grandinės būseną mechaniškai ją uždarant arba atidarant, kai jos elementus veikia valdymo magnetinis laukas. Nendriniai jungikliai turi padidintą veikimo greitį ir dėl savo konstrukcinių ypatybių – veikimo patikimumą, todėl jie plačiai naudojami automatinėse sistemose. Jų pagrindu sukuriamos įvairios paskirties relės, jutikliai, mygtukai ir kt.

Pavara- tai įtaisas, kuris judina vykdomąjį organą arba veikia jį jėgą pagal nurodytas funkcijas ir kai į valdymo apvijas yra tiekiami atitinkami signalai. Dažniausiai elektromechaninės pavaros naudojamos elektros signalui paversti judančios prietaiso dalies judėjimu. Pavyzdžiai yra solenoidiniai vožtuvai, solenoidinės jungtys, solenoidiniai skląsčiai, sklendės ir kt.

Visi įrenginių elementai turi grafinius vaizdus ir pavadinimus, kai kurie iš jų pateikti lentelėje.

Prietaiso elementų simboliai

Vardas	Paskyrimas
Mygtuko jungiklis: su įprastai atviru kontaktu
su nutrūkusiu kontaktu
Vieno poliaus jungiklis
Perjungimo įrenginio kontaktas: paprastai atidarytas
atidarymas
perjungimas
Didelės srovės grandinės perjungimo kontaktas: normaliai atidarytas
atidarymas
uždarymo lanko gesinimas
lūžtančio lanko gesinimas
Paprastai uždaras kontaktas su lėtintuvu, kuris veikia, kai suveikia
Elektros relė su normaliai atidarytais, normaliai uždarytais ir perjungimo kontaktais

Valdymo schemose parodytų prietaisų kontaktų padėtis, nesant išorinio poveikio, atitinka normalią jų būseną. Įrenginio kontaktai skirstomi į gaminimo, laužymo ir perjungimo. Elektros pavaros valdymo grandinėse skiriamos galios arba pagrindinės grandinės, kuriomis elektros srovė tiekiama į elektros variklius, taip pat pagalbinės grandinės, apimančios valdymo, apsaugos ir aliarmo grandines.

Elektrinės siurblių pavaros,

Ventiliatoriai, kompresoriai

Šiuolaikinėse technologijose didelę klasę sudaro skysčiams ir dujoms tiekti skirtos mašinos, kurios skirstomos į siurblius, ventiliatorius ir kompresorius. Pagrindiniai parametrai, apibūdinantys tokių mašinų veikimą, yra jų sukuriamas srautas (produktyvumas), slėgis ir slėgis, taip pat jų darbinių dalių srautui suteikiama energija.

Paprastai šios elektrinės pavaros sistemos skirstomos į kelias grupes:

1) Siurbliai, ventiliatoriai, išcentriniai kompresoriai, kurių veleno statinė galia kinta proporcingai greičio kubui, jei galima nepaisyti tuščiosios eigos nuostolių ir nėra priešslėgio, t.y. tai mechanizmai su vadinama ventiliatoriaus charakteristika. Tai yra labiausiai paplitusi grupė;

2) Įvairūs stūmokliniai siurbliai ir kompresoriai, kurių veleno galia kinta sinusiškai priklausomai nuo švaistiklio sukimosi kampo. Vieno veikimo stūmokliniams siurbliams tiekimas vyksta tik tada, kai stūmoklis juda į priekį atvirkštinės eigos metu, nėra tiekimo;

3) Įvairūs dvigubo veikimo stūmokliniai siurbliai ir kompresoriai. Tiekimas atliekamas, kai stūmoklis juda į abi puses.

Reguliuojama elektrinė mechanizmų pavara su ventiliatoriaus sukimo momentu

Įrenginiuose, kuriems reikalingas sklandus ir automatinis padavimo valdymas, naudojama elektrinė pavara reguliuojamas.

Išcentrinio tipo mechanizmų charakteristikos sukuria palankias reguliuojamos elektros pavaros veikimo sąlygas tiek statinių apkrovų, tiek reikiamo greičio reguliavimo diapazono atžvilgiu. Iš tiesų, mažėjant greičiui, bent jau kvadratiškai, mažėja ir variklio veleno pasipriešinimo momentas. Tai palengvina variklio šiluminį režimą dirbant sumažintu greičiu. Iš proporcingumo dėsnių išplaukia, kad reikiamas greičio reguliavimo diapazonas, kai nėra statinio slėgio neviršija nurodyto pašarų keitimo diapazono

Jei statinis aukštis nėra lygus nuliui, tada srautą pakeisti iš nulio į nominalią vertę reikalingas greičio reguliavimo diapazonas

kur yra mechanizmo sukurtas slėgis ties .

Vidutiniškai reguliuojamiems išcentrinio tipo mechanizmams reikalingas greičio reguliavimo diapazonas paprastai neviršija 2:1. Žymi šių mechanizmų ypatumai ir žemi reikalavimai mechaninių charakteristikų tvirtumui leidžia jiems sėkmingai panaudoti paprastas valdomos asinchroninės elektros pavaros schemas.

Mažos galios įrenginiams (7...10 kW) problema sprendžiama naudojant įtampos reguliatorių sistemą – asinchroninį variklį su voverės narvelio rotoriumi. Tiristorių jungikliai dažniausiai naudojami kaip įtampos reguliatoriai. Tokios sistemos buvo pritaikytos ventiliatorių įrangos kompleksuose, skirtuose užtikrinti reikiamą oro apykaitą ir sukurti reikiamas temperatūros sąlygas gyvulininkystės ir paukštininkystės pastatuose pagal veterinarijos standartus.

Įrenginiuose, kuriuose darbo sąlygos leidžia naudoti asinchroninį variklį su apvyniotu rotoriumi, išplečiamos valdomos elektrinės pavaros galimybės. Šios pavaros mechaninės charakteristikos užtikrina stabilų veikimą gana plačiame sūkių diapazone su atviros kilpos elektrine pavaros sistema.

Kai kuriais atvejais naudojamas asinchroninių arba sinchroninių variklių varomų mechanizmų greičio reguliavimas. Šiuo atveju tarp variklių ir gamybos mechanizmo montuojama skysčio mova arba asinchroninė slydimo sankaba, kuri leidžia keisti gamybos mechanizmo greitį nekeičiant variklio sūkių.

Pavyzdžiui, apsvarstykite Ventiliatorių montavimo automatikos elektros schema.

Valdymo grandinė asinchroniniam varikliui su voverės narveliu M ventiliatorius, esantis mašinų skyriuje ir skirtas nepriklausomam didelių elektros mašinų vėdinimui, parodytas fig. 4.13. Ventiliatorius valdomas iš valdymo pulto, naudojant valdymo klavišą K1 , turintis keturis kontaktus ir savaime atsistatančią rankenėlę. Raktas K2 skirtas leisti arba uždrausti montuoti ventiliatorių montavimo vietoje, kai nėra būtinybės jo veikti.

Schema veikia taip. Raktas K2 nustatyti į padėtį R (leidžiama). Mašina įsijungia B2 valdymo grandines ir automatines B1 pagrindinės grandinės (jo kontaktas starterio savaiminio užsifiksavimo grandinėje užsidaro). Užsidega žalia lemputė L3 (variklis išjungtas). Norėdami užvesti variklį M raktas K1 juda iš nulinės padėties 0 į pradinę padėtį P . tai įjungia magnetinį starterį KAM, Jis yra įjungtas į savarankišką maitinimą ir naudoja pagrindinius kontaktus varikliams prijungti prie tinklo. Žalia lempa LZ užgęsta, raudona lemputė Gerai užsidega - variklis įjungtas.

Rakto rankena K1 atleidžiamas ir raktas grįžta į nulinę padėtį, kurioje kontaktas 2 raktas užsidaro ir kontaktas 1 lieka uždarytas.

Diagramoje numatytas ventiliatoriaus patikrinimas montavimo vietoje naudojant mygtuką KnO . Taip pat numatytas blokavimas (naudojant įprastai atvirą bloko kontaktą KAM ), kuri neleidžia vėdinamai mašinai įjungti prieš įsijungiant ventiliatoriui. Apsauga nuo trumpojo jungimo arba variklio perkrovos M atliekama automatiškai B1 su kombinuotu išleidimu. Ir nulinė apsauga – pagal starterį KAM (iš naujo užvesti variklio negalima, kol nepaspaudžiama raktelio rankenėlė K1 nebus pastatytas į pradinę padėtį P) . Kai ventiliatorius išjungiamas dėl apsaugos, įsijungia įspėjamasis signalas, nes kontaktai 3 Ir 4 raktas K1 kol uždaryta. Rankiniu būdu išjungiant ventiliatorių pajudinant ir atleidžiant rakto rankeną K1 pozicijoje SU neduodamas įspėjamasis signalas, nes kontaktas atidarytas 4 .

Elektros pagrindai

Elektros tiekimasvadinamas elektros energijos generavimu, perdavimu ir paskirstymu tarp vartotojų.

Elektros energiją gamina elektros stotys. Beveik visų pramoninių elektrinių galutinis elementas yra sinchroninis trifazis sinusinės įtampos generatorius. Didėjant generatoriaus vienetinei galiai, didėja jo efektyvumas, todėl šiuolaikinėse stotyse yra labai didelės galios generatoriai.

Elektros stotys gali būti klasifikuojamos taip:

šiluminės, hidraulinės, atominės, vėjo elektrinės, saulės elektrinės, geoterminės, potvynių ir kt. dažniau nei kiti šiluminės elektrinės, kurios degina anglį, durpes, dujas, naftą ir kt. Šios stotys gamina elektros energiją, kurios efektyvumas yra apie 40%. Šiluminės stotys teršia orą dėl nepilno kuro degimo ir nepakankamo išmetamųjų dujų filtravimo.

Hidraulinės stotys panaudoti vandens tėkmės energiją. Tokios stotys gamina žymiai pigesnę elektros energiją. Didelės galios hidroelektrinės efektyvumas artėja prie 90 proc. Hidraulinės stotys sutrikdo upių vandens balansą, taip pat blogina aplinką.

