Τι ισχύει για τις ηλεκτρικές συσκευές; Ταξινόμηση ηλεκτρικών συσκευών. Βασικές παράμετροι και χαρακτηριστικά ηλεκτρικών συσκευών. Θερμική και ηλεκτροδυναμική αντίσταση ηλεκτρικών συσκευών

Βασικοί ορισμοί
Ταξινόμηση ηλεκτρικών συσκευών
συσκευές υψηλής τάσης
Ηλεκτρικές συσκευές ελέγχου
Συσκευές διακοπτών
Ηλεκτρικές συσκευές αυτοματισμού
Αυτόματοι διακόπτες
Επιλογή μηχανημάτων
Τριπολικοί διακόπτες κυκλώματος τύπου ΑΕ
Τυφέκια εφόδου της σειράς A-3000
Αυτόματοι διακόπτες σειράς AP50B
Αυτόματοι διακόπτες σειράς BA51, BA52
Αυτόματοι διακόπτες "Electron"
Επαφές
Σχεδιασμός επαφών
Χαρακτηριστικά των επαφών DC και AC
Επαφές χωρίς τόξο
Μαγνητικά μίζα
Συσκευή και σκοπός
Τεχνικές παράμετροι εκκινητών
Συσκευές ελέγχου ισχύος ημιαγωγών χωρίς επαφή
Σχεδιασμός ανεπαφικών συσκευών ημιαγωγών
Επαφές θυρίστορ με φυσική μεταγωγή
Συσκευές υβριδικής ή συνδυασμένης ισχύος
Μίζες Thyristor
Συσκευές εντολών, ελεγκτές εντολών, διακόπτες, αντιστάσεις, ασφάλειες
Συσκευές εντολών και ελεγκτές
Μαγνητικοί σταθμοί
Διακόπτες και Διακόπτες
Διακόπτες και διακόπτες-αποζεύκτες
Διακόπτες παρτίδας
Αντιστάσεις ισχύος και ρεοστάτες
Ασφάλειες
Εξαρτήματα φωτισμού
Κεφάλαιο 7. Διακόπτες εγγύτητας, αισθητήρες, τερματικοί διακόπτες και πομποί θέσης
Ανεπαφικοί διακόπτες τροχιάς σειράς BVK
Ανεπαφικοί τερματικοί διακόπτες της σειράς BTP
Όριο διακόπτες χωρίς επαφή της σειράς KVP και KVD
Μετατροπείς παλμών θέσης Σειρά PIP και σειρά PISH
Όριο διακόπτες επαφών
Κεφάλαιο 8. Ηλεκτρομαγνήτες
Κύριοι τύποι ηλεκτρομαγνητών
Ηλεκτρομαγνήτες συνεχούς ρεύματος
Ηλεκτρομαγνήτες AC
Ηλεκτρομαγνήτες που τροφοδοτούνται από πηγές συνεχούς ρεύματος
και εναλλασσόμενα ρεύματα

Κεφάλαιο 9 Ηλεκτρομαγνητικές συνδέσεις
Συμπλέκτες πολλαπλών δίσκων ηλεκτρομαγνητικού λαδιού
Ηλεκτρομαγνητικοί συμπλέκτες πολλαπλών δίσκων σειράς EM
Κεφάλαιο 10. Ρελέ ελέγχου και αυτοματισμού
Βασικοί ορισμοί και ταξινόμηση
Ρελέ χρόνου
Ενδιάμεσα ρελέ
Τριφασικό ρελέ παρακολούθησης τάσης
Ρελέ ενδείξεων
Ρελέ τάσης
Ρελέ ρεύματος
Ρελέ ισχύος
Ρελέ φωτογραφίας
Μπλοκ ρελέ αντίστασης τύπου BRE 2801
Θερμικά ρελέ
Ρελέ θερμοκρασίας
Ρελέ σήματος
Ρελέ πέδησης κατά του διακόπτη
Συνιστώμενη αντικατάσταση των ρελέ, των συσκευών προστασίας και κλειδώματος

ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΣΥΣΚΕΥΗ ΥΨΗΛΗΣ ΤΑΣΗ

Κεφάλαιο 11. Ταξινόμηση ηλεκτρικών συσκευών υψηλής τάσης
Εναλλαγή συσκευών
Συσκευές περιορισμού
Συσκευή μέτρησης
Συσκευές αντιστάθμισης
Διακόπτες
Διακόπτες λαδιού
Κεφάλαιο 13. Ηλεκτρομαγνητικοί διακόπτες
Κεφάλαιο 14. Αυτόματοι διακόπτες κυκλώματος αέρα
Διακόπτες κυκλώματος αέρα γεννήτριας
Διακόπτες κυκλώματος αέρα δικτύου
Κεφάλαιο 15. Αποζεύκτες για εσωτερική και εξωτερική εγκατάσταση 10 kV.

Κεφάλαιο 16. Ασφάλειες υψηλής τάσης
Επιλογή ασφαλειών
Ασφάλειες χαλαζία
Ασφάλειες τύπου εξάτμισης
Κεφάλαιο 17. Ασφαλιστές και περιοριστές
Συνελήφθησαν.
Καταστολείς υπερτάσεων
Κεφάλαιο 18. Μετασχηματιστές που μετρούν ρεύμα και τάση
Μετασχηματιστές ρεύματος
Μετασχηματιστές τάσης
Κεφάλαιο 19. Αντιδραστήρες.
Κύριοι τύποι και σκοποί των αντιδραστήρων
Ξηροί αντιδραστήρες σκυροδέματος
Αντιδραστήρες φίλτρου (εξομάλυνσης).
Αντιδραστήρες περιορισμού ρεύματος
Αντιδραστήρες γείωσης
Αντιδραστήρες διακλάδωσης
Κεφάλαιο 20. Συσκευές διανομής υψηλής τάσης
Προκατασκευασμένοι θάλαμοι KSO-366
Προκατασκευασμένοι θάλαμοι KSO-272
Προκατασκευασμένοι θάλαμοι KSO-386
Γέφυρες ελαστικών

Ηλεκτρική συσκευήείναι μια ηλεκτρική συσκευή που χρησιμοποιείται για την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση ηλεκτρικών κυκλωμάτων, την παρακολούθηση, τη μέτρηση, την προστασία, τον έλεγχο και τη ρύθμιση εγκαταστάσεων που προορίζονται για τη μετάδοση, τη μετατροπή, τη διανομή και την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας.

Ταξινόμηση ηλεκτρικών συσκευώνμπορεί να πραγματοποιηθεί σύμφωνα με ορισμένα χαρακτηριστικά: σκοπός, πεδίο εφαρμογής, αρχή λειτουργίας, τύπος ρεύματος, προστασία από περιβαλλοντικές επιδράσεις, χαρακτηριστικά σχεδιασμού κ.λπ. Το κύριο είναι η ταξινόμηση κατά σκοπό, η οποία προβλέπει τη διαίρεση ηλεκτρικές συσκευές στις ακόλουθες μεγάλες ομάδες.

1. Συσκευές μεταγωγής συσκευών διανομής, χρησιμοποιείται για την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση ηλεκτρικών κυκλωμάτων. Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει διακόπτες, διακόπτες παρτίδας, διακόπτες φορτίου, διακόπτες υψηλής τάσης, αποζεύκτες, διαχωριστές, βραχυκυκλώματα, διακόπτες κυκλώματος, ασφάλειες. Οι συσκευές αυτής της ομάδας χαρακτηρίζονται από σχετικά σπάνια ενεργοποίηση και απενεργοποίηση. Μπορεί επίσης να υπάρχουν περιπτώσεις όπου τέτοιες συσκευές ενεργοποιούνται και απενεργοποιούνται αρκετά συχνά (για παράδειγμα, διακόπτες υψηλής τάσης στα κυκλώματα τροφοδοσίας ηλεκτρικών κλιβάνων).

2. Συσκευές περιορισμού, σχεδιασμένο να περιορίζει τα ρεύματα βραχυκυκλώματος (αντιδραστήρες) και τις υπερτάσεις (ασφαλιστές). Οι τρόποι λειτουργίας βραχυκυκλώματος και υπέρτασης είναι καταστάσεις έκτακτης ανάγκης και αυτές οι συσκευές σπάνια υποβάλλονται στα μεγαλύτερα φορτία.

3. Στραγγαλιστικά πηνία, που προορίζεται για εκκίνηση, ρύθμιση της ταχύτητας, της τάσης και του ρεύματος ηλεκτρικών μηχανών ή οποιωνδήποτε άλλων καταναλωτών ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει ελεγκτές, ελεγκτές εντολών, επαφές, εκκινητές, αντιστάσεις και ρεοστάτες. Οι συσκευές αυτής της ομάδας χαρακτηρίζονται από συχνή ενεργοποίηση και απενεργοποίηση, ο αριθμός των οποίων φτάνει τις 3600 ανά ώρα ή περισσότερο.

4. Συσκευές για την παρακολούθηση καθορισμένων ηλεκτρικών ή μη παραμέτρων.Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει ρελέ και αισθητήρες. Το ρελέ χαρακτηρίζεται από μια ομαλή αλλαγή στην τιμή εισόδου (ελεγχόμενη), προκαλώντας μια απότομη αλλαγή στο σήμα εξόδου. Το σήμα εξόδου συνήθως επηρεάζει το κύκλωμα αυτοματισμού. Στους αισθητήρες, μια συνεχής αλλαγή στην ποσότητα εισόδου μετατρέπεται σε αλλαγή σε κάποια ηλεκτρική ποσότητα, η οποία είναι η έξοδος. Αυτή η αλλαγή στην τιμή εξόδου μπορεί να είναι είτε ομαλή (αισθητήρες μέτρησης) είτε απότομη (αισθητήρες ρελέ). Οι αισθητήρες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παρακολούθηση τόσο ηλεκτρικών όσο και μη ηλεκτρικών μεγεθών.

5. Εξοπλισμός για μετρήσεις.Με τη βοήθεια αυτών των συσκευών, τα πρωτεύοντα κυκλώματα μεταγωγής (κύριο ρεύμα) απομονώνονται από τα κυκλώματα των συσκευών μέτρησης και προστασίας και η μετρούμενη ποσότητα αποκτά μια τυπική τιμή κατάλληλη για μετρήσεις. Αυτά περιλαμβάνουν μετασχηματιστές ρεύματος και τάσης, χωρητικούς διαιρέτες τάσης.

6. Ηλεκτρικοί ρυθμιστές.Σχεδιασμένο για να ρυθμίζει μια δεδομένη παράμετρο σύμφωνα με έναν συγκεκριμένο νόμο. Συγκεκριμένα, τέτοιες συσκευές χρησιμοποιούνται για τη διατήρηση της τάσης, του ρεύματος, της θερμοκρασίας, της ταχύτητας περιστροφής και άλλων ποσοτήτων σε σταθερό επίπεδο.

Διαχωρισμός συσκευών ανά περιοχή εφαρμογήςπιο υπό όρους. Οι συσκευές για ηλεκτρικά συστήματα και παροχή ρεύματος συνδυάζονται σε μια ομάδα συσκευών διανομής χαμηλής και υψηλής τάσης. Συσκευές που χρησιμοποιούνται σε κυκλώματα αυτόματο έλεγχοηλεκτροκινητήρες και για την αυτοματοποίηση των διαδικασιών παραγωγής.

Με ονομαστική τάσηΟι ηλεκτρικές συσκευές χωρίζονται σε δύο ομάδες: συσκευές χαμηλή τάση(με ονομαστική τάση έως 1000 V) και υψηλή τάση (με ονομαστική τάση μεγαλύτερη από 1000 V).

Απαιτήσεις για ηλεκτρικές συσκευές:

1. Υπό ονομαστικές συνθήκες λειτουργίας, η θερμοκρασία των στοιχείων μεταφοράς ρεύματος της συσκευής δεν πρέπει να υπερβαίνει τις τιμές που συνιστώνται από τη σχετική GOST.

Κατά τη διάρκεια ενός βραχυκυκλώματος (SC), τα στοιχεία μεταφοράς ρεύματος της συσκευής υπόκεινται σε σημαντικά θερμικά και δυναμικά φορτία που προκαλούνται από το υψηλό ρεύμα. Αυτά τα φορτία δεν πρέπει να προκαλούν υπολειμματικά αποτελέσματα που επηρεάζουν την απόδοση της συσκευής μετά την εξάλειψη του βραχυκυκλώματος.

2. Οι συσκευές που προορίζονται για συχνή ενεργοποίηση και απενεργοποίηση πρέπει να έχουν υψηλή αντοχή στη φθορά.

3. Οι επαφές των συσκευών που προορίζονται για την αποσύνδεση των ρευμάτων βραχυκυκλώματος πρέπει να είναι σχεδιασμένες για αυτόν τον τρόπο λειτουργίας.

4. Η μόνωση των ηλεκτρικών συσκευών πρέπει να αντέχει σε υπερτάσεις που εμφανίζονται κατά τη λειτουργία και να έχει ένα ορισμένο περιθώριο που να λαμβάνει υπόψη την υποβάθμιση των ιδιοτήτων μόνωσης με την πάροδο του χρόνου και λόγω της εναπόθεσης σκόνης, βρωμιάς και υγρασίας.

5. Κάθε συσκευή υπόκειται σε ορισμένες ειδικές απαιτήσεις που καθορίζονται από τον σκοπό της. Έτσι, για παράδειγμα, ένας διακόπτης υψηλής τάσης πρέπει να απενεργοποιήσει το ρεύμα βραχυκυκλώματος σε σύντομο χρονικό διάστημα (0,04-0,06 s). Ο μετασχηματιστής ρεύματος πρέπει να παρέχει ρεύματα και γωνιακά σφάλματα που δεν υπερβαίνουν μια ορισμένη τιμή.

6. Λόγω της ευρείας αυτοματοποίησης των διαδικασιών παραγωγής και της χρήσης πολύπλοκων σχημάτων αυτοματισμού, ο αριθμός των συσκευών που εμπλέκονται στην εργασία αυξάνεται. Η πιθανότητα αστοχίας ηλεκτρικών συσκευών απαιτεί τον πλεονασμό τους και τη δημιουργία ειδικού συστήματος αντιμετώπισης βλαβών. Από αυτή την άποψη, οι ηλεκτρικές συσκευές πρέπει να είναι ιδιαίτερα αξιόπιστες. Η αστοχία συσκευών υψηλής τάσης οδηγεί σε μεγάλες καταστροφές και απώλειες υλικών.

7. Το βάρος, οι συνολικές διαστάσεις, το κόστος και ο χρόνος που απαιτείται για την εγκατάσταση και τη συντήρηση των ηλεκτρικών συσκευών πρέπει να είναι ελάχιστα. Οι ηλεκτρικές συσκευές που πληρούν τις σύγχρονες απαιτήσεις για διάρκεια ζωής 25 ετών δεν θα πρέπει να απαιτούν επισκευές ή περίπλοκες αναθεωρήσεις.

8. Ο σχεδιασμός των ηλεκτρικών συσκευών πρέπει να παρέχει τη δυνατότητα αυτοματισμού κατά την κατασκευή και λειτουργία τους.

3.1 ΓΕΝΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑΣ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΣΥΣΚΕΥΩΝ ΗΜΙΑΓΩΓΩΝ

Το θυρίστορ μεταβαίνει σε αγώγιμη κατάσταση εφαρμόζοντας ένα σήμα ελέγχου με συγκεκριμένη διάρκεια και πλάτος στην είσοδό του. Μετά την αφαίρεση του παλμού ελέγχου, το θυρίστορ παραμένει αναμμένο επ' αόριστον εκτός εάν το ρεύμα στο κύκλωμα ανόδου του μειωθεί σε τιμή μικρότερη από το ρεύμα συγκράτησης I H, επομένως, όταν χρησιμοποιούνται θυρίστορ ως στοιχεία μεταγωγής, όχι μόνο για το κλείσιμο, αλλά και για το άνοιγμα κυκλωμάτων συνεχούς ρεύματος, είναι απαραίτητο να καταφύγουμε σε τεχνητά μέτρα για να εξασφαλιστεί η βραχυπρόθεσμη διακοπή του ρεύματος στο κύκλωμα ανόδου των θυρίστορ ή η μείωση του σε τιμές

Εγώ Α> Ι Χ.

Στην πράξη αυτό μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας απλά κυκλώματαφαίνεται στο σχήμα 3.1. Στο διάγραμμα (Σχήμα 3.1, ΕΝΑ) το ρεύμα φορτίου απενεργοποιείται ανοίγοντας τη μηχανική επαφή S 1, συνδεδεμένο σε σειρά με το θυρίστορ VS. Μετά από αρκετό χρόνο για να αποκατασταθεί η δυνατότητα ελέγχου του θυρίστορ, η επαφή S 1μπορεί να κλείσει ξανά. Σε αυτή την περίπτωση, το κύκλωμα παραμένει ανοιχτό, αφού το θυρίστορ είναι σε κατάσταση απενεργοποίησης. Το κύκλωμα λειτουργεί παρόμοια όταν το θυρίστορ παρακάμπτεται βραχυπρόθεσμα με κλειστή επαφή S 2, η σύνδεση του οποίου φαίνεται στο σχήμα 3.1 με διακεκομμένες γραμμές.

Και στις δύο περιπτώσεις, οι μηχανικές επαφές φέρουν το ρεύμα πλήρους φορτίου και πρέπει να ονομάζονται για αυτό. Το μειονέκτημα τέτοιων κυκλωμάτων είναι επίσης ότι τα θυρίστορ σε αυτά, όταν οι επαφές επανέρχονται στην αρχική τους κατάσταση, εκτίθενται σε άμεση τάση με υψηλές τιμές du/dt.

Εικόνα 3.1 - Σχηματικά διαγράμματα θυρίστορ

Συσκευές DC

Μια βελτιωμένη έκδοση της συσκευής μεταγωγής είναι το κύκλωμα που φαίνεται στο σχήμα 3.1, σι. Η σειρά των εργασιών του είναι η εξής. Στην αρχική κατάσταση, το θυρίστορ είναι κλειστό, η τάση στο φορτίο R Hκαι πυκνωτή Γ Καπών.

Το κύκλωμα ενεργοποιείται από ένα σήμα ελέγχου, το οποίο πρέπει να εφαρμοστεί στην είσοδο του θυρίστορ (ηλεκτρόδιο ελέγχου-κάθοδος). Σε αυτή την περίπτωση, ταυτόχρονα με το ρεύμα φορτίου IH =U/RH, το ρεύμα φόρτισης του πυκνωτή ρέει μέσω του θυρίστορ Γ Κ. Ο πυκνωτής φορτίζεται με την πολικότητα που υποδεικνύεται στο σχήμα σε χρόνο που καθορίζεται από τη σταθερά χρόνου του κυκλώματος τ=R 1 C K.

Με το επακόλουθο κλείσιμο της επαφής S, ο πυκνωτής C K, φορτισμένος σχεδόν στην τάση της πηγής ισχύος, συνδέεται παράλληλα με το θυρίστορ. Αρχίζει να εκκρίνεται. Επιπλέον, το ρεύμα εκφόρτισης ρέει μέσω του θυρίστορ προς την αντίθετη κατεύθυνση από το ρεύμα της ανόδου.

Εάν το ρεύμα υπερβαίνει iCρεύμα ανόδου Ι Χδημιουργούνται συνθήκες για την απενεργοποίηση του θυρίστορ και, κατά συνέπεια, την απενεργοποίηση του φορτίου. Αυτή η μέθοδος απενεργοποίησης του θυρίστορ, που ονομάζεται εξαναγκασμένη (τεχνητή), χωρητική, είναι προτιμότερη, καθώς σας επιτρέπει να μειώσετε το χρόνο για να αποκαταστήσετε την ικανότητα ελέγχου του θυρίστορ και την ταχύτητα εφαρμογής τάσης προς τα εμπρός, αμέσως μετά την αλλαγή του ρεύματος .

Στην Εικόνα 3.1, VΔείχνεται ένα άλλο διάγραμμα μιας συσκευής θυρίστορ, που απεικονίζει τη χρήση χωρητικής τεχνητής μεταγωγής. Σε αντίθεση με το διάγραμμα στο σχήμα 3.1, σιΟ πυκνωτής C K σε αυτό φορτίζεται αρχικά στην τάση της πηγής ισχύος. Επομένως, όταν το θυρίστορ είναι ενεργοποιημένο VSμε έναν παλμό ελέγχου, το ρεύμα φορτίου και το ρεύμα εκφόρτισης πυκνωτή C K αρχίζουν να ρέουν μέσα από αυτό (Εικόνα 3.2). Κατά το δεύτερο μισό κύκλο της ταλαντωτικής επαναφόρτισης του πυκνωτή, όταν το ρεύμα iC, κατευθυνόμενο σε αντίθεση με το ρεύμα ανόδου στο θυρίστορ (ρεύμα φορτίου), γίνεται μεγαλύτερο σε τιμή, το θυρίστορ σβήνει (Εικόνα 3.2). Από αυτό το χρονικό σημείο, η υπολειπόμενη τάση στον πυκνωτή C K ενεργεί σύμφωνα με την τάση του τροφοδοτικού, έτσι το ρεύμα φορτίου αυξάνεται απότομα και στη συνέχεια μειώνεται καθώς ο πυκνωτής επαναφορτίζεται. Η τελική εξίσωση του ρεύματος στο κύκλωμα συμβαίνει τη στιγμή του χρόνου t z, που αντιστοιχεί στο τέλος της επαναφόρτισης του πυκνωτή.

Η αντίστροφη τάση στο θυρίστορ διατηρείται για κάποιο χρονικό διάστημα t c = t 2 - t 1. Αυτός ο χρόνος ονομάζεται χρόνος κυκλώματος, καθώς καθορίζεται από τις παραμέτρους των στοιχείων του κυκλώματος - σε αυτή την περίπτωση, η χωρητικότητα του πυκνωτή μεταγωγής Γ Κκαι αυτεπαγωγή πηνίου Λ Κ.

Στα εξεταζόμενα κυκλώματα (εκτός από το σχήμα 3.1), η διακοπή ρεύματος παρέχεται ουσιαστικά από παραδοσιακές συσκευές επαφής. Επομένως, η παρουσία θυρίστορ σε αυτά δεν παρέχει κανένα πλεονέκτημα. Όσον αφορά τη λειτουργία μεταγωγής, αυτή πραγματοποιείται από θυρίστορ, και σε αυτή την περίπτωση πραγματοποιούνται οι δυνατότητές τους ως προς την ταχύτητα, την ετοιμότητα για εργασία κ.λπ.

Ο κύριος σκοπός τέτοιων συσκευών είναι η σύνδεση φορτίων με υψηλή χρονική ακρίβεια, καθώς και η αλλαγή των παραμέτρων του κυκλώματος ( R, L, C) για διάφορες πειραματικές μελέτες μεταβατικών διεργασιών, αυτόματη σύνδεση τροφοδοτικών. Συσκευή μεταγωγής (Εικόνα 3.1, V) μαζί με τη διακοπή του ρεύματος στο κύκλωμα, παράγει παλμούς ρεύματος (ισχύς). Αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη ρύθμιση της ισχύος εξόδου σύμφωνα με ένα δεδομένο πρόγραμμα, το οποίο ρυθμίζεται από το σύστημα ελέγχου θυρίστορ.

Εικόνα 3.2 - Διαγράμματα χρονισμού λειτουργία κυκλώματος,

φαίνεται στο σχήμα 3.1

Οι παράμετροι των παλμών ρεύματος (πλάτος, διάρκεια, σχήμα) μπορούν να αλλάξουν αλλάζοντας την τάση της πηγής ισχύος και τις παραμέτρους των στοιχείων του κυκλώματος μεταγωγής.

3.2 ΔΙΑΚΟΠΤΗΣ ΘΥΡΙΣΤΟΡΙΚΟΣ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΥΨΗΛΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ

Η αναγκαστική απενεργοποίηση (απενεργοποίηση) των θυρίστορ είναι η βάση για τη λειτουργία συσκευών ημιαγωγών συνεχούς ρεύματος και ένα μέσο αύξησης της ταχύτητας κατά την απενεργοποίηση συσκευών AC. Υπάρχουν διάφορες λύσεις κυκλωμάτων που παρέχουν βραχυπρόθεσμη μείωση του ρεύματος στο κύκλωμα με θυρίστορ στο μηδέν και τα απενεργοποιούν. Αλλά μόνο τα κυκλώματα εξαναγκασμένης μεταγωγής με πυκνωτή έχουν βρει πρακτική εφαρμογή σε ηλεκτρικές συσκευές, η αρχή της λειτουργίας των οποίων συζητείται στο παράδειγμα του σχήματος 3.1. σικαι γ. Επιλογές για την κατασκευή κυκλωμάτων εξαναγκασμένης μεταγωγής και μέθοδοι για τον υπολογισμό τους συζητούνται στα έργα. Εδώ σημειώνουμε ότι όσον αφορά τη δομή που καθορίζει τη σύνδεση των στοιχείων του κυκλώματος μεταγωγής και τη σύνδεσή του με τα μεταγωγέα θυρίστορ, οι μονάδες εξαναγκασμένης μεταγωγής σε συσκευές εναλλασσόμενου ρεύματος και σε συσκευές συνεχούς ρεύματος έχουν σημαντικές διαφορές. Ωστόσο, η αρχή της λειτουργίας τους, οι εργασίες και οι μέθοδοι υπολογισμού των στοιχείων περιγράμματος είναι κοινές. Επομένως, οι κύριες εργασίες σχεδιασμού τέτοιων συσκευών συζητούνται παρακάτω, χρησιμοποιώντας το παράδειγμα ενός απλού κυκλώματος διακόπτη DC (Εικόνα 3.3). Όσον αφορά τη φύση των διεργασιών που λαμβάνουν χώρα, πρακτικά δεν διαφέρει από το σχήμα που έχει ήδη συζητηθεί στο Σχήμα 3.1, σι. Ωστόσο, η αντικατάσταση της μηχανικής επαφής με ένα πρόσθετο θυρίστορ VS2 μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τα χαρακτηριστικά μεταγωγής της συσκευής και να την κάνει πιο ευαίσθητη στον έλεγχο.