Atominės elektrinės paverčia atomo branduolio dalijimosi energiją elektros energija. Atominės elektrinės reaktoriaus naudingumo koeficientas yra 25…35%. Atominėje elektrinėje įvykus avarijai, iškyla aplinkos radiacinės taršos grėsmė.

Bet kurio elektros energijos šaltinio veikimas gali sukelti aplinkos trikdžių. Todėl išsivysčiusiose šalyse daug dėmesio skiriama elektros energijos gamybos technologijai. Naudojant šiuolaikines technologijas, kai kurios šalys saugiai pagamina daugiau nei 60 % elektros energijos iš atominių elektrinių.

Pradedama naudoti vėjo ir saulės jėgaines. Mažos galios elektros energiją tiekia geoterminės (Kamčiatkoje) ir potvynių (Kolos pusiasalyje) stotys.

Jėgainių sinchroniniai generatoriai sukelia trifazę 18 kV sinusoidinę EML. Siekiant sumažinti nuostolius elektros linijose laiptinėse pastotėse, įtampa transformuojama į 110 ir 330 kV ir tiekiama į Vieningą energetikos sistemą. Nuostoliai perdavimo linijose yra proporcingi srovės kvadratui, todėl elektra transportuojama esant padidintai įtampai ir sumažintai srovei.

Elektros linijos Yra oro ir kabelio. Oro elektros linijos (elektros linijos) yra daug pigesnės nei kabelinės (požeminės), todėl yra plačiau naudojamos. Elektros linijos prie transformatorių jungiamos specialiais aukštos įtampos perjungimo įrenginiais.

Paprastai pramonės įmonės elektros energiją suvartoja esant 380 V įtampai. Todėl prieš vartotoją įrengiami skirstymo punktai ir transformatorinės pastotės, mažinančios įtampą iki 6...10 kV ir 380...220 V.

Yra trys pagrindinės energijos tiekimo vartotojams schemos: radialinis, pagrindinis, mišrus.

Radialinio maitinimo grandinė numato kiekvienam vartotojui panaudoti transformatorinę. Tai labai patikima maitinimo schema, tačiau reikia daug pastočių.

Magistralinė grandinė teikia tik kelias pastotes, kurios yra įtrauktos į elektros perdavimo liniją. Prie kiekvienos pastotės prijungta daug vartotojų.

Mišri schema suteikia sekcijas su radialiniais ir pagrindiniais intarpais. Vartotojai yra sujungti skirtingai. Ši schema naudojama dažniau.

Autonominio energijos bloko maitinimo grandinė gali būti gana originali. Maitinimo ypatybės priklauso nuo pavarų funkcinių užduočių, eksploatavimo sąlygų, specialių reikalavimų dėl svorio, matmenų, elektros prietaisų efektyvumo ir kt.

Pramonės įmonių elektros tiekimas. Pramonė sunaudoja apie du trečdalius visos elektros energijos. Pramonės įmonių elektros energijos tiekimo schema sukurta laipsnišku principu, žingsnių skaičius priklauso nuo įmonės galios ir atskirų elektros vartotojų išdėstymo. Pirmajame etape elektros sistemos įtampa tiekiama į pagrindinę pastotę, kur ji sumažinama nuo 110-220 kV iki 10-6 kV. Antros pakopos tinklai šią įtampą tiekia dirbtuvių transformatorinėms pastotėms, kur ji sumažinama iki vartotojo įtampos. Trečiasis etapas susideda iš tinklų, paskirstančių dirbtuvių pastotės įtampą tarp atskirų vartotojų.

Didelėse įmonėse, kuriose suvartojama daug elektros energijos, vartotojai gali būti maitinami 660 V įtampa. Dauguma įmonių naudoja trifazius tinklus 380/220 V. Padidinto pavojaus zonose vartotojams leistina maitinimo įtampa neturi viršyti 36 V. ypač pavojingomis sąlygomis (katilai, metalinės talpyklos) – 12 V.

Pagal reikalingą elektros energijos tiekimo patikimumą elektros energijos vartotojai skirstomi į tris kategorijas. Pirmajai kategorijai priskiriami tie vartotojai, kurių elektros energijos tiekimo nutraukimas yra susijęs su pavojumi žmonėms arba sukelia didelę materialinę žalą (aukštakrosnės, pramoninės garo katilinės, kasyklų kėlimo ir vėdinimo įrenginiai, avarinis apšvietimas ir kt.) nuolat. Antros kategorijos (daugiausia) vartotojams maisto pertraukos leidžiamos ribotą laiką. Prie trečios kategorijos vartotojų priskiriami pagalbiniai dirbtuvės ir kitos patalpos, kurioms leidžiamas elektros tiekimo pertrauka iki vienos dienos.

Siekiant padidinti energijos tiekimo patikimumą, vartotojai tiekiami iš dviejų nepriklausomų tinklų ir automatiškai įjungiamo atsarginio maitinimo šaltinio. Yra „karštų“ ir „šaltų“ atsarginių šaltinių. „Karštas“ atsarginis šaltinis suteikia neatidėliotiną avarinę energiją ir yra naudojamas be problemų išjungti vartotoją.

Tolesnis pramonės įmonių elektros energijos tiekimo sistemų tobulinimas siejamas su maitinimo įtampos padidinimu (nuo 220 iki 380 V, nuo 6 iki 10 kV ir kt.), tuo pačiu priartinant aukštąją įtampą kuo arčiau vartotojų (gilus įėjimas) ir mažinant. transformacijos etapų skaičius.

Laidai ir kabeliai. Oro linijoms tiesti naudojami įvairūs pliki laidai. Vieno laido plieninės vielos gaminamos ne didesnio kaip 5 mm skersmens. Plačiausiai naudojami suvytiniai laidai, kurie pasižymi dideliu stiprumu ir lankstumu. Jie gaminami iš identiškų laidų, kurių skaičius gali siekti 37. Laidų skersmuo ir jų skaičius parenkamas taip, kad būtų užtikrintas didžiausias laidų sandarumo tankis vieloje. Paprastai 6, 11, 18 laidų dedami aplink vieną centrinį ir laisvai susukami. Suvytos vielos gaminamos iš plieno, aliuminio, plieno-aliuminio ir bimetalinių vielų. Plieno-aliuminio laiduose dalis vielų yra plieninė, dalis – aliuminio. Tai užtikrina mechaninį stiprumą ir padidintą elektros laidumą. Bimetaliniai laidai gaminami elektrolitiniu būdu: plieninė šerdis padengiama vario arba aliuminio sluoksniu.

Elektros instaliacijai patalpose, kaip taisyklė, naudojami izoliuoti laidai iš vario arba aliuminio. Izoliuoti vieno laido laidai yra tvirtesni, o skerspjūvio plotas ne didesnis kaip 10 mm 2.

Suvytiniai laidai gaminami iš alavuotų vario arba aliuminio laidininkų. Juos patogu montuoti ir eksploatuoti.

Elektros kabeliai naudojami paslėptoms neatraminėms linijoms nutiesti, taip pat tiekiamai elektrai nukreipti į judančius objektus. Kabelyje dvifazės arba trifazės linijos laidai yra uždengti patvariu hermetiškai sandariu daugiasluoksniu apvalkalu, kuris padidina elektros linijų patikimumą. Kabeliai gali būti klojami po žeme ir po vandeniu. Požeminiai kabeliai yra pagrindinė elektros perdavimo priemonė dideliuose miestuose. Kabelių linijų trūkumas yra didelė jų kaina.

Elektros saugos pagrindai

3.1 BENDRIEJI NUOLATINĖS NUOLATINĖS PUSLAIDININČIŲ PRIETAISŲ KŪRIMO PRINCIPAI

Tiristorius perjungiamas į laidžiąją būseną, į jo įvestį pritaikius tam tikros trukmės ir amplitudės valdymo signalą. Pašalinus valdymo impulsą, tiristorius lieka įjungtas neribotą laiką, nebent jo anodo grandinėje srovė nesumažėtų iki mažesnės nei laikymo srovė I H, todėl naudojant tiristorius kaip perjungimo elementus, ne tik uždarant, bet ir atidarant nuolatinės srovės grandines, būtina imtis dirbtinių priemonių, kad būtų užtikrintas trumpalaikis srovės nutraukimas tiristorių anodo grandinėje arba jos sumažinimas iki verčių

Aš A> Aš H.

Praktiškai tai galima įgyvendinti naudojant paprastas grandines, parodytas 3.1 pav. Diagramoje (3.1 pav. A) apkrovos srovė išjungiama atidarius mechaninį kontaktą S 1, nuosekliai sujungtas su tiristoriumi VS. Po tam tikro laiko, kurio pakanka atkurti tiristoriaus valdymą, kontaktas S 1 gali būti vėl uždarytas. Tokiu atveju grandinė lieka atvira, nes tiristorius yra išjungtas. Panašiai grandinė veikia, kai tiristorius trumpai apeinamas uždaru kontaktu S 2, kurio sujungimas 3.1 pav. parodytas punktyrinėmis linijomis.

Abiem atvejais mechaniniai kontaktai turi visos apkrovos srovę ir turi būti jai pritaikyti. Tokių grandinių trūkumas yra ir tai, kad juose esantys tiristoriai, kai kontaktai grįžta į pradinę būseną, yra veikiami didelės vertės nuolatinės įtampos. du/dt.

3.1 pav. – tiristoriaus scheminės schemos

DC įrenginiai

Patobulinta perjungimo įrenginio versija yra grandinė, parodyta 3.1 pav. b. Jo darbo seka yra tokia. Pradinėje būsenoje tiristorius uždarytas, įtampa esant apkrovai RH ir kondensatorius C K nėra.

Grandinė įjungiama valdymo signalu, kuris turi būti nukreiptas į tiristoriaus įvestį (valdymo elektrodas-katodas). Šiuo atveju kartu su apkrovos srove IH = U/RH, kondensatoriaus įkrovimo srovė teka per tiristorių C K. Kondensatorius įkraunamas pagal paveikslėlyje nurodytą poliškumą per laiką, kurį nustato grandinės laiko konstanta τ=R 1 C K.