Το σχήμα δείχνει ότι το βοηθητικό (διακοπτικό) θυρίστορ VS 2μπορεί να ενεργοποιηθεί είτε από την τάση ανόδου (κλείνοντας το κουμπί «Stop»), είτε από την τάση που λαμβάνεται από την αντίσταση μέτρησης - διακλάδωση R w. Στην τελευταία περίπτωση, η τάση στη διακλάδωση πρέπει να υπερβαίνει μια τιμή ίση με U=U GT +U F +U C, Οπου U GT− Τάση ελέγχου επαρκής για αξιόπιστη ενεργοποίηση του θυρίστορ VS 2; U F− πτώση τάσης στη δίοδο VD 2Και U C− τάση σταθεροποίησης (διακοπής) της διόδου zener VD 1.

Σε καταστάσεις λειτουργίας έκτακτης ανάγκης, που συνοδεύονται από πολλαπλή αύξηση του ρεύματος σε σχέση με το ονομαστικό, το κύκλωμα απενεργοποιείται αυτόματα όταν το θυρίστορ είναι ενεργοποιημένο VS 2. Ρυθμίζοντας την αντίσταση R wκαι επιλέγοντας μια δίοδο zener σύμφωνα με την παράμετρο U CΜπορείτε να προκαθορίσετε την τιμή του ρεύματος υπερφόρτωσης ή του ρεύματος βραχυκυκλώματος (SC) στο οποίο θα ενεργοποιηθεί ο διακόπτης κυκλώματος. Επιπλέον, η υψηλή ταχύτητα του διακόπτη σας επιτρέπει να διακόψετε το ρεύμα βραχυκυκλώματος πολύ πριν από τη στιγμή που θα φτάσει στη μέγιστη τιμή του.

Σε λειτουργία online, η ενεργοποίηση και απενεργοποίηση των ονομαστικών ρευμάτων πραγματοποιείται κλείνοντας τα κυκλώματα ελέγχου των θυρίστορ VS 1Και VS 2, αντίστοιχα, με τα κουμπιά ελέγχου «Έναρξη» και «Διακοπή». Ο περιορισμός ρεύματος στα κυκλώματα ελέγχου των θυρίστορ πραγματοποιείται από αντιστάσεις R Y. Η λειτουργία του κυκλώματος σε αυτόν τον τρόπο λειτουργίας με ενεργό φορτίο απεικονίζεται από τα διαγράμματα χρονισμού στο Σχήμα 3.4

Εικόνα 3.3 - Αυτόματο θυρίστορ

διακόπτης

Για να απενεργοποιήσετε αξιόπιστα το θυρίστορ VS 1είναι απαραίτητο ο χρόνος κυκλώματος t s, φαίνεται στο γράφημα αλλαγής τάσης u VS 1 =f(t), υπήρχε περισσότερος χρόνος για να απενεργοποιήσετε το θυρίστορ. Διαφορετικά, το θυρίστορ μπορεί και πάλι να μεταβεί σε αγώγιμη κατάσταση υπό την επίδραση της άμεσης τάσης, η οποία εφαρμόζεται σε αυτό κατά τη διαδικασία επαναφόρτισης του πυκνωτή (βλ. επίσης Σχήμα 3.2).

Η ελάχιστη χωρητικότητα του πυκνωτή για τη διατήρηση της αντίστροφης τάσης στο θυρίστορ VS 1για κάποιο χρονικό διάστημα t s, μπορεί να προσδιοριστεί από την ανάλυση των διαδικασιών μεταγωγής που πραγματοποιούνται αμέσως μετά την ενεργοποίηση του θυρίστορ VS 2.

Υποθέτοντας ότι η ικανότητα απενεργοποίησης του θυρίστορ VS 1στην αντίθετη κατεύθυνση αποκαθίσταται άμεσα (αντίστροφο ρεύμα εγώ Ρλείπει), η εξίσωση για την εκφόρτιση του πυκνωτή μετά την ενεργοποίηση του θυρίστορ VS 2ας το γράψουμε στη φόρμα

Οπου U− τάση τροφοδοσίας ;

Εγώ− ρεύμα μέσω σειριακής σύνδεσης R n C K , VS 2.

Εικόνα 3.4 - Ηλεκτρομαγνητικές διεργασίες κατά τη διακοπή λειτουργίας

Διακόπτης DC

Η λύση αυτής της εξίσωσης είναι γνωστή:

Τάση πυκνωτή Από προς, που είναι και η τάση στο θυρίστορ VS 1, βρίσκεται με την ολοκλήρωση της έκφρασης (3.1):

Σε μια χρονική στιγμή t = t 2 - t 1 = t γτάση θυρίστορ VS 1ισούται με μηδέν και, επομένως, από την έκφραση (3.2) παίρνουμε

Λαμβάνοντας τον λογάριθμο αυτής της έκφρασης, μπορούμε να προσδιορίσουμε τη σχέση μεταξύ της χωρητικότητας του πυκνωτή Από προςκαι χρόνο κυκλώματος

Λαμβάνοντας υπόψη ότι η σχέση μεταξύ αντίστασης R Hκαι ρεύμα στο κύκλωμα μεταγωγής Ι Κστην τάση πηγής U εκφράζεται με τον τύπο U= R H I K,η τελευταία εξίσωση μπορεί να ξαναγραφτεί ως εξής

Αξιόπιστη διακοπή λειτουργίας θυρίστορ VS 1, έχοντας χρόνο απενεργοποίησης ίσο με t q, θα είναι στο t s >> t q k q, Οπου k q= 1,5...2 – συντελεστής λαμβάνοντας υπόψη τη μεταβολή t qσε περίπτωση αναντιστοιχίας θερμοκρασίας ΠΝ-δομή, ρεύμα μεταγωγής, αντίστροφη τάση και ταχύτητα εφαρμογής μπροστινής τάσης με τιμές ταξινόμησης. Επομένως, η ελάχιστη χωρητικότητα του πυκνωτή μεταγωγής πρέπει να ικανοποιεί την προϋπόθεση

Εάν το φορτίο είναι ενεργό-επαγωγικό, τότε για να διασφαλιστεί η διαρροή της ενέργειας που αποθηκεύεται στα επαγωγικά στοιχεία τη στιγμή που διακόπτεται το ρεύμα, πρέπει να διακοπεί με μια δίοδο, όπως φαίνεται στο σχήμα 3.3 με μια διακεκομμένη γραμμή. Υπολογισμός Σ Κσε αυτή την περίπτωση βασίζεται στην υπόθεση ότι το ρεύμα φορτίου παραμένει αμετάβλητο σε όλο το διάστημα μεταγωγής. Πυκνωτής Σ Κσε αυτή την περίπτωση θα εκφορτιστεί με σταθερή ταχύτητα και η τάση σε αυτό αλλάζει σύμφωνα με την εξίσωση

Όπως και με ένα ωμικό φορτίο, ο χρόνος κυκλώματος t sκαθορίζεται από τη χρονική περίοδο μετά την οποία η αντίστροφη τάση στο θυρίστορ μειώνεται στο μηδέν. Επομένως, κατά την αντικατάσταση στην έκφραση (3.5) t sαντί tέχουμε t με t K /C K = 0. Υπό τον όρο t с ≥ t q k qΑπό αυτή την έκφραση προκύπτει άμεσα ο τύπος για τον προσδιορισμό της ελάχιστης χωρητικότητας του πυκνωτή:

Πρέπει να τονιστεί ότι οι εκφράσεις (3.4) και (3.6) λήφθηκαν χωρίς να ληφθούν υπόψη οι επαγωγές και οι ενεργές αντιστάσεις που έχουν τα στοιχεία του κυκλώματος, συμπεριλαμβανομένων των καλωδίων σύνδεσης. Αυτές οι αντιστάσεις περιορίζουν τη μέγιστη τιμή ρεύματος στο κύκλωμα μεταγωγής και τον ρυθμό αύξησής του.

Ωστόσο, εάν η συσκευή έχει σχεδιαστεί για να απενεργοποιεί ρεύματα έκτακτης ανάγκης, η αυτεπαγωγή των στοιχείων του κυκλώματος είναι ανεπαρκής για να περιορίσει di/dtσε τιμές που αντέχουν από θυρίστορ χαμηλής συχνότητας. Σε αυτή την περίπτωση, είναι απαραίτητο να συνδέσετε έναν πρόσθετο αντιδραστήρα επαγωγής σε σειρά με το θυρίστορ μεταγωγής Λ Κ(στο Σχήμα 3.3 αυτό αντιστοιχεί στον διακόπτη S που μετακινείται στη θέση 2). Παράμετροι στοιχείων κυκλώματος μεταγωγής κατά τη μετατροπή ενός θυρίστορ ισχύος VS 1αντίστροφα συνδεδεμένη δίοδος καθορίζονται από τις εκφράσεις

Οπου Uc 0− Τάση προφόρτισης πυκνωτή.

Ο μέγιστος ρυθμός αύξησης του ρεύματος στο κύκλωμα μεταγωγής, ο οποίος καθορίζει την επιλογή της ομάδας θυρίστορ VS2 σύμφωνα με (di/dt) κριτ, καθορίζεται από τον τύπο

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

Περνώντας στα διαγράμματα των μεταβατικών διεργασιών (Εικόνα 3.4), επισημαίνουμε τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα των διακοπτών με χωρητική μεταγωγή θυρίστορ.

1. Όταν το θυρίστορ μεταγωγής είναι ενεργοποιημένο, η πηγή ισχύος και ο πυκνωτής που φορτίζεται στην τάση της πηγής συνδέονται σε σειρά. Αυτό προκαλεί μια απότομη αύξηση του ρεύματος στο κύκλωμα σε μια τιμή I N =2U/R N, το οποίο έχει δυσμενή επίδραση στο φορτίο, ειδικά όταν τα ρεύματα έκτακτης ανάγκης είναι απενεργοποιημένα.

2. Χρονικό διάστημα t = t 3 – t 1, κατά την οποία ο πυκνωτής Σ Κεπαναφορτίζει, καθορίζει την ταχύτητα του διακόπτη κυκλώματος όταν είναι απενεργοποιημένος και τη συχνότητα μεταγωγής. Όταν το θυρίστορ ενεργοποιηθεί ξανά VS 1ο πυκνωτής πρέπει να επαναφορτιστεί και έτσι να διασφαλιστεί η ετοιμότητα για την επακόλουθη απενεργοποίηση της συσκευής. Για να μειωθεί ο χρόνος επαναφόρτισης του πυκνωτή C K, ο οποίος είναι σημαντικός όταν ο διακόπτης κυκλώματος λειτουργεί σε λειτουργία αυτόματης επαναφοράς, είναι απαραίτητο να μειωθεί η σταθερά του κυκλώματος φόρτισης τ = R 1 C K. Λαμβάνοντας υπόψη ότι η χωρητικότητα Σ Κλόγω χρόνου κυκλώματος t s, αυτό μπορεί να επιτευχθεί με τη μείωση της αντίστασης της αντίστασης R 1.