Vėliau uždarius kontaktą S, kondensatorius C K, įkrautas beveik iki maitinimo šaltinio įtampos, yra prijungtas lygiagrečiai su tiristoriumi. Jis pradeda išsikrauti. Be to, iškrovos srovė teka per tiristorių priešinga anodo srovei kryptimi.

Jei srovė viršija iC anodo srovė Aš H sudaromos sąlygos išjungti tiristorių ir, atitinkamai, atjungti apkrovą. Šis tiristoriaus išjungimo būdas, vadinamas priverstiniu (dirbtiniu), talpiniu, yra pageidautinas, nes jis leidžia sutrumpinti laiką, per kurį atkuriamas tiristoriaus valdymas ir įtampos tiekimo į priekį greitis, iškart po srovės perjungimo. .

3.1 pav. V Parodyta kita tiristoriaus įrenginio schema, iliustruojanti talpinio dirbtinio perjungimo naudojimą. Skirtingai nuo diagramos 3.1 pav. b Jame esantis kondensatorius C K iš pradžių įkraunamas iki maitinimo šaltinio įtampos. Todėl įjungus tiristorių VS su valdymo impulsu juo pradeda tekėti apkrovos srovė ir kondensatoriaus iškrovos srovė C K (3.2 pav.). Per antrąjį svyruojančio kondensatoriaus įkrovimo pusciklą, kai srovė iC, nukreiptas prieš anodo srovę tiristoriuje (apkrovos srovė), tampa didesnės vertės, tiristorius išsijungia (3.2 pav.). Nuo šio momento kondensatoriaus C K liekamoji įtampa veikia pagal maitinimo šaltinio įtampą, todėl apkrovos srovė smarkiai padidėja, o vėliau mažėja, kai kondensatorius įkraunamas. Galutinis srovės išlyginimas grandinėje įvyksta laiko momentu t z, kuri atitinka kondensatoriaus įkrovimo pabaigą.

Atvirkštinė įtampa per tiristorių palaikoma tam tikrą laiką t c = t 2 – t 1. Šis laikas vadinamas grandinės laiku, nes jį lemia grandinės elementų parametrai - šiuo atveju perjungimo kondensatoriaus talpa C K ir ritės induktyvumas LK.

Nagrinėjamose grandinėse (išskyrus 3.1 pav.) srovės pertraukimą iš esmės užtikrina tradiciniai kontaktiniai įtaisai. Todėl tiristorių buvimas juose nesuteikia jokių pranašumų. Kalbant apie perjungimo režimą, jį atlieka tiristoriai, ir šiuo atveju realizuojamos jų galimybės greičio, pasirengimo darbui ir kt.

Pagrindinis tokių prietaisų tikslas yra sujungti apkrovas dideliu laiko tikslumu, taip pat keisti grandinės parametrus ( R, L, C) įvairiems eksperimentiniams pereinamųjų procesų tyrimams, automatiniam maitinimo šaltinių prijungimui. Perjungimo įtaisas (3.1 pav., V) kartu su grandinės srovės nutraukimu generuoja srovės (galios) impulsus. Tai gali būti naudojama išėjimo galiai reguliuoti pagal tam tikrą programą, kurią nustato tiristoriaus valdymo sistema.

3.2 pav. – grandinės veikimo laiko diagramos,

parodyta 3.1 pav

Srovės impulsų parametrus (amplitudę, trukmę, formą) galima keisti keičiant maitinimo šaltinio įtampą ir perjungimo grandinės elementų parametrus.

3.2 DIDELIO GREITIO DC TIRISTORIAUS JUNGIKLIS

Priverstinis tiristorių išjungimas (išjungimas) yra nuolatinės srovės puslaidininkinių įtaisų veikimo pagrindas ir greičio didinimo priemonė išjungiant kintamosios srovės įrenginius. Yra įvairių grandinių sprendimų, kurie trumpam sumažina srovę grandinėje su tiristoriais iki nulio ir juos išjungia. Tačiau tik kondensatorių priverstinio perjungimo grandinės buvo praktiškai pritaikytos elektriniuose prietaisuose, kurių veikimo principas aptartas 3.1 paveikslo pavyzdyje. b ir c. Darbuose aptartos priverstinio perjungimo grandinių konstravimo galimybės ir jų skaičiavimo metodai. Čia pažymime, kad pagal struktūrą, kuri lemia perjungimo grandinės elementų prijungimą ir prijungimą prie perjungiamų tiristorių, priverstinio perjungimo blokai kintamosios srovės įrenginiuose ir nuolatinės srovės įrenginiuose turi didelių skirtumų. Tačiau jų veikimo principas, užduotys ir kontūro elementų skaičiavimo metodai yra įprasti. Todėl toliau, naudojant paprastos nuolatinės srovės jungiklio grandinės pavyzdį, aptariami pagrindiniai tokių įrenginių projektavimo uždaviniai (3.3 pav.). Pagal vykstančių procesų pobūdį jis praktiškai nesiskiria nuo jau aptartos schemos 3.1 pav. b. Tačiau pakeitus mechaninį kontaktą papildomu tiristoriumi VS2 galima žymiai pagerinti įrenginio perjungimo charakteristikas ir padaryti jį jautresnį valdymui.

Paveikslėlyje parodyta, kad pagalbinis (perjungimo) tiristorius VS 2 galima įjungti arba nuo anodo įtampos (uždarius mygtuką "Stop"), arba nuo įtampos, paimtos iš matavimo rezistoriaus - šunto R w. Pastaruoju atveju įtampa ant šunto turi viršyti vertę, lygią U=U GT +U F +U C, Kur U GT− valdymo įtampa, pakankama patikimai įjungti tiristorių VS 2; U F− diodo įtampos kritimas VD 2 Ir U C− zenerio diodo stabilizavimo (perjungimo) įtampa VD 1.

Esant avariniams darbo režimams, kartu su daugkartiniu srovės padidėjimu, palyginti su vardine, grandinė automatiškai išjungiama, kai įjungiamas tiristorius VS 2. Reguliuojant pasipriešinimą R w ir zenerio diodo parinkimas pagal parametrą U C Galite iš anksto nustatyti perkrovos srovės arba trumpojo jungimo srovės (SC) vertę, kuriai esant suveiks grandinės pertraukiklis. Be to, didelis jungiklio greitis leidžia nutraukti trumpojo jungimo srovę gerokai anksčiau nei ji pasiekia maksimalią vertę.

Internetiniu režimu vardinės srovės įjungiamos ir išjungiamos uždarant tiristorių valdymo grandines VS 1 Ir VS 2, atitinkamai su valdymo mygtukais „Start“ ir „Stop“. Srovės ribojimą tiristorių valdymo grandinėse atlieka rezistoriai R Y. Grandinės veikimą šiuo režimu esant aktyviajai apkrovai iliustruoja laiko diagramos 3.4 pav

3.3 pav. – Automatinis tiristorius

jungiklis

Norėdami patikimai išjungti tiristorių VS 1 būtina, kad grandinės laikas t s, parodyta įtampos kitimo grafike u VS 1 = f(t), buvo daugiau laiko išjungti tiristorių. Priešingu atveju tiristorius vėl gali pereiti į laidžiąją būseną, veikiamas nuolatinės įtampos, kuri jam yra taikoma kondensatoriaus įkrovimo proceso metu (taip pat žr. 3.2 pav.).

Minimali kondensatoriaus talpa, skirta palaikyti atvirkštinę įtampą per tiristorių VS 1 laikui bėgant t s, galima nustatyti analizuojant perjungimo procesus, vykstančius iškart įjungus tiristorių VS 2.

Darant prielaidą, kad tiristoriaus išjungimo talpa VS 1 akimirksniu atkuriama priešinga kryptimi (atvirkštinė srovė aš R trūksta), lygtis kondensatoriaus iškrovimui įjungus tiristorių VS 2 rašykime į formą

Kur U− maitinimo įtampa ;

i− srovė per nuosekliai sujungtą R n C K , VS 2.

3.4 pav. – Elektromagnetiniai procesai išjungimo metu

DC jungiklis

Šios lygties sprendimas yra žinomas:

Kondensatoriaus įtampa Nuo iki, kuri taip pat yra tiristoriaus įtampa VS 1, randamas integruojant išraišką (3.1):

Vienu metu t = t 2 - t 1 = t c tiristoriaus įtampa VS 1 yra lygus nuliui, todėl iš (3.2) išraiškos gauname

Remdamiesi šios išraiškos logaritmu, galime nustatyti ryšį tarp kondensatoriaus talpos Nuo iki ir grandinės laikas

Atsižvelgiant į tai, kad santykis tarp pasipriešinimo R H ir srovė įjungtoje grandinėje aš K esant šaltinio įtampai U išreiškiama formule U = R H I K, paskutinę lygtį galima perrašyti taip

Patikimas tiristoriaus išjungimas VS 1, kurio išjungimo laikas lygus t q, bus adresu t s >> t q k q, Kur k q= 1,5...2 – koeficientas atsižvelgiant į pokytį t q esant temperatūros neatitikimui PN-struktūra, perjungimo srovė, atvirkštinė įtampa ir tiesioginės įtampos taikymo greitis su klasifikacinėmis reikšmėmis. Todėl minimali perjungimo kondensatoriaus talpa turi tenkinti sąlygą

Jei apkrova yra aktyvi-indukcinė, tai norint užtikrinti energijos, sukauptos indukciniuose elementuose, išsklaidymą srovės nutraukimo momentu, ji turi būti šuntuojama diodu, kaip parodyta 3.3 pav. su punktyrine linija. Skaičiavimas S Kšiuo atveju remiamasi prielaida, kad apkrovos srovė išlieka nepakitusi per visą perjungimo intervalą. Kondensatorius S K tokiu atveju jis bus iškraunamas pastoviu greičiu, o įtampa jame kinta pagal lygtį

Kaip ir esant varžinei apkrovai, grandinės laikas t s nustatomas pagal laikotarpį, po kurio tiristoriaus atvirkštinė įtampa sumažėja iki nulio. Todėl pakeičiant į išraišką (3.5) t s vietoj t mes turime t, kai t K /C K = 0. Atsižvelgiant į sąlygą t с ≥ t q k q Iš šios išraiškos tiesiogiai išplaukia minimalios kondensatoriaus talpos nustatymo formulė:

Reikia pabrėžti, kad išraiškos (3.4) ir (3.6) gautos neatsižvelgiant į grandinės elementų, įskaitant jungiamuosius laidus, induktyvumus ir aktyviąsias varžas. Šios varžos riboja didžiausią srovės vertę perjungimo grandinėje ir jos didėjimo greitį.

Tačiau jei prietaisas skirtas išjungti avarines sroves, grandinės elementų savaiminis induktyvumas yra nepakankamas, kad būtų apribotas di/dtžemo dažnio tiristoriams atlaikomos vertės. Tokiu atveju būtina nuosekliai prijungti papildomą induktyvumo reaktorių su perjungiamu tiristoriumi L K(3.3 pav. tai atitinka jungiklio S perjungimą į 2 padėtį). Perjungimo grandinės elementų parametrai manevruojant galios tiristorių VS 1 Atvirkščiai prijungtas diodas nustatomi pagal išraiškas

Kur Uc 0− kondensatoriaus išankstinio įkrovimo įtampa.

Maksimalus srovės kilimo greitis perjungimo grandinėje, kuris lemia tiristorių grupės VS2 pasirinkimą pagal (di/dt) krit, nustatoma pagal formulę

di/dt = (Uc 0 /L K) 10 6.

Pereinant prie pereinamųjų procesų diagramų (3.4 pav.), išryškiname jungikliams su talpiniu tiristorių perjungimu būdingas savybes.

1. Įjungus perjungiamąjį tiristorių, maitinimo šaltinis ir kondensatorius, įkrautas į šaltinio įtampą, yra sujungti nuosekliai. Tai sukelia staigų srovės padidėjimą grandinėje iki vertės I N = 2U/R N, kuris neigiamai veikia apkrovą, ypač kai išjungiamos avarinės srovės.

2. Laiko intervalas t = t 3 – t 1, kurio metu kondensatorius S Kįkrauna, nustato grandinės pertraukiklio greitį išjungus ir perjungimo dažnį. Kai tiristorius vėl įjungiamas VS 1 kondensatorius turi būti vėl įkrautas ir taip užtikrinti pasirengimą vėlesniam įrenginio išjungimui. Norint sutrumpinti kondensatoriaus C K įkrovimo laiką, kuris yra svarbus, kai grandinės pertraukiklis veikia automatinio atjungimo režimu, būtina sumažinti įkrovimo grandinės konstantą τ = R 1 C K. Atsižvelgiant į tai, kad pajėgumas S K dėl grandinės laiko t s, tai galima pasiekti sumažinus rezistoriaus varžą R 1.

3. Srovės išjungimo procesas apkrovos grandinėje baigiasi tiristoriaus išjungimu VS 2. Norėdami tai padaryti, būtina užtikrinti, kad srovė būtų ribojama rezistoriaus R 1(įkrovus kondensatorių S K) prie vertybių I ≤ I N tiristorius. Dėl to, kad galingų tiristorių laikymo srovė yra dešimtys ar šimtai miliamperų, ​​rezistoriaus varža R 1 turi būti pakankamai didelis, o tai prieštarauja 2 dalyje suformuluotam reikalavimui. Todėl, kad nesumažėtų jungiklio perjungimo dažnis, įkraunant kondensatorių S K paprastai atliekamas naudojant papildomą įkrovimo grandinę su maža laiko konstanta τ iš autonominio maitinimo šaltinio.

4. Svarbi užduotis kuriant jungiklius su talpiniu tiristorių perjungimu yra apriboti kondensatoriaus viršįtampius S K. Priklausomai nuo perjungiamos grandinės parametrų ir trumpojo jungimo režimo, jie gali viršyti vertę (1,5...2)U. Norint apriboti viršįtampių lygį iki priimtinų verčių, būtina naudoti įvairias slopinimo grandines, puslaidininkinius arba cinko oksido (varistorius) netiesinius ribotuvus. Kai kuriais atvejais patartina naudoti dvigubos grandinės arba dviejų pakopų perjungimo blokus, kurių pagalba sumažinamas srovės mažėjimo greitis jo išjungimo metu ir žymiai sumažėja viršįtampis.

Jei įrenginys (žr. 3.3 pav.) skirtas veikti tik vardinėmis srovėmis esant pastoviems apkrovos parametrams, problemų dėl viršįtampių ir trumpalaikio srovės padidėjimo nekyla. Šiuo atveju, be esminių pakeitimų, grandinė gali būti naudojama daugeliui kitų funkcijų įgyvendinti. Pavyzdžiui, keičiant įkrovimo rezistorių R 1 su antrąja apkrova gali atlikti greitųjų jungiklio funkcijas, t.y., jungti apkrovas po vieną prie maitinimo šaltinio. Jei apkrovos varžos yra lygios, ta pati grandinė yra simetriškas trigeris, kuriuo galima valdyti elektromagnetus, reles ar bet kokias kitas pavaras. Tuo pačiu metu grandinės veikimo principas, nepaisant to, kokias funkcijas ji atlieka, išlieka nepakitęs.

3.3 BŪDAI, KAD SUMAŽINTI ĮRENGINIŲ IŠJUNGIMO VIRŠĮTAMPĘ

DC

Viršįtampius įrenginio išjungimo metu daugiausia sukelia svyruojantis perjungimo kondensatoriaus įkrovimas. Jų lygis priklauso nuo atjungtos grandinės parametrų ir dinaminių charakteristikų, naudojamų SPP maitinimo grandinėje. Kadangi viršįtampiai lemia saugomos įrangos izoliacijos ir pačių įrenginių izoliacijos reikalavimus, turi įtakos visų maitinimo sistemų matmenims, kainai ir patikimumui, būtina stengtis juos sumažinti.

Talpiniu būdu perjungiamuose tiristorių įrenginiuose viršįtampio ribojimas gali būti pasiektas įvairiais būdais. Paprasčiausias iš jų yra tiesinį arba netiesinį rezistorių prijungti lygiagrečiai su kondensatoriumi, tam tikrame jo įkrovimo etape. Šio metodo esmė – slopinti vibracijas didinant jų slopinimo koeficientą. Šio metodo efektyvumas parodytas remiantis perjungimo procesų analize kintamosios srovės jungiklyje. Nuolatinės srovės jungikliuose linijinių rezistorių naudojimas kondensatorių C K manevravimui yra susijęs su būtinybe į grandinę įvesti papildomą perjungimo bloką (dažniausiai tiristorių), kuris nutraukia srovę rezistoriuje.

Viena iš galimų jungiklių su dviejų pakopų srovės perjungimu konstrukcijų parodyta 3.5 pav. Pasirengimas išjungti šio įrenginio grandinėje užtikrinamas išankstiniu kondensatoriaus C K įkrovimu iš tinklo su poliškumu, nurodytu 3.5 pav. Norėdami tai padaryti, turite įjungti tiristorius VS 2 Ir VS 5, taikant valdymo signalus į savo įvesties grandines (valdymo elektrodas – katodas). Kondensatoriaus C K įkrovimo srovė teka grandinės elementais L 1, L 2, R l, VS 5, S K, džemperis P, VS 2, L 3. Įkraunant kondensatorių, srovė tiristoriaus grandinėje VS 2, VS 5 mažėja ir, kai ji tampa mažesnė už laikymo srovę, tiristoriai išsijungia patys. Ilgalaikio vardinio veikimo metu kondensatoriaus C K įtampa palaipsniui mažėja dėl jo paties izoliacijos netobulumo ir dėl įkrovimo nuotėkio per grandines su tiristoriais, prijungtais prie kondensatoriaus. Kad įtampa labai nesumažėtų, valdymo sistema turi užtikrinti periodinį tiristorių įjungimą VS 2 Ir VS 5. Dėl to ant kondensatoriaus S K automatiškai bus palaikoma pastovi įtampa, beveik lygi tinklo įtampai. Reaktoriai L 1, L 2, L 3 grandinėje yra būtini norint apriboti srovės kilimo greitį, kai įjungiami tiristoriai, ir įgyvendinti pereinamųjų procesų virpesių režimą.

Jei įvyksta trumpasis jungimas ir srovė pasiekia nustatytą vertę aš(3.6 pav.) valdymo sistema įjungia tiristorius VS 3 Ir VS 4. Dėl to, kaip ir visose anksčiau aptartose grandinėse, tiristorius išsijungia VS 1. Pakeitus kondensatoriaus įtampos poliškumą ir padidinus iki nurodytos vertės U m 1 valdymo sistema duoda signalą įjungti tiristorių VS 5. Šiuo atveju lygiagrečiai su kondensatoriumi yra prijungtas rezistorius R 1, padedantis apriboti tolesnį kondensatoriaus įtampos padidėjimą S K. Nuo šio momento kondensatoriaus įtampa mažėja kartu su perjungimo srovės sumažėjimu.

Kondensatorius iškraunamas per tiristorių VS 3, o išjungus – per diodą VD 1. Antrasis perjungimo procesų etapas prasideda iškart po tiristoriaus išjungimo VS 3 ir sumažinant srovę iki vertės, kurią nustato bendra išorinės grandinės ir rezistoriaus varža R 1.

3.5 pav. – Tiristoriaus jungiklis su

dviejų pakopų srovės perjungimas

3.6 pav. Perjungimo procesai grandinėje (3.5 pav.)

Šiuo metu ( t 2, 3.6 pav.), valdymo sistema įjungia tiristorių VS 2, ir grandinė pradeda tekėti srovė R l, VS 5, S K, P, VS 2 Ir VD 2. Dėl to kondensatoriaus įtampa vėl keičia poliškumą. Kai pasieks vertę U m 2 tam tikru momentu t 3 apkrovos srovė visiškai nutrūksta.