3. Η διαδικασία απενεργοποίησης του ρεύματος στο κύκλωμα φορτίου τελειώνει με την απενεργοποίηση του θυρίστορ VS 2. Για να γίνει αυτό, είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί ότι το ρεύμα περιορίζεται από μια αντίσταση R 1(μετά την επαναφόρτιση του πυκνωτή Σ Κ) στις αξίες I ≤ I Nθυρίστορ. Λόγω του γεγονότος ότι το ρεύμα συγκράτησης των ισχυρών θυρίστορ είναι δεκάδες ή εκατοντάδες milliamps, η αντίσταση της αντίστασης R 1θα πρέπει να είναι αρκετά μεγάλο, πράγμα που έρχεται σε αντίθεση με την απαίτηση που διατυπώνεται στην παράγραφο 2. Επομένως, για να μην μειωθεί η συχνότητα μεταγωγής του διακόπτη, φορτίζοντας τον πυκνωτή Σ Κπραγματοποιείται συνήθως με χρήση ενός πρόσθετου κυκλώματος φόρτισης με μικρή χρονική σταθερά τ από μια αυτόνομη πηγή ισχύος.

4. Μια σημαντική εργασία κατά τη δημιουργία διακοπτών με χωρητική μεταγωγή θυρίστορ είναι ο περιορισμός των υπερτάσεων που εμφανίζονται στον πυκνωτή Σ Κ. Ανάλογα με τις παραμέτρους του κυκλώματος μεταγωγής και τη λειτουργία βραχυκυκλώματος, ενδέχεται να υπερβούν την τιμή (1,5...2)U. Για να περιοριστεί το επίπεδο των υπερτάσεων σε αποδεκτές τιμές, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν διάφορα κυκλώματα απόσβεσης, ημιαγωγοί ή οξείδιο του ψευδαργύρου (βαρίστορ) μη γραμμικοί περιοριστές. Σε ορισμένες εξελίξεις, καθίσταται σκόπιμο να χρησιμοποιηθούν μονάδες μεταγωγής διπλού κυκλώματος ή δύο σταδίων, με τη βοήθεια των οποίων επιτυγχάνεται μείωση του ρυθμού αποσύνθεσης ρεύματος κατά τη διακοπή λειτουργίας του και σημαντική μείωση των υπερτάσεων.

Εάν η συσκευή (βλ. Εικόνα 3.3) έχει σχεδιαστεί να λειτουργεί μόνο με ονομαστικά ρεύματα σε σταθερές παραμέτρους φορτίου, δεν προκύπτουν προβλήματα με υπερτάσεις και βραχυπρόθεσμες αυξήσεις του ρεύματος. Σε αυτή την περίπτωση, χωρίς θεμελιώδεις αλλαγές, το κύκλωμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την υλοποίηση πολλών άλλων λειτουργιών. Για παράδειγμα, κατά την αντικατάσταση της αντίστασης φόρτισης R 1με το δεύτερο φορτίο, είναι σε θέση να εκτελεί τις λειτουργίες ενός διακόπτη υψηλής ταχύτητας, δηλαδή να συνδέει τα φορτία ένα προς ένα με την πηγή ισχύος. Εάν οι αντιστάσεις φορτίου είναι ίσες, το ίδιο κύκλωμα είναι μια συμμετρική σκανδάλη που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο ηλεκτρομαγνητών, ηλεκτρονόμων ή οποιωνδήποτε άλλων ενεργοποιητών. Ταυτόχρονα, η αρχή λειτουργίας του κυκλώματος, ανεξάρτητα από τις λειτουργίες που εκτελεί, παραμένει αμετάβλητη.

3.3 ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΙΩΣΗΣ ΤΩΝ ΥΠΕΡΤΑΣΕΩΝ ΔΙΑΚΟΠΗΣ ΣΤΙΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ

ΣΥΝΕΧΕΣ ΡΕΥΜΑ

Οι υπερτάσεις κατά τη διαδικασία απενεργοποίησης της συσκευής προκαλούνται κυρίως από την ταλαντευτική φύση της επαναφόρτισης του πυκνωτή μεταγωγής. Το επίπεδό τους εξαρτάται από τις παραμέτρους του αποσυνδεδεμένου κυκλώματος και τα δυναμικά χαρακτηριστικά που χρησιμοποιούνται στο κύκλωμα ισχύος του SPP. Δεδομένου ότι οι υπερτάσεις καθορίζουν τις απαιτήσεις για τη μόνωση του προστατευμένου εξοπλισμού και τη μόνωση των ίδιων των συσκευών και επηρεάζουν τις διαστάσεις, το κόστος και την αξιοπιστία των συστημάτων τροφοδοσίας στο σύνολό τους, είναι απαραίτητο να προσπαθήσουμε να τις μειώσουμε.

Σε συσκευές θυρίστορ με χωρητική μεταγωγή, μπορεί να επιτευχθεί περιορισμός υπέρτασης διαφορετικοί τρόποι. Το απλούστερο από αυτά είναι να συνδέσετε μια γραμμική ή μη γραμμική αντίσταση παράλληλα με τον πυκνωτή, σε ένα ορισμένο στάδιο της επαναφόρτισής του. Η ουσία αυτής της προσέγγισης είναι η απόσβεση των κραδασμών αυξάνοντας τον συντελεστή εξασθένησής τους. Η αποτελεσματικότητα αυτής της μεθόδου φαίνεται με βάση την ανάλυση των διαδικασιών μεταγωγής σε έναν διακόπτη AC. Στους διακόπτες συνεχούς ρεύματος, η χρήση γραμμικών αντιστάσεων για τους πυκνωτές διακλάδωσης C K συνδέεται με την ανάγκη εισαγωγής στο κύκλωμα μιας πρόσθετης μονάδας μεταγωγής (συνήθως ένα θυρίστορ), η οποία διακόπτει το ρεύμα στην αντίσταση.

Ένα από τα πιθανά σχέδια διακοπτών με μεταγωγή ρεύματος δύο σταδίων φαίνεται στο Σχήμα 3.5. Η ετοιμότητα για διακοπή λειτουργίας στο κύκλωμα αυτής της συσκευής εξασφαλίζεται με προκαταρκτική φόρτιση του πυκνωτή C K από το δίκτυο με την πολικότητα που υποδεικνύεται στο σχήμα 3.5. Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να ενεργοποιήσετε τα θυρίστορ VS 2Και VS 5, εφαρμόζοντας σήματα ελέγχου στα κυκλώματα εισόδου τους (ηλεκτρόδιο ελέγχου - κάθοδος). Το ρεύμα φόρτισης του πυκνωτή C K ρέει μέσω των στοιχείων του κυκλώματος L 1, L 2, R l, VS 5, S K, άλτης P, VS 2, L 3. Καθώς ο πυκνωτής φορτίζεται, το ρεύμα στο κύκλωμα θυρίστορ VS 2, VS 5μειώνεται και, όταν γίνει μικρότερο από το ρεύμα συγκράτησης, τα θυρίστορ σβήνουν μόνα τους. Κατά τη μακροχρόνια ονομαστική λειτουργία, η τάση στον πυκνωτή C K μειώνεται σταδιακά λόγω της ατέλειας της δικής του μόνωσης και λόγω διαρροής φορτίου μέσω των κυκλωμάτων με θυρίστορ συνδεδεμένα στον πυκνωτή. Για να αποφευχθεί σημαντική μείωση της τάσης, το σύστημα ελέγχου πρέπει να διασφαλίζει την περιοδική ενεργοποίηση των θυρίστορ VS 2Και VS 5. Ως αποτέλεσμα, στον πυκνωτή Σ Κθα διατηρηθεί αυτόματα μια σταθερή τάση, σχεδόν ίση με την τάση δικτύου. Αντιδραστήρες L 1, L 2, L 3στο κύκλωμα είναι απαραίτητο να περιοριστεί ο ρυθμός αύξησης του ρεύματος όταν τα θυρίστορ είναι ενεργοποιημένα και να εφαρμοστεί ο ταλαντωτικός τρόπος μεταβατικών διεργασιών.

Εάν συμβεί βραχυκύκλωμα και το ρεύμα φτάσει την καθορισμένη τιμή Εγώ(Εικόνα 3.6) το σύστημα ελέγχου ενεργοποιεί τα θυρίστορ VS 3Και VS 4. Ως αποτέλεσμα, όπως σε όλα τα κυκλώματα που συζητήθηκαν προηγουμένως, το θυρίστορ απενεργοποιείται VS 1. Μετά την αλλαγή της πολικότητας της τάσης στον πυκνωτή και την αύξηση της στην καθορισμένη τιμή U m 1το σύστημα ελέγχου εκπέμπει ένα σήμα για την ενεργοποίηση του θυρίστορ VS 5. Σε αυτή την περίπτωση, μια αντίσταση συνδέεται παράλληλα με τον πυκνωτή R 1, συμβάλλοντας στον περιορισμό της περαιτέρω αύξησης της τάσης στον πυκνωτή Σ Κ. Από αυτό το σημείο και μετά, η τάση στον πυκνωτή μειώνεται μαζί με μείωση του ρεύματος μεταγωγής.

Ο πυκνωτής εκφορτίζεται μέσω ενός θυρίστορ VS 3, και αφού το απενεργοποιήσετε - μέσω διόδου VD 1. Το δεύτερο στάδιο των διαδικασιών μεταγωγής ξεκινά αμέσως μετά την απενεργοποίηση του θυρίστορ VS 3και μειώνοντας το ρεύμα σε μια τιμή που καθορίζεται από τη συνολική αντίσταση του εξωτερικού κυκλώματος και της αντίστασης R 1.

Εικόνα 3.5 – Διακόπτης θυρίστορ με

μεταγωγή ρεύματος δύο σταδίων

Εικόνα 3.6 – Διαδικασίες μεταγωγής στο κύκλωμα (Εικόνα 3.5)

Αυτή τη στιγμή ( t 2, στο Σχήμα 3.6), το σύστημα ελέγχου ενεργοποιεί το θυρίστορ VS 2, και το ρεύμα αρχίζει να ρέει μέσα από το κύκλωμα R l, VS 5, S K, P, VS 2Και VD 2. Ως αποτέλεσμα, η τάση στον πυκνωτή αλλάζει ξανά πολικότητα. Όταν φτάσει στην τιμή U m 2σε μια χρονική στιγμή t 3το ρεύμα φορτίου διακόπτεται εντελώς.

Δεδομένου ότι η πολικότητα της τάσης στον πυκνωτή μετά την απενεργοποίηση αντιστοιχεί στην αρχική κατάσταση, ο διακόπτης είναι έτοιμος να λειτουργήσει ξανά. Επιπλέον, στην υπό εξέταση περίπτωση, η οποία αντιστοιχεί στην επαγωγική φύση του φορτίου, η τάση στον πυκνωτή υπερβαίνει σημαντικά την τάση δικτύου. Με ενεργό φορτίο, η τάση στον πυκνωτή δεν φτάνει την τιμή U m 1οπότε δεν χρειάζεται να ανάψετε τα θυρίστορ VS 5Και VS 2. Σε αυτή την περίπτωση, ακόμη και μετά την απενεργοποίηση του ρεύματος, η υπολειπόμενη τάση στον πυκνωτή U C< U . Για να εξασφαλιστεί η ετοιμότητα για λειτουργία, ο πυκνωτής πρέπει να επαναφορτιστεί.

Τα πλεονεκτήματα των διαγραμμάτων κυκλωμάτων με μεταγωγή ρεύματος δύο σταδίων περιλαμβάνουν τη βέλτιστη χρήση των πυκνωτών, την υψηλότερη απόδοση και τη συχνότητα μεταγωγής. Ωστόσο, αυτό επιτυγχάνεται περιπλέκοντας σημαντικά τη μονάδα μεταγωγής και το σύστημα ελέγχου, το οποίο πρέπει να ανταποκρίνεται σε πολλές παραμέτρους της μεταβατικής διαδικασίας και να παρέχει μια ορισμένη σειρά ενεργοποίησης των θυρίστορ.

Μια άλλη δυνατότητα δημιουργίας συσκευών συνεχούς ρεύματος με χαμηλές υπερτάσεις μεταγωγής και απλή δομή σχετίζεται με την ανάπτυξη και την ανάπτυξη θυρίστορ απενεργοποίησης. Το κύριο χαρακτηριστικό αυτών των συσκευών σε σύγκριση με τα συμβατικά θυρίστορ είναι η ικανότητά τους να απενεργοποιούνται από έναν παλμό ρεύματος στο κύκλωμα ελέγχου. Η θεμελιώδης δυνατότητα ανάπτυξης τέτοιων συσκευών τεκμηριώθηκε στη δεκαετία του '50 και ήδη στη δεκαετία του '60 η βιομηχανία κατέκτησε συσκευές ικανές να αλλάζουν ρεύματα έως 5Α σε τάση 100...200V. Ταχεία πρόοδος στην ανάπτυξη θυρίστορ απενεργοποίησης υψηλή ισχύςέχει παρατηρηθεί από τις αρχές της δεκαετίας του '80. Επί του παρόντος, ορισμένες ξένες εταιρείες και στη Ρωσία παράγουν συσκευές αυτού του τύπου για ρεύματα εκατοντάδων αμπέρ και τάσεις άνω των 1000 V. Λογοτεχνικές πηγές αναφέρουν την ανάπτυξη θυρίστορ απενεργοποίησης με μέγιστες παραμέτρους ρεύματος και τάσης συγκρίσιμες με τις παραμέτρους των συμβατικών θυρίστορ .