Kadangi kondensatoriaus įtampos poliškumas po išjungimo atitinka pradinę būseną, jungiklis vėl paruoštas veikti. Be to, nagrinėjamu atveju, kuris atitinka indukcinį apkrovos pobūdį, kondensatoriaus įtampa žymiai viršija tinklo įtampą. Esant aktyviajai apkrovai, kondensatoriaus įtampa nepasiekia vertės U m 1 todėl tiristorių įjungti nereikia VS 5 Ir VS 2. Šiuo atveju, net išjungus srovę, kondensatoriaus likutinė įtampa U C< U . Norint užtikrinti pasirengimą darbui, kondensatorius turi būti įkrautas.

Dviejų pakopų srovės perjungimo schemų pranašumai apima optimalų kondensatorių naudojimą, didesnį našumą ir perjungimo dažnį. Tačiau tai pasiekiama gerokai apsunkinant perjungimo bloką ir valdymo sistemą, kuri turi reaguoti į daugelį pereinamojo proceso parametrų ir užtikrinti tam tikrą tiristorių įjungimo seką.

Kita galimybė sukurti nuolatinės srovės įrenginius su mažu perjungimo viršįtampiu ir paprasta konstrukcija yra susijusi su išjungiamųjų tiristorių kūrimu ir plėtra. Pagrindinis šių prietaisų skiriamasis bruožas, lyginant su įprastais tiristoriais, yra galimybė juos išjungti valdymo grandinės srovės impulsu. Esminė tokių įrenginių kūrimo galimybė buvo pagrįsta dar 50-aisiais, o jau 60-aisiais pramonė įvaldė įrenginius, galinčius perjungti srovę iki 5A esant 100...200V įtampai. Sparti pažanga kuriant didelės galios išjungiamus tiristorius buvo pastebėta nuo devintojo dešimtmečio pradžios. Šiuo metu nemažai užsienio kompanijų ir Rusijoje gamina tokio tipo prietaisus, skirtus šimtų amperų srovėms ir įtampai virš 1000 V. Literatūriniai šaltiniai praneša apie išjungiamųjų tiristorių, kurių maksimali srovės ir įtampos parametrai yra panašūs į įprastų tiristorių parametrus, kūrimą. .

Nuolatinės srovės įrenginio, pagrįsto išjungiamu tiristoriumi, schema parodyta 3.7 pav. Jo išjungimą iliustruoja anodo srovės pokyčių oscilogramos Aš A, tiristoriaus įtampa U A ir neigiamo poliškumo impulsinės srovės valdymas iG(3.8 pav.).

Svarbus 3.7 paveiksle pateiktos grandinės pranašumas, palyginti su anksčiau aptartais, yra tas, kad joje yra tik vienas didelės srovės įtaisas – išjungiamasis tiristorius. VS 1. Jis valdomas daugiapoliais įtampos impulsais. Įjungus teigiamo poliškumo impulsas (katodo atžvilgiu) tiekiamas iš išorinio impulsų generatoriaus į gnybtus 1. Per srovę ribojantį rezistorių R 2šis impulsas patenka į tiristoriaus valdymo elektrodą VS 1. Rakinamo tiristoriaus įjungimo procesas vyksta taip pat, kaip ir įprasto tiristoriaus (neužrakinamo).

Norint išjungti tiristorių, jo valdymo elektrodui turi būti pritaikytas neigiamo poliškumo įtampos impulsas. 3.7 pav. parodytoje diagramoje jis sudarytas iš elektros grandinės, kurios pagrindas yra mažos galios tiristorius VS 2. Kai įtampos impulsas iš išorinio impulsų generatoriaus patenka į tiristoriaus valdymo elektrodą, jis įsijungia. Šiuo atveju kondensatorius iš anksto įkraunamas iš maitinimo šaltinio E G C 2(įkrovimo poliškumas nurodytas paveikslėlyje) iškraunamas į išjungimo tiristoriaus įvesties grandinę VS 1 kryptimi nuo katodo iki valdymo elektrodo.

Lygiagrečiai prijungtas prie tiristoriaus VS 1 grandinė, susidedanti iš diodo VD 1, rezistorius R 1 ir kondensatorius C 1, atlieka apsaugines funkcijas. Grandinėse su aktyviomis apkrovomis jis skirtas apriboti atkūrimo įtampos kilimo greitį. Kaip matyti iš oscilogramos i A = f(t)(3.8 pav.), apytiksliai 200A lygią srovę tiristorius nutraukia greičiau nei per mikrosekundę. Nesiimant specialių priemonių, tai sukeltų beveik akimirksniu tiristoriaus tinklo įtampos atstatymą.

Išjungiami tiristoriai, kaip ir kiti SPP, yra jautrūs poveikiui (du/dt) cr it, todėl būtina apriboti įtampos kilimo greitį iki leistinų naudojamam įrenginiui verčių. 3.7 pav. pateiktoje grandinėje tiristoriaus įtampos padidėjimą, kai jis išjungiamas, lemia kondensatoriaus įkrovimo greitis C 1, ty yra numatytas laiko poslinkis tarp srovės sumažėjimo grandinėje ir įtampos padidėjimo įrenginyje.

3.7 pav. Nuolatinės srovės įrenginio, pagrįsto išjungiamu tiristoriumi, schema

3.8 pav. – Srovės ir įtampos pokyčių diagramos

kai išjungiamas tiristorius yra išjungtas

Rezistorius R 1Įkrovimo proceso metu kondensatorius apeina (sutrumpinamas) diodu, kuris šiuo atveju yra pakreiptas į priekį. Todėl kondensatoriaus įkrovimo laiko konstantą lemia tik jungiamųjų laidų varža, vidinė kondensatoriaus varža ir induktyvumas bei diferencinė diodo varža. Oscilogramoje (3.8 pav.) Diodo diferencinės varžos ir apsauginės grandinės elementų induktyvumo pokytis pasireiškia trumpalaikiu atsikuriančios įtampos viršįtampiu tuo metu, kai pradeda mažėti. anodo srovė.

Kai įjungiamas išjungimo tiristorius, kondensatorius C 1, kuris įkraunamas iki maitinimo šaltinio įtampos, iškraunamas per rezistorių R 1, nuo diodo VD 1šiuo atveju jis pasislenka priešinga kryptimi. Taip užtikrinama, kad įjungus tiristorius neviršytų leistino srovės kilimo greičio. Atkreipkite dėmesį, kad apsauginės grandinės kondensatoriaus, kuris užtikrina normalų išjungiamo tiristoriaus veikimą grandinėje su aktyvia apkrova, talpa yra mikrofaradų vienetai. Visų pirma, oscilogramos, parodytos 3.8 paveiksle, buvo gautos naudojant šiuos grandinės parametrus:

U A = 200 V; R H = 2 Ohm; U G = 12 V; R 1 = 20 omų; C 1 = 2 10 -6 F.

Staigų srovės pertraukimą išjungus tiristorių, kai išjungiama indukcinė apkrova, lydi ne tik didelis įtampos atkūrimo greitis, bet ir daugybiniai viršįtampiai. Viršįtampiams apriboti galima naudoti tokios pat konstrukcijos apsauginę grandinę (žr. 3.7 pav.). Tačiau kondensatoriaus talpa C 1šiuo atveju tai gali būti dešimtys ir net šimtai mikrofaradų.

Jei apkrovos aktyvioji varža yra maža, o energijos išsklaidymo joje kondensatoriaus įkrovimo metu galima nepaisyti, tai apytiksliai kondensatoriaus talpą galima nustatyti iš energijų lygybės.

Kur L H− apkrovos induktyvumas, H;

aš− komutacinė srovė, A;

Umax- didžiausia leistina įtampa, V.

Palyginimui su aktyvios apkrovos išjungimo režimu apskaičiuojame kondensatoriaus talpą C 1 būtina apriboti atkūrimo įtampą lygiu Umax = 1,5 U atjungiant grandinę su induktyvumu L H = 10 -3 H:

Naudodamiesi (3.6) išraiška, nustatome kondensatoriaus talpą, kurios reikėtų norint atjungti tą pačią grandinę su jungikliu su talpiniu dirbtiniu perjungimu (žr. 3.3 pav.), pagamintu remiantis tiristoriaus T123-200 ( t q= 250∙10 -6 s):

Palyginus gautas reikšmes C 1 Ir S K, galime padaryti išvadą apie jų palyginamumą. Tačiau turime nepamiršti, kad išraiška (3.6) nustato tik pakankamos kondensatoriaus talpos sąlygą, kad būtų galima patikimai išjungti tiristorių. Jame neatsižvelgiama į atsirandančius viršįtampius. Jei pajėgumo pasirinkimas S K pagamintas atsižvelgiant į viršįtampių apribojimą, jo skaitinė vertė bus daug didesnė. Kita vertus, skaičiuojant talpą S K nebuvo atsižvelgta į energijos nuostolius grandinės elementuose įkraunant kondensatorių ir tikrąjį srovės pokyčio greitį, kai tiristorius išjungiamas ( -di/dt< ∞ ). Šie veiksniai prisideda prie atsikuriančios įtampos amplitudės sumažėjimo.

3.4 PAGRINDINĖS KIEKIAMOSIOS PUSLAIDININĖS PRIETAISŲ NAUDOJIMO PASIRINKIMAI

Palyginti su nuolatinės srovės perjungimo įrenginiais, kintamosios srovės puslaidininkiniai įtaisai turi sudėtingesnę struktūrą. Jų schema ir konstrukcija priklauso nuo jų paskirties, reikalavimų ir eksploatavimo sąlygų. Dėl plataus pritaikymo, kurį randa bekontakčiai įrenginiai, yra daugybė jų įgyvendinimo galimybių. Tačiau visi jie gali būti pavaizduoti apibendrinta blokų schema, kuri parodo reikiamą funkcinių blokų skaičių ir jų sąveiką. 3.9 paveiksle parodyta vienpolio kintamosios srovės puslaidininkinio įrenginio blokinė schema. Jį sudaro keturi funkcionaliai užbaigti įrenginiai.