Σχηματικό διάγραμμαΜια συσκευή DC που βασίζεται σε ένα θυρίστορ απενεργοποίησης φαίνεται στο Σχήμα 3.7. Η διακοπή λειτουργίας του απεικονίζεται με παλμογράμματα μεταβολών στο ρεύμα της ανόδου Εγώ Α, τάση στο θυρίστορ U Aκαι έλεγχος παλμικού ρεύματος αρνητικής πολικότητας iG(Εικόνα 3.8).

Ένα σημαντικό πλεονέκτημα του κυκλώματος στο σχήμα 3.7 σε σχέση με αυτά που συζητήθηκαν προηγουμένως είναι ότι περιέχει μόνο μία συσκευή υψηλού ρεύματος - ένα θυρίστορ απενεργοποίησης VS 1. Ελέγχεται από πολυπολικούς παλμούς τάσης. Όταν είναι ενεργοποιημένος, ένας παλμός θετικής πολικότητας (σε σχέση με την κάθοδο) παρέχεται από μια εξωτερική γεννήτρια παλμών στους ακροδέκτες 1. Μέσω μιας αντίστασης περιορισμού ρεύματος R 2αυτός ο παλμός φτάνει στο ηλεκτρόδιο ελέγχου του θυρίστορ VS 1. Η διαδικασία ενεργοποίησης ενός θυρίστορ που κλειδώνει προχωρά με τον ίδιο τρόπο όπως με ένα συμβατικό θυρίστορ (μη κλειδωμένο).

Για να απενεργοποιήσετε το θυρίστορ, πρέπει να εφαρμοστεί ένας παλμός τάσης αρνητικής πολικότητας στο ηλεκτρόδιο ελέγχου του. Στο διάγραμμα που φαίνεται στο σχήμα 3.7, σχηματίζεται από ένα ηλεκτρικό κύκλωμα που βασίζεται σε ένα θυρίστορ χαμηλής ισχύος VS 2. Όταν ένας παλμός τάσης από μια εξωτερική γεννήτρια παλμών φτάνει στο ηλεκτρόδιο ελέγχου του θυρίστορ, ανάβει. Σε αυτήν την περίπτωση, ο πυκνωτής προφορτίζεται από την πηγή ισχύος E G Γ 2(η πολικότητα φόρτισης φαίνεται στο σχήμα) αποφορτίζεται στο κύκλωμα εισόδου του θυρίστορ απενεργοποίησης VS 1προς την κατεύθυνση από την κάθοδο προς το ηλεκτρόδιο ελέγχου.

Παράλληλη σύνδεση με θυρίστορ VS 1κύκλωμα που αποτελείται από μια δίοδο VD 1, αντίσταση R 1και πυκνωτή Γ 1, εκτελεί προστατευτικές λειτουργίες. Σε κυκλώματα με ενεργά φορτία, έχει σχεδιαστεί για να περιορίζει τον ρυθμό ανόδου της τάσης ανάκτησης. Όπως φαίνεται από τον παλμογράφο i A = f(t)(Εικόνα 3.8), ένα ρεύμα περίπου ίσο με 200Α διακόπτεται από ένα θυρίστορ σε λιγότερο από ένα μικροδευτερόλεπτο. Χωρίς ειδικά μέτρα, αυτό θα προκαλούσε σχεδόν άμεση ανάκαμψη τάση δικτύουσε ένα θυρίστορ.

Τα θυρίστορ απενεργοποίησης, όπως και άλλα SPP, είναι ευαίσθητα στο αποτέλεσμα (du/dt) cr it, επομένως είναι απαραίτητο να περιοριστεί ο ρυθμός αύξησης της τάσης σε τιμές που επιτρέπονται για τη συσκευή που χρησιμοποιείται. Στο κύκλωμα στο σχήμα 3.7, η αύξηση της τάσης στο θυρίστορ όταν είναι απενεργοποιημένο καθορίζεται από τον ρυθμό φόρτισης του πυκνωτή Γ 1, δηλαδή, παρέχεται μια χρονική μετατόπιση μεταξύ της μείωσης του ρεύματος στο κύκλωμα και της αύξησης της τάσης στη συσκευή.

Εικόνα 3.7 - Σχηματικό διάγραμμα μιας συσκευής συνεχούς ρεύματος που βασίζεται σε ένα θυρίστορ απενεργοποίησης

Εικόνα 3.8 − Διαγράμματα μεταβολών ρεύματος και τάσης

όταν το θυρίστορ απενεργοποίησης είναι απενεργοποιημένο

Αντίσταση R 1Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας φόρτισης, ο πυκνωτής παρακάμπτεται (βραχυκυκλώνεται) από μια δίοδο, η οποία σε αυτή την περίπτωση είναι πολωμένη προς την εμπρός κατεύθυνση. Επομένως, η σταθερά χρόνου φόρτισης του πυκνωτή καθορίζεται μόνο από την αντίσταση των καλωδίων σύνδεσης, την εγγενή αντίσταση και επαγωγή του πυκνωτή και τη διαφορική αντίσταση της διόδου. Στον παλμογράφο (Σχήμα 3.8), η αλλαγή στη διαφορική αντίσταση της διόδου και η επαγωγή των στοιχείων του προστατευτικού κυκλώματος εκδηλώνονται με μια βραχυπρόθεσμη αύξηση της τάσης ανάκτησης τη στιγμή που αντιστοιχεί στην αρχή της πτώσης του το ρεύμα ανόδου.

Όταν το θυρίστορ απενεργοποίησης είναι ενεργοποιημένο, ο πυκνωτής Γ 1, το οποίο φορτίζεται στην τάση του τροφοδοτικού, εκφορτίζεται μέσω μιας αντίστασης R 1, αφού η δίοδος VD 1σε αυτή την περίπτωση αποδεικνύεται ότι μετατοπίζεται προς την αντίθετη κατεύθυνση. Αυτό διασφαλίζει ότι το θυρίστορ προστατεύεται από την υπέρβαση του επιτρεπόμενου ρυθμού αύξησης ρεύματος όταν είναι ενεργοποιημένο. Σημειώστε ότι η χωρητικότητα του πυκνωτή προστατευτικού κυκλώματος, που εξασφαλίζει την κανονική λειτουργία ενός θυρίστορ απενεργοποίησης σε ένα κύκλωμα με ενεργό φορτίο, ανέρχεται σε μονάδες microfarads. Συγκεκριμένα, τα παλμογράμματα που φαίνονται στο σχήμα 3.8 ελήφθησαν με τις ακόλουθες παραμέτρους κυκλώματος:

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

Μια απότομη διακοπή του ρεύματος από ένα θυρίστορ απενεργοποίησης όταν το επαγωγικό φορτίο είναι απενεργοποιημένο συνοδεύεται όχι μόνο από υψηλή ταχύτητα ανάκτησης τάσης, αλλά και από πολλαπλές υπερτάσεις. Για τον περιορισμό των υπερτάσεων, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα προστατευτικό κύκλωμα με την ίδια δομή (βλ. Εικόνα 3.7). Ωστόσο, η χωρητικότητα του πυκνωτή Γ 1σε αυτή την περίπτωση μπορεί να είναι δεκάδες, ακόμη και εκατοντάδες microfarads.

Εάν η ενεργός αντίσταση του φορτίου είναι μικρή και η διασπορά ενέργειας σε αυτό κατά τη φόρτιση του πυκνωτή μπορεί να παραμεληθεί, τότε η χωρητικότητα του πυκνωτή μπορεί να προσδιοριστεί κατά προσέγγιση από την ισότητα των ενεργειών

Οπου Λ Χ− αυτεπαγωγή φορτίου, H;

Εγώ− ρεύμα μεταγωγής, A;

Umax− μέγιστη επιτρεπόμενη τάση, V.

Για σύγκριση με τον τρόπο απενεργοποίησης του ενεργού φορτίου, υπολογίζουμε την χωρητικότητα του πυκνωτή Γ 1απαραίτητο για τον περιορισμό της τάσης ανάκτησης στο επίπεδο Umax = 1,5 Uόταν αποσυνδέετε ένα κύκλωμα με αυτεπαγωγή L H =10 -3 H:

Χρησιμοποιώντας την έκφραση (3.6), προσδιορίζουμε την χωρητικότητα του πυκνωτή που θα χρειαζόταν για την αποσύνδεση του ίδιου κυκλώματος με διακόπτη με χωρητική τεχνητή μεταγωγή (βλ. Εικόνα 3.3), κατασκευασμένο με βάση το θυρίστορ T123-200 ( t q= 250∙10 -6 s):

Συγκρίνοντας τις λαμβανόμενες τιμές Γ 1Και Σ Κ, μπορούμε να βγάλουμε συμπέρασμα για τη συγκρισιμότητα τους. Αλλά πρέπει να έχουμε κατά νου ότι η έκφραση (3.6) καθορίζει μόνο την προϋπόθεση της επαρκούς χωρητικότητας του πυκνωτή για την αξιόπιστη απενεργοποίηση του θυρίστορ. Δεν λαμβάνει υπόψη τις προκύπτουσες υπερτάσεις. Εάν η επιλογή της χωρητικότητας Σ Κπου παράγεται λαμβάνοντας υπόψη τον περιορισμό των υπερτάσεων, η αριθμητική του τιμή θα είναι πολύ μεγαλύτερη. Από την άλλη, κατά τον υπολογισμό της χωρητικότητας Σ ΚΟι απώλειες ενέργειας στα στοιχεία του κυκλώματος κατά τη φόρτιση του πυκνωτή και ο πραγματικός ρυθμός μεταβολής του ρεύματος όταν το θυρίστορ είναι απενεργοποιημένο δεν ελήφθησαν υπόψη ( -di/dt< ∞ ). Αυτοί οι παράγοντες συμβάλλουν στη μείωση του πλάτους της τάσης ανάκτησης.

3.4 ΚΥΡΙΕΣ ΕΠΙΛΟΓΕΣ ΧΡΗΣΗΣ ΣΥΣΚΕΥΩΝ ΗΜΙΑΓΩΓΩΝ AC

Σε σύγκριση με τις συσκευές μεταγωγής DC, οι συσκευές ημιαγωγών AC έχουν πιο περίπλοκη δομή. Το σχηματικό τους διάγραμμα και ο σχεδιασμός τους καθορίζονται από τον σκοπό, τις απαιτήσεις και τις συνθήκες λειτουργίας τους. Με την ευρεία εφαρμογή που βρίσκουν οι ανέπαφες συσκευές, υπάρχει μεγάλη ποικιλία επιλογών για την υλοποίησή τους. Ωστόσο, όλα αυτά μπορούν να αναπαρασταθούν με ένα γενικό μπλοκ διάγραμμα που δείχνει τον απαιτούμενο αριθμό λειτουργικών μπλοκ και την αλληλεπίδρασή τους. Το σχήμα 3.9 δείχνει ένα μπλοκ διάγραμμα μιας μονοπολικής συσκευής ημιαγωγού AC. Περιλαμβάνει τέσσερις λειτουργικά ολοκληρωμένες μονάδες.

Power block 1 με στοιχεία προστασίας από υπερτάσεις ( RС-κύκλωμα στο σχήμα 3.9) είναι η βάση της συσκευής μεταγωγής, του εκτελεστικού της φορέα. Μπορεί να κατασκευαστεί με βάση μόνο ελεγχόμενες βαλβίδες - θυρίστορ ή χρησιμοποιώντας διόδους. Όταν σχεδιάζετε μια συσκευή για ρεύμα που υπερβαίνει το όριο ρεύματος μιας συσκευής, απαιτείται παράλληλη σύνδεση. Σε αυτή την περίπτωση, πρέπει να ληφθούν ειδικά μέτρα για την εξάλειψη της ανομοιόμορφης κατανομής ρεύματος μεταξύ τους μεμονωμένες συσκευές, το οποίο δεν οφείλεται στην ταυτότητα των χαρακτηριστικών ρεύματος-τάσης τους στην αγώγιμη κατάσταση και στην εξάπλωση του on-time.

Η μονάδα ελέγχου 2 περιέχει συσκευές που επιλέγουν και αποθηκεύουν εντολές που προέρχονται από στοιχεία ελέγχου ή προστασίας, δημιουργούν παλμούς ελέγχου με καθορισμένες παραμέτρους και συγχρονίζουν την άφιξη αυτών των παλμών στις εισόδους θυρίστορ με τις στιγμές που το ρεύμα στο φορτίο υπερβαίνει το μηδέν. Το κύκλωμα της μονάδας ελέγχου γίνεται σημαντικά πιο περίπλοκο εάν η συσκευή, εκτός από τη λειτουργία των κυκλωμάτων μεταγωγής, πρέπει να ρυθμίζει την τάση και το ρεύμα. Σε αυτή την περίπτωση, συμπληρώνεται με μια συσκευή ελέγχου φάσης, η οποία εξασφαλίζει μια μετατόπιση των παλμών ελέγχου κατά μια δεδομένη γωνία σε σχέση με το ρεύμα μηδέν.

Το μπλοκ αισθητήρα τρόπου λειτουργίας της συσκευής 3 περιέχει συσκευές μέτρησης ρεύματος και τάσης, ρελέ προστασίας για διάφορους σκοπούς, ένα κύκλωμα για τη δημιουργία λογικών εντολών και τη σηματοδότηση της θέσης μεταγωγής της συσκευής.

Η μονάδα εξαναγκασμένης μεταγωγής 4 συνδυάζει μια συστοιχία πυκνωτών, το κύκλωμα φόρτισης και τα θυρίστορ μεταγωγής. Σε συσκευές εναλλασσόμενου ρεύματος αυτό το μπλοκ περιέχεται μόνο εάν χρησιμοποιούνται ως προστασία ( διακόπτες κυκλώματος). Το τμήμα ισχύος της συσκευής μπορεί να κατασκευαστεί σύμφωνα με ένα κύκλωμα με σύνδεση θυρίστορ back-to-back (βλ. Εικόνα 3.9), με βάση ένα συμμετρικό θυρίστορ (triac) (Εικόνα 3.10, ΕΝΑ) και σε διάφορους συνδυασμούς θυρίστορ και διόδων (Εικόνα 3.10, 6 Και V). Σε κάθε συγκεκριμένη περίπτωση, κατά την επιλογή μιας επιλογής κυκλώματος, πρέπει να λαμβάνονται υπόψη οι ακόλουθοι παράγοντες: οι παράμετροι τάσης και ρεύματος της συσκευής που αναπτύσσεται, ο αριθμός των συσκευών που χρησιμοποιούνται, η χωρητικότητα φορτίου σε μακροπρόθεσμη λειτουργία και η αντίσταση στις τρέχουσες υπερφορτώσεις, ο βαθμός πολυπλοκότητας του ελέγχου θυρίστορ, απαιτήσεις για βάρος και διαστάσεις, κόστος.

Εικόνα 3.9 − Δομικό σχήμασυσκευή θυρίστορ

εναλλασσόμενο ρεύμα

Εικόνα 3.10 − Μπλοκ ισχύος συσκευών εναλλασσόμενου ρεύματος

Μια σύγκριση των μπλοκ ισχύος που φαίνονται στα Σχήματα 3.9 και 3.10 δείχνει ότι το κύκλωμα με θυρίστορ back-to-back έχει τα μεγαλύτερα πλεονεκτήματα. Αυτό το σχήμα περιέχει λιγότερες συσκευές και χαρακτηρίζεται από μικρότερες διαστάσεις, βάρος, απώλειες ενέργειας και κόστος. Σε σύγκριση με τα triac, τα θυρίστορ με αγωγιμότητα μονής κατεύθυνσης (μονόδρομη) έχουν υψηλότερες παραμέτρους ρεύματος και τάσης και είναι ικανά να αντέχουν σημαντικά υψηλότερες υπερφορτώσεις ρεύματος. Τα θυρίστορ σχεδίασης tablet έχουν υψηλότερο θερμικό κύκλο. Επομένως, μπορεί να προταθεί ένα κύκλωμα που χρησιμοποιεί triac για ρεύματα μεταγωγής που, κατά κανόνα, δεν υπερβαίνουν την τιμή ταξινόμησης του ρεύματος μιας μεμονωμένης συσκευής, δηλαδή όταν δεν απαιτείται η ομαδική τους σύνδεση. Σημειώστε ότι η χρήση των triac βοηθά στην απλοποίηση του συστήματος ελέγχου της μονάδας ισχύος, το οποίο πρέπει να περιέχει ένα κανάλι εξόδου στον πόλο της συσκευής.

Τα κυκλώματα που φαίνονται στο Σχήμα 3.10 σι, V, απεικονίζει τη δυνατότητα σχεδιασμού συσκευών μεταγωγής AC με χρήση διόδων. Και τα δύο αυτά σχήματα είναι εύκολο να ελεγχθούν, αλλά έχουν μειονεκτήματα λόγω της χρήσης μεγάλου αριθμού συσκευών. Στο διάγραμμα στην Εικόνα 3.10, σι AC τάσηΗ πηγή ισχύος μετατρέπεται σε παλμική τάση πλήρους κύματος της ίδιας πολικότητας χρησιμοποιώντας μια γέφυρα διόδου ανόρθωσης. Ως αποτέλεσμα, μόνο ένα θυρίστορ, συνδεδεμένο στην έξοδο της γέφυρας ανορθωτή (στη διαγώνιο της γέφυρας), καθίσταται ικανό να ελέγχει το ρεύμα στο φορτίο και στους δύο μισούς κύκλους, εάν στην αρχή κάθε ελέγχου μισού κύκλου παλμοί λαμβάνονται στην είσοδό του. Το κύκλωμα απενεργοποιείται όταν το ρεύμα φορτίου περάσει από το μηδέν την επόμενη φορά μετά τη διακοπή της παραγωγής παλμών ελέγχου.

Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη, ωστόσο, ότι η αξιόπιστη απενεργοποίηση του κυκλώματος εξασφαλίζεται μόνο με μια ελάχιστη επαγωγή κυκλώματος στην πλευρά του διορθωμένου ρεύματος. Διαφορετικά, ακόμα κι αν η τάση στο τέλος του μισού κύκλου πέσει στο μηδέν, το ρεύμα θα συνεχίσει να ρέει μέσω του θυρίστορ, εμποδίζοντάς το να σβήσει. Ο κίνδυνος έκτακτης λειτουργίας του κυκλώματος (όχι απενεργοποίηση) εμφανίζεται επίσης όταν αυξάνεται η συχνότητα της τάσης τροφοδοσίας. Σε αυτή την περίπτωση, μπορεί να αποδειχθεί ότι ο χρόνος κυκλώματος t Cδεν αρκεί για να αποκατασταθεί η δυνατότητα ελέγχου από το θυρίστορ, δηλ. t C< .

Στο κύκλωμα στο Σχήμα 3.10, το φορτίο ελέγχεται από δύο θυρίστορ πίσω με πλάτη, καθένα από τα οποία διακλαδίζεται προς την αντίθετη κατεύθυνση από μια μη ελεγχόμενη βαλβίδα. Εφόσον με αυτή τη σύνδεση οι κάθοδοι των θυρίστορ είναι στο ίδιο δυναμικό, αυτό επιτρέπει τη χρήση γεννητριών παλμών ελέγχου με μία έξοδο ή δύο εξόδους με κοινή γείωση. Τα διαγράμματα κυκλώματος τέτοιων γεννητριών είναι πολύ απλοποιημένα. Επιπλέον, τα θυρίστορ στο κύκλωμα στο σχήμα 3.10c προστατεύονται από αντίστροφη τάση και, επομένως, πρέπει να επιλέγονται μόνο για τάση προς τα εμπρός.

Όσον αφορά τις διαστάσεις, τα τεχνικά χαρακτηριστικά και τους οικονομικούς δείκτες της συσκευής, κατασκευασμένα σύμφωνα με τα διαγράμματα που φαίνονται στο Σχήμα 3.10, β, V, κατώτερη από τις συσκευές μεταγωγής, τα κυκλώματα των οποίων φαίνονται στο σχήμα 3.9 V, 3.10, ΕΝΑ. Ωστόσο, χρησιμοποιούνται ευρέως σε συσκευές αυτοματισμού και προστασίας ρελέ, όπου η ισχύς μεταγωγής μετράται σε εκατοντάδες watt. Συγκεκριμένα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως συσκευές εξόδου διαμορφωτών παλμών για τον έλεγχο μπλοκ θυρίστορ ισχυρότερων συσκευών.

Μέσω κάθε θυρίστορ στα κυκλώματα που φαίνονται στα σχήματα 3.9 και 3.10, V, ρέει το μισό ρεύμα φορτίου. Η σχέση μεταξύ του μέσου ρεύματος μέσω του θυρίστορ (ρεύμα ταξινόμησης του SPP, που υποδεικνύεται στο τεχνικούς όρους) και το ενεργό ρεύμα στο κύκλωμα φορτίου είναι ίσο με

Αντίστοιχα, το μέσο ρεύμα που διαρρέει το θυρίστορ, εάν εκφράζεται μέσω του ρεύματος στο φορτίο, θα γραφεί ως εξής

Ομοίως, το μέσο ρεύμα που διαρρέει το θυρίστορ στο κύκλωμα στο σχήμα 3.10 είναι σι, καθορίζεται από την ισότητα

Τα συμμετρικά θυρίστορ, τα οποία μεταφέρουν ρεύμα και προς τις δύο κατευθύνσεις, ταξινομούνται σύμφωνα με το ενεργό ρεύμα. Επομένως, για το κύκλωμα στο Σχήμα 3.10, ΕΝΑ

ΕΠΑΦΟΣ ΘΥΡΙΣΤΟΡΟΥ 3,5 AC ΜΕ ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΗ ΑΝΩΔΙΚΗ ΤΑΣΗ

Η ιδιαιτερότητα των συσκευών μεταγωγής ημιαγωγών είναι ότι μπορούν να εκτελούν διάφορες λειτουργίες χωρίς θεμελιώδεις αλλαγές στο τμήμα ισχύος. Έτσι, μια μονάδα θυρίστορ κατασκευασμένη σύμφωνα με το κύκλωμα στο Σχήμα 3.9 μπορεί εξίσου να λειτουργήσει με επιτυχία τόσο ως επαφέας όσο και ως διακόπτης. Μόνο με την αντικατάσταση θυρίστορ (αλλαγή του τύπου, της κατηγορίας τάσης ή της ομάδας της συσκευής σύμφωνα με δυναμικές παραμέτρους) μπορεί να επεκταθεί το πεδίο εφαρμογής των συσκευών όσον αφορά το ρεύμα ή την τάση. Μπορείτε να επηρεάσετε σημαντικά τη λειτουργία του κυκλώματος χρησιμοποιώντας το σύστημα ελέγχου, το οποίο θα παρουσιαστεί χρησιμοποιώντας το παράδειγμα της λειτουργίας ενός επαφέα θυρίστορ

Το μπλοκ ισχύος του επαφέα κατασκευάζεται σύμφωνα με ένα κύκλωμα με αντιπαράλληλη σύνδεση θυρίστορ VS 1Και VS 2. Ελέγχεται χρησιμοποιώντας ένα κύκλωμα που αποτελείται από αντιστάσεις R1, R2, R 3και μηχανική επαφή S. Αυτό το κύκλωμα συνδέεται παράλληλα με τα θυρίστορ, επομένως, όταν ο διακόπτης S είναι κλειστός, η τάση στα στοιχεία του, και συγκεκριμένα στις αντιστάσεις R 1Και R 3, αλλάζει συγχρονισμένα με την τάση της ανόδου στα θυρίστορ. Και δεδομένου ότι αυτές οι αντιστάσεις συνδέονται παράλληλα με τα κυκλώματα ελέγχου των θυρίστορ, η τάση της ίδιας πολικότητας αυξάνεται ταυτόχρονα τόσο στην άνοδο του θυρίστορ όσο και στο ηλεκτρόδιο ελέγχου του.

Εάν αυτή η τάση είναι θετική, για παράδειγμα σε σχέση με ένα θυρίστορ VS 1και αφαιρέθηκε από την αντίσταση R 1Η τάση υπερβαίνει την τιμή της τάσης ξεκλειδώματος, θυρίστορ VS 1ανάβει. Όταν η πολικότητα της τάσης αλλάζει, το θυρίστορ ανάβει με τον ίδιο τρόπο VS 2, δίοδοι VD 1Και VD 2στο κύκλωμα είναι απαραίτητα για την προστασία των κυκλωμάτων ελέγχου των θυρίστορ από αντίστροφη τάση όταν η τάση στις άνοδος τους είναι αρνητική.