Maitinimo blokas 1 su apsaugos nuo viršįtampių elementais ( RС-grandinė 3.9 pav.) yra perjungimo įrenginio pagrindas, jo vykdomasis organas. Jis gali būti pagamintas tik valdomų vožtuvų pagrindu - tiristorius arba naudojant diodus. Projektuojant įrenginį, kurio srovė viršija vieno įrenginio srovės ribą, reikalingas lygiagretusis ryšys. Tokiu atveju reikia imtis specialių priemonių, kad būtų pašalintas netolygus srovės pasiskirstymas atskiruose įrenginiuose, kuris nėra susijęs su jų srovės-įtampos charakteristikų tapatumu laidžioje būsenoje ir įjungimo laiko plitimu.

2 valdymo bloke yra įrenginiai, kurie parenka ir saugo komandas, ateinančias iš valdymo ar apsaugos elementų, generuoja valdymo impulsus su nurodytais parametrais ir sinchronizuoja šių impulsų patekimą į tiristoriaus įėjimus su momentais, kai srovė apkrovoje kerta nulį. Valdymo bloko grandinė tampa žymiai sudėtingesnė, jei įrenginys, be perjungimo grandinių funkcijos, turi reguliuoti įtampą ir srovę. Šiuo atveju jis papildomas fazės valdymo įtaisu, kuris užtikrina valdymo impulsų poslinkį tam tikru kampu, palyginti su srovės nuliu.

Įrenginio darbo režimo jutiklių bloke 3 yra srovės ir įtampos matavimo prietaisai, įvairios paskirties apsauginės relės, grandinė loginėms komandoms generuoti ir signalizuoti apie įrenginio perjungimo padėtį.

4 priverstinio perjungimo blokas sujungia kondensatorių bloką, jo įkrovimo grandinę ir perjungimo tiristorius. Šis blokas yra kintamosios srovės įrenginiuose tik tuo atveju, jei jie naudojami kaip apsauga (grandinės pertraukikliai). Įrenginio galios dalis gali būti pagaminta pagal grandinę su tiristorių sujungimu (žr. 3.9 pav.), remiantis simetriniu tiristoriumi (triac) (3.10 pav., A) ir įvairiuose tiristorių ir diodų deriniuose (3.10 pav., 6 Ir V). Kiekvienu konkrečiu atveju, renkantis grandinės variantą, reikia atsižvelgti į šiuos veiksnius: kuriamo įrenginio įtampos ir srovės parametrus, naudojamų įrenginių skaičių, apkrovą ilgalaikiame režime ir atsparumą srovės perkrovoms, tiristoriaus valdymo sudėtingumo laipsnis, svorio ir matmenų reikalavimai, kaina.

3.9 pav. – Tiristoriaus įrenginio blokinė schema

AC

3.10 pav. – Kintamosios srovės įrenginių maitinimo blokai

Palyginus 3.9 ir 3.10 pav. parodytus galios blokus, matyti, kad grandinė su tiristoriais atgal į priekį turi didžiausius privalumus. Šioje schemoje yra mažiau įrenginių ir ji pasižymi mažesniais matmenimis, svoriu, energijos nuostoliais ir kaina. Lyginant su triakais, vienpusio (vienkrypčio) laidumo tiristoriai turi aukštesnius srovės ir įtampos parametrus bei gali atlaikyti žymiai didesnes srovės perkrovas. Planšetinių kompiuterių tiristorių šiluminis ciklas yra didesnis. Todėl srovėms, kurios, kaip taisyklė, neviršija vieno įrenginio srovės klasifikacinės vertės, t.y. kai jų grupinio prijungimo nereikia, gali būti rekomenduojama naudoti triacą naudojančią grandinę. Atkreipkite dėmesį, kad triacų naudojimas padeda supaprastinti maitinimo bloko valdymo sistemą, joje turi būti išvesties kanalas į įrenginio polių.

3.10 pav. parodytos grandinės b, V, iliustruoja galimybę suprojektuoti kintamosios srovės perjungimo įrenginius naudojant diodus. Abi šios schemos yra lengvai valdomos, tačiau turi trūkumų dėl daugybės įrenginių naudojimo. 3.10 paveiksle pateiktoje diagramoje b Maitinimo šaltinio kintamoji įtampa paverčiama to paties poliškumo pilnos bangos pulsuojančia įtampa, naudojant lyginamąjį diodinį tiltelį. Dėl to tik vienas tiristorius, prijungtas prie lygintuvo tiltelio išėjimo (tilto įstrižainėje), tampa pajėgus valdyti srovę apkrovoje per abu pusciklus, jei kiekvieno pusciklo pradžioje. jo įėjime gaunami impulsai. Grandinė išjungiama, kai apkrovos srovė kitą kartą nutrūksta, kai nutrūksta valdymo impulsų generavimas.

Tačiau reikia turėti omenyje, kad patikimas grandinės išjungimas užtikrinamas tik esant minimaliam grandinės induktyvumui ištaisytos srovės pusėje. Priešingu atveju, net jei įtampa pusės ciklo pabaigoje nukris iki nulio, srovė ir toliau tekės per tiristorių, neleisdama jam išsijungti. Avarinio grandinės veikimo (neišsijungimo) pavojus atsiranda ir padidėjus maitinimo įtampos dažniui. Tokiu atveju gali pasirodyti, kad grandinės laikas tC nepakanka norint atkurti valdymą tiristoriaus pagalba, t.y. tC< .

3.10 pav. pavaizduotoje grandinėje apkrova valdoma dviem tiristoriais, kurių kiekvienas yra nukreiptas priešinga kryptimi nekontroliuojamu vožtuvu. Kadangi su šiuo ryšiu tiristorių katodai yra vienodo potencialo, tai leidžia naudoti valdymo impulsų generatorius su vienu išėjimu arba dviem išėjimais su bendru įžeminimu. Tokių generatorių schemos yra labai supaprastintos. Be to, 3.10c pav. grandinėje esantys tiristoriai yra apsaugoti nuo atvirkštinės įtampos, todėl juos reikia pasirinkti tik tiesioginei įtampai.

Pagal įrenginio matmenis, technines charakteristikas ir ekonominius rodiklius, pagamintus pagal 3.10 pav., b, pateiktas schemas, V, prastesnis už perjungimo įrenginius, kurių grandinės parodytos 3.9 pav V, 3.10, A. Tačiau jie plačiai naudojami automatikos ir relinės apsaugos įrenginiuose, kur perjungimo galia matuojama šimtais vatų. Visų pirma, jie gali būti naudojami kaip impulsų formuotojų išvesties įtaisai galingesnių įrenginių tiristorių blokams valdyti.

Per kiekvieną tiristorių grandinėse, parodytose 3.9 ir 3.10 paveiksluose, V, teka pusė apkrovos srovės. Ryšys tarp vidutinės srovės per tiristorių (SPP klasifikacinė srovė, nurodyta techninėse specifikacijose) ir efektyvios srovės apkrovos grandinėje yra lygus

Atitinkamai vidutinė srovė, tekanti per tiristorių, jei išreiškiama per apkrovos srovę, bus parašyta taip

Panašiai vidutinė srovė, tekanti per tiristorių grandinėje 3.10 pav b, lemia lygybė

Pagal efektyviąją srovę klasifikuojami simetriniai tiristoriai, kurie srovę teka abiem kryptimis. Todėl 3.10 pav. A

3.5 kintamosios srovės TIRISTORIAUS KONTAKTORIUS, VALDYMAS ANODINĖ ĮTAMPA

Puslaidininkinių perjungimo įtaisų ypatumas yra tas, kad jie gali atlikti įvairias funkcijas be esminių galios dalies pakeitimų. Taigi tiristoriaus blokas, pagamintas pagal 3.9 pav. pateiktą grandinę, gali vienodai sėkmingai veikti ir kaip kontaktorius, ir kaip jungiklis. Tik pakeitus tiristorius (pakeičiant įrenginio tipą, įtampos klasę ar grupę pagal dinaminius parametrus) galima išplėsti įrenginių taikymo sritį srovės ar įtampos atžvilgiu. Galite žymiai paveikti grandinės veikimą naudodami valdymo sistemą, kuri bus parodyta naudojant tiristoriaus kontaktoriaus veikimo pavyzdį

Kontaktoriaus maitinimo blokas pagamintas pagal grandinę su antilygiagrečia tiristorių jungtimi VS 1 Ir VS 2. Jis valdomas naudojant grandinę, susidedančią iš rezistorių R1, R2, R 3 ir mechaninis kontaktas S. Ši grandinė jungiama lygiagrečiai su tiristoriais, todėl uždarius jungiklį S, jo elementų, o ypač rezistorių, įtampa. R 1 Ir R 3, kinta sinchroniškai su tiristorių anodo įtampa. Ir kadangi šie rezistoriai yra lygiagrečiai sujungti su tiristorių valdymo grandinėmis, to paties poliškumo įtampa vienu metu didėja tiek prie tiristoriaus anodo, tiek prie jo valdymo elektrodo.

Jei ši įtampa yra teigiama, pavyzdžiui, tiristoriaus atžvilgiu VS 1 ir nuimtas nuo rezistoriaus R 1įtampa viršija atrakinimo įtampos vertę, tiristorius VS 1įsijungia. Pasikeitus įtampos poliškumui, tiristorius įsijungia taip pat VS 2, diodai VD 1 Ir VD 2 grandinėje yra būtini apsaugoti tiristorių valdymo grandines nuo atvirkštinės įtampos, kai įtampa prie jų anodų yra neigiama.

Reguliuojamas rezistorius R 2 valdymo grandinėje parenkamas iš sąlygos, apribojant valdymo srovės impulso amplitudę iki leistinos naudojamų tiristorių vertės. I Gmax.

3.11 pav. − AC kontaktorius

Atsižvelgiant į tai, kad kontaktas S gali būti uždarytas per pusės ciklo intervalą bet kuriuo metu, įskaitant momentą, kai tinklo įtampa pasiekia amplitudės vertę Um, rezistoriaus varža nustatoma iš išraiškos

Kur R G− savo tiristoriaus valdymo grandinės varža.

Rezistoriaus varžos keitimas R 2 galima valdyti srovę tiristorių įvesties grandinėse, taigi ir jų įjungimo momentą, atsižvelgiant į įtampos pusciklo pradžią. Dėl to kontaktorius gali atlikti dar vieną funkciją - reguliuoti apkrovos srovę. Ribinis tiristoriaus įjungimo delsos kampas α maks, kurį gali užtikrinti rezistoriaus valdymo grandinė, yra 90º.

Srovės (įtampos, galios) grandinėje reguliavimo procesas, keičiant tiristoriaus įjungimo delsos kampą, vadinamas fazės valdymu. Įtampos pokyčio nuo aktyviosios apkrovos ir srovės joje priklausomybės nuo kampo nagrinėjamai grandinei nustatomos išraiškomis.

kur 0< ≤90 °.

Minimalus vėlavimo kampas įjungiant tiristorius su aktyvia apkrova yra ≈2 °. Tai paaiškinama tuo, kad visi tiristoriai turi valdymo grandinės jautrumo slenkstį, be to, anodo įtampa, kintanti pagal sinusinį dėsnį, taip pat turi viršyti ribinę vertę U(TO) bent du kartus. Šie veiksniai lemia negyvų pauzių atsiradimą apkrovos srovės kreivėje t p.

Dėl tiristorių valdymo charakteristikų skirtumų šios pauzės gali būti nevienodos trukmės, todėl apkrovos srovėje atsiranda pastovus komponentas. Jei reikia, tiristorių įjungimo vėlavimo kampai išlyginami reguliuojant valdymo sroves, keičiant konstrukcinių rezistorių varžą R 1 Ir R 3(žr. 3.11 pav.).

Jei reikia išplėsti apkrovos srovės valdymo diapazoną, valdymo grandinės atliekamos naudojant RС-grandinės (3.12 pav A).

Kai tiristoriaus anodo įtampa tampa teigiama, kondensatorius SUįkraunamas per kintamąjį rezistorių R ir apkrova nuo įtampos, lygios – Um, iki įtampos U GT, ties kuria tiristorius įsijungia VS 1(3.12 pav b). Keičiant kondensatoriaus įkrovimo grandinės konstantą τ = (R+RH)C Reguliuojamo rezistoriaus R pagalba galima numatyti tiristoriaus įjungimo delsą, palyginti su maksimalia anodo įtampa, t.y. į kampą > 90 ◦.

Išraiškos, apibrėžiančios apkrovos vidutinės ir efektyviosios įtampos pokytį, priklausomai nuo tiristoriaus įjungimo delsos kampo, atitinkamai turi formą

a − reguliavimo schema; b – laiko charakteristika

reglamentas

3.12 pav. – Valdymo grandinės veikimo principas įjungtas RС- grandinėlės

Aptariamose grandinėse naudojamas tiristorių valdymo metodas yra vienas iš paprasčiausių ir patikimiausių, nes jį įgyvendina minimalus elementų skaičius valdymo grandinėse. Tuo pačiu metu tiesioginis valdymo elektrodo ir tiristoriaus anodo ryšys leidžia užtikrinti kitų valdymo sistemoms taikomų reikalavimų vykdymą: griežtą valdymo signalų priėmimo sinchronizavimą su galimo įjungimo momentu. tiristoriai automatiškai atliekami; valdymo galios nuostoliai yra nereikšmingi, nes valdymo srovės veikimo trukmę reguliuoja pats tiristorius.

Kai tik jis persijungia į laidžiąją būseną, valdymo grandinė yra šuntuojama su maža varža (tiristoriaus varža laidžioje būsenoje) ir srovė joje sumažėja beveik iki nulio.

Dėl nurodytų veiksnių žemos įtampos įrenginiuose plačiai naudojamos tiristorių valdymo grandinės, maitinamos anodo įtampa. Visų pirma, naudodama šį valdymo principą, vidaus pramonė gamina GSE tipo tiristorių valdymo stotis, kaitrinių lempų reguliatorius, PT tipo tiristorių starterius trijų polių konstrukcijoje, kurių vardinė srovė yra iki 63 A.

3.6 KOMBINUOTI KONTAKTINIAI PUSLAIDININIAI PRIETAISAI

Kombinuoti elektros prietaisai (taip pat vadinami hibridiniais) yra įrenginiai, kuriuose vienu metu yra tradicinių elektromechaninių įrenginių kontaktų sistema ir maitinimo grandinė, pagrįsta SPP, sujungta lygiagrečiai su atviru kontaktu. Dėl šio iš esmės mechaninio kontaktinių ir bekontakčių perjungimo įrenginių derinimo vienoje konstrukcijoje pasiekiamas sėkmingas abiejų tipų įrenginių privalumų derinys ir tuo pačiu pašalinama daugelis jų trūkumų.

Panagrinėkime kombinuotų įrenginių veikimo principą naudojant paprastus įrenginius (3.13 pav.), kuriuose naudojami diodai ir tiristoriai. Visuose aukščiau išvardintuose maitinimo blokuose SPP yra sujungti lygiagrečiai su vienu iš atvirų kontaktų. Prisiminkime, kad elektromechaniniuose įrenginiuose įtampos kritimas uždaruose kontaktuose esant vardinėms srovėms neviršija dešimtųjų voltų. Esant tokiai įtampai, lygiagrečiai su kontaktais sujungti SPP nepatenka į didelio laidumo būseną ir apkrovos srovė per juos praktiškai neteka.

3.13 pav. Kombinuotų įrenginių maitinimo blokai

Įrenginio išjungimo metu keičiasi kontaktinių ir puslaidininkių grandinių varžų santykis, todėl srovė tarp jų persiskirsto.

Panagrinėkime šio reiškinio esmę naudodami įrenginio išjungimo pavyzdį, atliktą pagal 3.13 pav. A. Lankinių kontaktų atidarymas S 1 grandinėje pusės ciklo pradžioje būtina numatyti srovę, kurios poliškumas sutampa su diodo VD laidumo kryptimi (laiko intervale t 2< t< t 3 3.14 pav.). Tokiu atveju susidariusio elektros lanko įtampa yra tiesiogiai nukreipta į diodą. Didėjant atstumui tarp kontaktų ir smūgio į elektros lanką intensyvumui, pavyzdžiui, dėl jo judėjimo ore dideliu greičiu veikiant elektromagnetiniam laukui, didėja tarpkontaktinio tarpo varža ir atitinkamai diodo įtampa didėja. Dėl to susidaro sąlygos jį perjungti į laidžiąją būseną.

Praktiškai diodo perėjimas į laidžiąją būseną žemos įtampos įrenginiuose įvyksta jau elektros lanko formavimosi stadijoje, nes artimo elektrodo įtampos kritimas jame yra daug didesnis nei lanko slenkstinė įtampa.

Nuo šio momento srovė kontaktinėje grandinėje pradeda sparčiai mažėti, o srovė puslaidininkinėje grandinėje didėja. Pereinamojo proceso, kurio metu įjungta srovė visiškai pereina į diodo grandinę, o elektros lankas užgęsta, trukmę daugiausia lemia grandinių induktyvumas, naudojamo diodo dinaminės charakteristikos ir elektros lanko poveikio būdas.

Per likusį laiką iki pusmečio pabaigos t = t 4 − t 3 dejonizacijos procesai tarpkontaktiniame tarpelyje baigiami, atstatomas jo elektrinis stiprumas.

Galutinį srovės nutraukimą grandinėje atlieka diodas iš karto po laiko momento t 4, atitinkantis srovės krypties pasikeitimą. Tuo metu, kai diodo įtampa yra atvirkštinė, būtina atidaryti pagalbinius kontaktus S 2.

Atkreipkite dėmesį, kad pavaizduotu atveju (3.14 pav.), kai atjungiama grandinė su aktyvia-indukcine apkrova, šis laikas yra mažesnis nei pusė ciklo. Riboje jis gali būti lygus 5 ms, todėl reikia naudoti didelės spartos diskus.

3.14 pav. – Perjungimo procesų diagramos

kontaktinio diodo įrenginyje

Įjungiant prietaisą kontaktų uždarymo seka turi būti atvirkštinė: per pusperiodį įtampos, kuri yra nelaidžia diodui, reikia uždaryti separatoriaus kontaktus. S 2, o per kitą pusę ciklo – lanko gesinimo kontaktai S 1.

Perjungimo režimui būdingas kontaktų uždarymas S 1 esant žemai įtampai, kurią lemia įtampos kritimas laidžiajame diode. Dėl to preliminarus tarpo suskaidymas, kai kontaktai artėja vienas prie kito, ir su tuo susiję kontaktų erozijos ir suvirinimo reiškiniai pašalinami.

Tačiau reikia nepamiršti, kad kombinuotuose įrenginiuose kyla pavojus, kad tie patys efektai gali pasireikšti dėl didelio kontaktų srovės padidėjimo po jų kontakto. Todėl kontaktinio įtaiso ir pavaros konstrukcijos turi užtikrinti priverstinį kontaktinio slėgio padidėjimą iki galutinės vertės.

Prietaisai, pagaminti pagal 3.13 paveiksle pateiktą schemą, b, pagal veikimo principą ir vykstančių procesų pobūdį nesiskiria nuo aptartų aukščiau. Tačiau dvi diodų grandinės su priešingu laidumu leidžia išsijungti bet kuriuo srovės pusciklu. Dėl to sutrumpėja įrenginio išjungimo laikas.

Šios parinkties trūkumai apima dvigubą SPP skaičių ir žymiai apsunkinančią įrenginio mechaninės dalies konstrukciją. Kadangi sinchronizuotas kontaktų atidarymas vyksta seka, kurią lemia srovės kryptis perjungimo komandos davimo momentu, įrenginyje turi būti dvi nepriklausomos ir didelės spartos pavaros.

Griežti reikalavimai keliami ir pavarų stabilumui: jie turi turėti nedidelį laiko tarpą. Akivaizdu, kad pasiekti aukštą funkcinio patikimumo lygį naudojant tokią įrenginio galios dalį yra sudėtinga užduotis.