Ρυθμιζόμενη αντίσταση R 2στο κύκλωμα ελέγχου επιλέγεται από την συνθήκη περιορισμού του πλάτους του παλμού του ρεύματος ελέγχου σε μια τιμή που επιτρέπεται για τα χρησιμοποιούμενα θυρίστορ I Gmax.

Εικόνα 3.11 − Επαφές AC

Λαμβάνοντας υπόψη ότι η επαφή S μπορεί να κλείσει στο διάστημα μισού κύκλου ανά πάσα στιγμή, συμπεριλαμβανομένης της στιγμής που η τάση του δικτύου φτάσει την τιμή πλάτους της U m, η αντίσταση της αντίστασης προσδιορίζεται από την έκφραση

Οπου R G− δική αντίσταση του κυκλώματος ελέγχου θυρίστορ.

Αλλαγή της αντίστασης της αντίστασης R 2είναι δυνατός ο έλεγχος του ρεύματος στα κυκλώματα εισόδου των θυρίστορ και, επομένως, η στιγμή που ενεργοποιούνται σε σχέση με την έναρξη του μισού κύκλου τάσης. Ως αποτέλεσμα, ο επαφέας καθίσταται ικανός να εκτελέσει μια ακόμη λειτουργία - τη ρύθμιση του ρεύματος στο φορτίο. Περιορίστε τη γωνία καθυστέρησης ενεργοποίησης του θυρίστορ α μέγ, το οποίο μπορεί να παρέχεται από ένα κύκλωμα ελέγχου αντίστασης, είναι 90º.

Η διαδικασία ρύθμισης του ρεύματος (τάση, ισχύς) σε ένα κύκλωμα με αλλαγή της γωνίας καθυστέρησης ενεργοποίησης του θυρίστορ ονομάζεται έλεγχος φάσης. Οι εξαρτήσεις της αλλαγής της τάσης από το ενεργό φορτίο και το ρεύμα σε αυτό από τη γωνία για το υπό εξέταση κύκλωμα καθορίζονται από τις εκφράσεις.

όπου 0< ≤90 °.

Η ελάχιστη γωνία καθυστέρησης για την ενεργοποίηση θυρίστορ με ενεργό φορτίο είναι ≈2 °. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι όλα τα θυρίστορ έχουν ένα όριο ευαισθησίας για το κύκλωμα ελέγχου και, επιπλέον, η τάση ανόδου, που ποικίλλει σύμφωνα με έναν ημιτονοειδές νόμο, πρέπει επίσης να υπερβαίνει την τιμή κατωφλίου U(TO) τουλάχιστον δύο φορές. Αυτοί οι παράγοντες οδηγούν στην εμφάνιση νεκρών παύσεων στην καμπύλη ρεύματος φορτίου t p.

Λόγω της διακύμανσης στα χαρακτηριστικά ελέγχου των θυρίστορ, αυτές οι παύσεις μπορεί να μην είναι ίδιες σε διάρκεια, γεγονός που οδηγεί στην εμφάνιση μιας σταθερής συνιστώσας στο ρεύμα φορτίου. Εάν είναι απαραίτητο, οι γωνίες καθυστέρησης ενεργοποίησης των θυρίστορ ισοπεδώνονται ρυθμίζοντας τα ρεύματα ελέγχου αλλάζοντας την αντίσταση των αντιστάσεων κατασκευής R 1Και R 3(Βλ. Εικόνα 3.11).

Εάν υπάρχει ανάγκη επέκτασης του εύρους ελέγχου ρεύματος στο φορτίο, τότε τα κυκλώματα ελέγχου εκτελούνται χρησιμοποιώντας RС-αλυσίδες (Εικόνα 3.12 ΕΝΑ).

Όταν η τάση ανόδου στο θυρίστορ γίνει θετική, ο πυκνωτής ΜΕεπαναφορτίζεται μέσω μεταβλητής αντίστασης Rκαι φορτίο από τάση ίση με - U m, στην ένταση U GT, στο οποίο ανάβει το θυρίστορ VS 1(Εικόνα 3.12 σι). Με την αλλαγή της σταθεράς του κυκλώματος φόρτισης του πυκνωτή τ = (R+RH)CΜέσω μιας ρυθμιζόμενης αντίστασης R, είναι δυνατή η παροχή καθυστέρησης στην ενεργοποίηση του θυρίστορ σε σχέση με τη μέγιστη τάση ανόδου, δηλ. σε γωνία > 90 ◦.

Οι εκφράσεις που καθορίζουν τη μεταβολή της μέσης και της πραγματικής τάσης στο φορτίο, ανάλογα με τη γωνία της καθυστέρησης ενεργοποίησης του θυρίστορ, έχουν αντίστοιχα τη μορφή

α −σύστημα ρύθμισης· β – χαρακτηριστικό του χρόνου

κανονισμός λειτουργίας

Εικόνα 3.12 − Αρχή λειτουργίας του κυκλώματος ελέγχου ενεργοποιημένο RС-αλυσίδες

Η μέθοδος ελέγχου θυρίστορ που χρησιμοποιείται στα εξεταζόμενα κυκλώματα είναι μία από τις απλούστερες και πιο αξιόπιστες, καθώς εφαρμόζεται από έναν ελάχιστο αριθμό στοιχείων στα κυκλώματα ελέγχου. Ταυτόχρονα, η απευθείας σύνδεση μεταξύ του ηλεκτροδίου ελέγχου και της ανόδου του θυρίστορ καθιστά δυνατή τη διασφάλιση της εκπλήρωσης άλλων απαιτήσεων που ισχύουν για τα συστήματα ελέγχου: αυστηρός συγχρονισμός της λήψης σημάτων ελέγχου με τη στιγμή της πιθανής ενεργοποίησης του τα θυρίστορ εκτελούνται αυτόματα. Οι απώλειες ισχύος για έλεγχο είναι ασήμαντες, καθώς η διάρκεια της έκθεσης στο ρεύμα ελέγχου ρυθμίζεται από το ίδιο το θυρίστορ.

Μόλις μεταβεί στην αγώγιμη κατάσταση, το κύκλωμα ελέγχου διακόπτεται με μια μικρή αντίσταση (η αντίσταση του θυρίστορ στην αγώγιμη κατάσταση) και το ρεύμα σε αυτό μειώνεται σχεδόν στο μηδέν.

Λόγω των σημειωμένων παραγόντων, τα κυκλώματα ελέγχου θυρίστορ που τροφοδοτούνται από τάση ανόδου χρησιμοποιούνται ευρέως σε συσκευές χαμηλής τάσης. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιώντας αυτήν την αρχή ελέγχου, η εγχώρια βιομηχανία παράγει σταθμούς ελέγχου θυρίστορ τύπου BSE, ροοστάτες για λαμπτήρες πυρακτώσεως, εκκινητές θυρίστορ τύπου PT σε σχεδιασμό τριών πόλων με ονομαστικό ρεύμα έως 63 A.

3.6 ΣΥΝΔΥΑΣΜΕΝΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΕΠΑΦΗΣ-ΗΜΙΑΓΩΓΩΝ

Οι συνδυασμένες ηλεκτρικές συσκευές (ονομάζονται επίσης υβριδικές) είναι συσκευές που περιέχουν ταυτόχρονα ένα σύστημα επαφής παραδοσιακών ηλεκτρομηχανικών συσκευών και ένα κύκλωμα ισχύος που βασίζεται σε ένα SPP, συνδεδεμένο παράλληλα με μια ανοιχτή επαφή. Ως αποτέλεσμα αυτού του ουσιαστικά μηχανικού συνδυασμού συσκευών μεταγωγής επαφής και μη επαφής σε ένα σχέδιο, επιτυγχάνεται ένας επιτυχημένος συνδυασμός των πλεονεκτημάτων και των δύο τύπων συσκευών και ταυτόχρονα εξαλείφονται πολλά από τα μειονεκτήματά τους.

Ας εξετάσουμε την αρχή λειτουργίας των συνδυασμένων συσκευών που χρησιμοποιούν απλές συσκευές (Εικόνα 3.13), οι οποίες χρησιμοποιούν διόδους και θυρίστορ. Σε όλα τα παραπάνω power block, τα SPP συνδέονται παράλληλα με μία από τις ανοιχτές επαφές. Ας θυμηθούμε ότι στις ηλεκτρομηχανικές συσκευές η πτώση τάσης στις κλειστές επαφές σε ονομαστικά ρεύματα δεν υπερβαίνει τα δέκατα του βολτ. Σε τέτοιες τάσεις, τα SPP που συνδέονται παράλληλα με τις επαφές δεν περνούν σε κατάσταση υψηλής αγωγιμότητας και το ρεύμα φορτίου πρακτικά δεν ρέει μέσω αυτών.

Εικόνα 3.13 − Μπλοκ ισχύος συνδυασμένων συσκευών

Κατά τη διαδικασία απενεργοποίησης της συσκευής, ο λόγος των αντιστάσεων των κυκλωμάτων επαφής και ημιαγωγών αλλάζει, γεγονός που οδηγεί σε ανακατανομή του ρεύματος μεταξύ τους.

Ας εξετάσουμε την ουσία αυτού του φαινομένου χρησιμοποιώντας το παράδειγμα απενεργοποίησης της συσκευής, που εκτελείται σύμφωνα με το διάγραμμα στην Εικόνα 3.13, ΕΝΑ. Άνοιγμα των επαφών τόξου S 1στο κύκλωμα είναι απαραίτητο να παρέχεται στην αρχή του μισού κύκλου ένα ρεύμα του οποίου η πολικότητα συμπίπτει με την κατεύθυνση αγωγής της διόδου VD (στο χρονικό διάστημα t 2< t< t 3 , στην Εικόνα 3.14). Σε αυτή την περίπτωση, η τάση στο ηλεκτρικό τόξο που προκύπτει είναι απευθείας στη δίοδο. Καθώς η απόσταση μεταξύ των επαφών αυξάνεται και η ένταση της πρόσκρουσης στο ηλεκτρικό τόξο, για παράδειγμα, λόγω της κίνησης του στον αέρα με υψηλή ταχύτητα υπό την επίδραση ενός ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, η αντίσταση του διακένου αλληλεπίδρασης αυξάνεται και, κατά συνέπεια, η τάση στη δίοδο αυξάνεται. Ως αποτέλεσμα, δημιουργούνται συνθήκες για τη μετάβασή του σε αγώγιμη κατάσταση.

Στην πράξη, η μετάβαση της διόδου στην αγώγιμη κατάσταση σε συσκευές χαμηλής τάσης συμβαίνει ήδη στο στάδιο του σχηματισμού του ηλεκτρικού τόξου, καθώς η πτώση τάσης κοντά στο ηλεκτρόδιο είναι πολύ υψηλότερη από την τάση κατωφλίου του τόξου.

Από αυτό το χρονικό σημείο, το ρεύμα στο κύκλωμα επαφής αρχίζει να μειώνεται γρήγορα και το ρεύμα στο κύκλωμα ημιαγωγών αυξάνεται. Η διάρκεια της μεταβατικής διαδικασίας κατά την οποία το ρεύμα μεταγωγής διέρχεται πλήρως στο κύκλωμα της διόδου και το ηλεκτρικό τόξο σβήνει καθορίζεται κυρίως από την επαγωγή των κυκλωμάτων, τα δυναμικά χαρακτηριστικά της διόδου που χρησιμοποιείται και τη μέθοδο επιρροής του ηλεκτρικού τόξου.

Στο διάστημα που απομένει μέχρι το τέλος του ημιχρόνου t = t 4 − t 3ολοκληρώνονται οι διεργασίες απιονισμού στο κενό διαεπαφής και αποκαθίσταται η ηλεκτρική του αντοχή.

Η τελική διακοπή του ρεύματος στο κύκλωμα πραγματοποιείται από μια δίοδο αμέσως μετά τη χρονική στιγμή t 4, που αντιστοιχεί σε αλλαγή της κατεύθυνσης του ρεύματος. Κατά τη διάρκεια του χρόνου που αντιστρέφεται η τάση για τη δίοδο, είναι απαραίτητο να ανοίξετε τις βοηθητικές επαφές S 2.

Σημειώστε ότι για την εικονιζόμενη περίπτωση (Εικόνα 3.14) αποσύνδεσης ενός κυκλώματος με ενεργό-επαγωγικό φορτίο, αυτός ο χρόνος είναι μικρότερος από μισό κύκλο. Στο όριο, μπορεί να είναι ίσο με 5 ms, γεγονός που οδηγεί στην ανάγκη χρήσης μονάδων υψηλής ταχύτητας.