Reikšmingas pavaros mechanizmo ir viso aparato supaprastinimas gali būti pasiektas atsisakius sinchronizuoti kontaktų atidarymą su atitinkamu srovės pusciklu. Šiuo atveju abu kontaktai, valdomi bendro pavaros, atsidaro vienu metu ir bet kurioje srovės fazėje. Dėl to abiejose kontaktų porose atsiranda elektros lankas, tačiau vienoje iš porų jis užgęsta dėl diodo grandinės manevravimo. Kituose kontaktuose, kurių srovės kryptis nesutampa su diodų laidumo kryptimi šunto grandinėje, elektros lankas palaikomas iki pusės ciklo pabaigos (kol pasikeičia srovės kryptis).

Maksimali lanko trukmė ant kontaktų, lygi maždaug 11 ms, atitinka patį nepalankiausią režimą, kai kontaktai atsidaro per santykinai siaurą laiko intervalą, kol srovė praeina per nulį.

Šiuo atveju srovės perėjimo iš kontaktinės grandinės į diodo grandinę procesas nebaigtas arba kito pusciklo pradžioje tarpkontaktinio tarpo elektrinis stiprumas vėl pratrūksta.

Esant dideliam išjungimų skaičiui, kontaktų atidarymas S 1 Ir S 2įvyksta vienoda tikimybe tiek teigiamų, tiek neigiamų pusciklų intervale; tas pats dėsnis nustato kontakto atsidarymo momento pasiskirstymą per kiekvieną pusciklą. Dėl to sumažėja kontaktų veikimo elektros lanku trukmė ir dėl to pailgėja prietaiso įjungimo laikas. Be to, lyginant su panašiais įrenginiais be šunto diodų grandinių, kuriuose elektros lanko gesinimas užtikrinamas per vieną pusę ciklo, tarnavimo laikas pailgėja ne mažiau kaip 150%.

Kombinuotų įrenginių galimybes galima žymiai išplėsti pakeitus nekontroliuojamą SPP tiristoriais (3.13 pav., V).

Puslaidininkio grandinė šiame įrenginyje, pagaminta pagal grandinę su antilygiagrečia tiristorių jungtimi (žr. 3.9 pav.), lygiagrečiai jungiama tik su vienu lanko gesinimo kontaktu. Tačiau tiristorių gebėjimas būti uždaroje būsenoje esant teigiamo poliškumo įtampai leidžia atlikti perjungimo operacijas esant bet kokiai įtampos (srovės) pusei.

3.15 pav. Pereinamieji procesai kontaktiniame-tiristoriaus įrenginyje

Panagrinėkime kontaktinio bloko ir tiristoriaus bloko sąveiką įrenginio perjungimo režime. Atsižvelgiant į didelį kontaktinės grandinės ir uždegimo jungiklio veikimo greičio skirtumą, komandos juos įjungti neturėtų būti duodamos vienu metu. Pirmiausia reikia gauti komandą įjungti kontaktinį diską. Po tam tikro laiko, lygaus tinkamam kontaktinio įrenginio, jo kontaktų perjungimo laikui S 1 yra uždaryti. 3.15 pav. kontaktų sąlyčio momentas atitinka laiką t 2.

Būtinai pasistūmėjus šiam laiko momentui, valdymo sistema duoda valdymo impulsą I G 1į tiristorių VS 1, kuriai nagrinėjamo pusciklo įtampa yra tiesioginė. Įjungus tiristorių, įtampa prie susiliejančių kontaktų sumažėja iki įtampos kritimo tiristoriaus laidžioje būsenoje, ty iki 1,5...2,5 V.

Susilietus su kontaktais, tiristoriaus grandinė greitai išsijungia, nes kontaktinės grandinės varža yra daug mažesnė nei tiristoriaus diferencinė varža.

Kai įrenginys išjungtas, kontakto ir tiristoriaus grandinės veikimo seka yra tokia pati kaip kontaktinio diodo įrenginiuose. Vienintelis skirtumas yra tas, kad atidarant kontaktus ( , 3.15 pav.) prie tiristoriaus VS 2 turi ateiti valdymo srovės impulsas I G 2. Praktiškai labai sunku griežtai sinchronizuoti tiristoriaus bloko valdymo sistemos veikimą su kontaktinio pavaros mechanizmu. Todėl daugumoje tokio tipo perjungimo įtaisų valdymo impulsai tiekiami į tiristoriaus įvestis, numatant kontakto atsidarymą, atsižvelgiant į įrenginio mechaninės dalies nestabilumą laikui bėgant.

Kaip ir naudojant diodus, kontaktinio tiristoriaus įtaisuose kontaktų atidarymas ir tarpusavio kontaktinio tarpo elektrinio stiprumo atkūrimas turi būti baigtas iki pusės ciklo pabaigos. Jei įrenginio konstrukcija nenumato sinchroninio išjungimo, kontaktai gali atsidaryti bet kuriuo metu, įskaitant kritinę pusės ciklo zoną, kol srovė praeina per nulį, kurioje srovė neturi laiko pereiti iš kontaktinės grandinės į puslaidininkinė grandinė. Tokiu atveju būtina, kad kito pusciklo pradžioje valdymo sistema užtikrintų, kad būtų įjungtas tiristorius su skirtinga laidumo kryptimi.

Apibendrindami svarstytas kombinuotų įrenginių kūrimo galimybes, išskirsime svarbiausias jų charakteristikas.

Visuose kombinuotų SPP įrenginių variantuose (dioduose arba tiristoriuose) jie nelaidžia srovės ilgalaikio vardinio veikimo metu, todėl eliminuojami santykinai dideli puslaidininkiniams įtaisams būdingi galios nuostoliai. Vadinasi, pagal šį rodiklį kombinuoti įrenginiai nesiskiria nuo įprastų kontaktinių įrenginių.

Įrenginio perjungimo padėčių keitimo režimuose, naudojant SPP, tarpkontaktiniai tarpai yra šuntuojami su maža laidžios būsenos diodų ir tiristorių varža. Tai užtikrina greitą elektros lanko, atsirandančio įjungiant dėl ​​kontaktų atšokimo ir išjungus įrenginį, užgesimą. Kombinuotų įrenginių eksploatavimo patirtis rodo, kad perjungiant sroves iki 500A, lanko trukmė neviršija 100 μs. Dėl to kombinuotų įrenginių atsparumas perjungimui yra 20–50 kartų didesnis nei kontaktinių įrenginių.

Kadangi kombinuotuose įrenginiuose SPP yra veikiami trumpalaikės srovės, galima maksimaliai išnaudoti jų impulsų perkrovos pajėgumą. Esant pradinei konstrukcijos temperatūrai (20 ± 5) ° C, dauguma prietaisų leidžia apkrauti sinusinės formos pusės bangos srovės impulsu, trunkančiu 10 ms, o amplitudė viršija vidutinės (klasifikacinės) srovės vertę

8-10 kartų. Pavyzdžiui, D253-1600 tipo diodai gali atlaikyti 12 kA amplitudės srovę be pablogėjimo. Sumažėjus impulso trukmei iki 2 ms, leistina srovės amplitudė padidėja maždaug tris kartus. Avariniais režimais, kurių skaičius SPP veikimo metu turėtų būti apribotas iki kelių, srovės amplitudė atitinkamai padidėja iki 28 kA esant 10 ms impulso trukmei ir iki 44 kA esant 2 ms.

Daugeliu atvejų nurodytos perkrovos galios pakanka sukurti kombinuotus įrenginius be lygiagretaus maitinimo blokų įrenginių prijungimo. Užtikrinant, kad kontaktai atsidarytų prieš pat kritinę dabartinės pusės ciklo zoną, pasiekiamas geriausias SPP impulsinės apkrovos panaudojimas.

Svarbi aplinkybė yra ta, kad trumpalaikių srovės įtakų metu SPP konstrukcijoje susidariusi šiluma neišsisklido už tiesiogiai prie jos esančių konstrukcinių elementų ribų. Todėl nereikia naudoti ne tik priverstinio aušinimo, bet ir pačių aušintuvų. Dėl to žymiai supaprastėja puslaidininkinio bloko konstrukcija, sumažėja jo svoris ir matmenys.

Pastebėtos teigiamos kombinuotų įrenginių savybės lėmė jų intensyvų vystymąsi. Iki šiol pramonėje buvo sukurtos ir gaminamos kelios tokių įrenginių versijos, kurios skiriasi tiek kontaktinių, tiek puslaidininkinių dalių konstrukcija ir tiristorių valdymo būdu. Kombinuoto kontaktoriaus su valdymo sistema, maitinama srovės transformatoriumi, vienos iš variantų schema parodyta 3.16 pav.

3.16 pav. – Kombinuoto scheminė schema

kontaktorius

Jame esantis puslaidininkinis blokas yra lygiagrečiai sujungtas su grandine, susidedančia iš kontaktų S ir su jais nuosekliai sujungta srovės transformatoriaus pirminė apvija TA. Dvi antrinės transformatoriaus apvijos yra prijungtos per diodus, kurie atitinka valdymo ir anodo įtampų poliškumą prie tiristoriaus valdymo grandinių. Įjungus kontaktus S per juos teka sinusinė srovė, taigi per pirminę srovės transformatoriaus apviją

Transformatoriaus antrinėse apvijose srovė paprastai bus ne sinusinė dėl tiristoriaus valdymo grandinės varžos netiesiškumo ir zenerio diodų, kurie apsaugo šias apvijas nuo leistinos įtampos viršijimo, įtakos. Esant vardinei srovei kontaktoriaus grandinėje, tiristoriai neturėtų įsijungti. Tai užtikrinama parenkant tokius parametrus, kad bendras įtampos kritimas ant transformatoriaus pirminės apvijos ir uždarų kontaktų neviršytų slenkstinės įtampos U(TO) naudojami galios tiristoriai.

Kai per trumpojo jungimo srovės teka, įtampa tarp tiristoriaus bloko prijungimo prie pagrindinės grandinės taškų žymiai padidėja ir susidaro sąlygos įjungti