Εικόνα 3.14 – Διαγράμματα διαδικασιών μεταγωγής

σε συσκευή διόδου επαφής

Κατά την ενεργοποίηση της συσκευής, η σειρά κλεισίματος των επαφών πρέπει να αντιστραφεί: κατά τη διάρκεια του μισού κύκλου της τάσης που δεν είναι αγώγιμο για τη δίοδο, είναι απαραίτητο να κλείσετε τις επαφές του διαχωριστή S 2, και κατά τη διάρκεια του επόμενου μισού κύκλου - επαφές κατάσβεσης τόξου S 1.

Χαρακτηριστικό της λειτουργίας μεταγωγής είναι το κλείσιμο των επαφών S 1σε χαμηλές τάσεις, που καθορίζεται από την πτώση τάσης κατά μήκος της αγώγιμης διόδου. Ως αποτέλεσμα, η προκαταρκτική διάσπαση του διακένου όταν οι επαφές πλησιάζουν η μία την άλλη και τα σχετικά φαινόμενα διάβρωσης και συγκόλλησης των επαφών εξαλείφονται.

Αλλά πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι σε συνδυασμένες συσκευές υπάρχει ο κίνδυνος να εκδηλωθούν αυτά τα ίδια αποτελέσματα λόγω του υψηλού ρυθμού αύξησης του ρεύματος στις επαφές μετά την επαφή τους. Επομένως, τα σχέδια της συσκευής επαφής και του κινητήρα πρέπει να παρέχουν μια αναγκαστική αύξηση της πίεσης επαφής στην τελική τιμή.

Συσκευές κατασκευασμένες σύμφωνα με το διάγραμμα στο σχήμα 3.13, σι, σύμφωνα με την αρχή της δράσης και τη φύση των διεργασιών που συμβαίνουν, δεν διαφέρουν από αυτές που συζητήθηκαν παραπάνω. Ωστόσο, η παρουσία δύο κυκλωμάτων διόδου με αντίθετη αγωγιμότητα επιτρέπει την απενεργοποίηση σε οποιοδήποτε μισό κύκλο του ρεύματος. Ως αποτέλεσμα, ο χρόνος απενεργοποίησης της συσκευής μειώνεται.

Τα μειονεκτήματα αυτής της επιλογής περιλαμβάνουν τον διπλασιασμό του αριθμού των SPP και τη σημαντική περίπλοκη σχεδίαση του μηχανικού μέρους της συσκευής. Δεδομένου ότι το συγχρονισμένο άνοιγμα των επαφών πραγματοποιείται με μια σειρά που καθορίζεται από την κατεύθυνση του ρεύματος τη στιγμή που δίνεται η εντολή μεταγωγής, η συσκευή πρέπει να περιέχει δύο ανεξάρτητους και υψηλής ταχύτητας κινητήρες.

Αυστηρές απαιτήσεις επιβάλλονται επίσης στη σταθερότητα των ηλεκτροκινητήρων: πρέπει να έχουν μικρή χρονική διασπορά. Είναι προφανές ότι το επίτευγμα υψηλό επίπεδοη λειτουργική αξιοπιστία με έναν τέτοιο σχεδιασμό του τμήματος ισχύος της συσκευής είναι ένα δύσκολο έργο.

Μια σημαντική απλοποίηση του μηχανισμού κίνησης και της συσκευής στο σύνολό της μπορεί να επιτευχθεί με την άρνηση συγχρονισμού του ανοίγματος των επαφών με τον αντίστοιχο μισό κύκλο του ρεύματος. Σε αυτήν την περίπτωση, και οι δύο επαφές, που ελέγχονται από έναν κοινό δίσκο, ανοίγουν ταυτόχρονα και σε οποιαδήποτε φάση του ρεύματος. Ως αποτέλεσμα, εμφανίζεται ένα ηλεκτρικό τόξο και στα δύο ζεύγη επαφής, αλλά σε ένα από τα ζεύγη σβήνει λόγω του φαινομένου εκτροπής του κυκλώματος διόδου. Σε άλλες επαφές, η κατεύθυνση του ρεύματος στην οποία δεν συμπίπτει με την κατεύθυνση αγωγής των διόδων στο κύκλωμα διακλάδωσης, το ηλεκτρικό τόξο διατηρείται μέχρι το τέλος του μισού κύκλου (μέχρι να αλλάξει η κατεύθυνση του ρεύματος).

Η μέγιστη διάρκεια του τόξου στις επαφές, ίση με περίπου 11 ms, αντιστοιχεί στην πιο δυσμενή λειτουργία, όταν οι επαφές ανοίγουν σε ένα σχετικά στενό χρονικό διάστημα πριν το ρεύμα περάσει από το μηδέν.

Σε αυτή την περίπτωση, η διαδικασία μετάβασης του ρεύματος από το κύκλωμα επαφής στο κύκλωμα διόδου δεν έχει ολοκληρωθεί ή η ηλεκτρική ισχύς του κενού διασύνδεσης δεν έχει χρόνο να ανακάμψει ξανά στην αρχή του επόμενου μισού κύκλου.

Σε περίπτωση μεγάλου αριθμού διακοπής λειτουργίας, ανοίξτε την επαφή S 1Και S 2εμφανίζεται με ίση πιθανότητα τόσο στο διάστημα των θετικών όσο και στο διάστημα των αρνητικών μισών κύκλων. Ο ίδιος νόμος καθορίζει την κατανομή της ροπής ανοίγματος επαφής σε κάθε μισό κύκλο. Ως αποτέλεσμα, η διάρκεια έκθεσης των επαφών στο ηλεκτρικό τόξο μειώνεται και, ως αποτέλεσμα, αυξάνεται η διάρκεια ζωής της συσκευής. Επιπλέον, σε σύγκριση με παρόμοιες συσκευές χωρίς κυκλώματα διόδων διακλάδωσης, στις οποίες η κατάσβεση του ηλεκτρικού τόξου εξασφαλίζεται σε ένα μισό κύκλο, η αύξηση της διάρκειας ζωής είναι τουλάχιστον 150%.

Οι δυνατότητες των συνδυασμένων συσκευών μπορούν να επεκταθούν σημαντικά με την αντικατάσταση των μη ελεγχόμενων SPP με θυρίστορ (Εικόνα 3.13, V).

Το κύκλωμα ημιαγωγών σε αυτήν τη συσκευή, κατασκευασμένο σύμφωνα με ένα κύκλωμα με αντιπαράλληλη σύνδεση θυρίστορ (βλ. Εικόνα 3.9), συνδέεται παράλληλα με μία μόνο επαφή κατάσβεσης τόξου. Αλλά η ικανότητα των θυρίστορ να βρίσκονται σε κλειστή κατάσταση σε τάση θετικής πολικότητας επιτρέπει τις λειτουργίες μεταγωγής να εκτελούνται σε οποιοδήποτε μισό κύκλο τάσης (ρεύμα).

Εικόνα 3.15 - Μεταβατικές διεργασίες σε συσκευή επαφής-θυρίστορ

Ας εξετάσουμε την αλληλεπίδραση της μονάδας επαφής και της μονάδας θυρίστορ στη λειτουργία μεταγωγής συσκευής. Λαμβάνοντας υπόψη τη μεγάλη διαφορά στην ταχύτητα λειτουργίας του κυκλώματος επαφής και του διακόπτη ανάφλεξης, οι εντολές για την ενεργοποίησή τους δεν πρέπει να εκδίδονται ταυτόχρονα. Αρχικά, πρέπει να ληφθεί μια εντολή για να ενεργοποιήσετε τη μονάδα επαφής. Μετά από ορισμένο χρόνο, ίσο με τον σωστό χρόνο ενεργοποίησης της συσκευής επαφής, των επαφών της S 1είναι κλειστά. Στο σχήμα 3.15, η στιγμή επαφής των επαφών αντιστοιχεί στο χρόνο t 2.

Με την απαραίτητη πρόοδο αυτής της χρονικής στιγμής, το σύστημα ελέγχου εκπέμπει μια ώθηση ελέγχου I G 1στο θυρίστορ VS 1, για την οποία η τάση στον υπό εξέταση μισό κύκλο είναι άμεση. Ως αποτέλεσμα της ενεργοποίησης του θυρίστορ, η τάση στις συγκλίνουσες επαφές μειώνεται στην τιμή της πτώσης τάσης κατά μήκος του θυρίστορ στην αγώγιμη κατάσταση, δηλαδή σε 1,5...2,5 V.

Μετά την επαφή των επαφών, το κύκλωμα θυρίστορ απενεργοποιείται γρήγορα, καθώς η αντίσταση του κυκλώματος επαφής είναι πολύ μικρότερη από τη διαφορική αντίσταση του θυρίστορ.

Όταν η συσκευή είναι απενεργοποιημένη, η σειρά λειτουργίας του κυκλώματος επαφής και θυρίστορ είναι η ίδια όπως στις συσκευές διόδου επαφής. Η μόνη διαφορά είναι ότι τη στιγμή ανοίγματος των επαφών ( , στο σχήμα 3.15) στο θυρίστορ VS 2πρέπει να φτάσει ένας παλμός ρεύματος ελέγχου I G 2. Στην πράξη, είναι πολύ δύσκολο να συγχρονίσετε αυστηρά τη λειτουργία του συστήματος ελέγχου της μονάδας θυρίστορ με τον μηχανισμό κίνησης επαφής. Επομένως, στις περισσότερες συσκευές μεταγωγής αυτού του τύπου, οι παλμοί ελέγχου παρέχονται στις εισόδους του θυρίστορ με αναμονή ανοίγματος επαφής, λαμβάνοντας υπόψη την αστάθεια του μηχανικού μέρους της συσκευής με την πάροδο του χρόνου.

Όπως και με τη χρήση των διόδων, στις συσκευές επαφής-θυρίστορ, το άνοιγμα των επαφών και η αποκατάσταση της ηλεκτρικής αντοχής του διακένου αλληλεπίδρασης πρέπει να ολοκληρωθεί πριν από το τέλος του μισού κύκλου. Εάν ο σχεδιασμός της συσκευής δεν παρέχει συγχρονισμένο τερματισμό λειτουργίας, οι επαφές μπορούν να ανοίξουν ανά πάσα στιγμή, συμπεριλαμβανομένης της κρίσιμης ζώνης μισού κύκλου πριν το ρεύμα περάσει από το μηδέν, στην οποία το ρεύμα δεν έχει χρόνο να περάσει από το κύκλωμα επαφής στο το κύκλωμα ημιαγωγών. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι απαραίτητο στην αρχή του επόμενου μισού κύκλου το σύστημα ελέγχου να διασφαλίζει ότι είναι ενεργοποιημένο ένα θυρίστορ με διαφορετική κατεύθυνση αγωγής.

Συνοψίζοντας τις εξεταζόμενες δυνατότητες για τη δημιουργία συνδυασμένων συσκευών, θα επισημάνουμε τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά τους.

Σε όλες τις παραλλαγές συνδυασμένων συσκευών SPP (διόδους ή θυρίστορ), δεν μεταφέρουν ρεύμα κατά τη μακροπρόθεσμη ονομαστική λειτουργία, επομένως, εξαλείφονται σχετικά μεγάλες απώλειες ισχύος που χαρακτηρίζουν τις συσκευές ημιαγωγών. Κατά συνέπεια, όσον αφορά αυτόν τον δείκτη, οι συνδυασμένες συσκευές δεν διαφέρουν από τις συμβατικές συσκευές επαφής.

Σε τρόπους αλλαγής των θέσεων μεταγωγής από τη συσκευή, χρησιμοποιώντας το SPP, τα κενά διασύνδεσης διαχωρίζονται με χαμηλή αντίσταση, χαρακτηριστικό των διόδων και των θυρίστορ σε αγώγιμη κατάσταση. Αυτό διασφαλίζει την ταχεία κατάσβεση του ηλεκτρικού τόξου που συμβαίνει κατά την ενεργοποίηση λόγω αναπήδησης επαφής και όταν η συσκευή είναι απενεργοποιημένη. Η εμπειρία στη λειτουργία συνδυασμένων συσκευών δείχνει ότι κατά τη μεταγωγή ρεύματος έως 500A, η διάρκεια του τόξου δεν υπερβαίνει τα 100 μs. Ως αποτέλεσμα, οι συνδυασμένες συσκευές έχουν αντίσταση στη φθορά μεταγωγής που είναι 20-50 φορές μεγαλύτερη από αυτή των συσκευών επαφής.

Εφόσον τα SPP σε συνδυασμένες συσκευές εκτίθενται σε βραχυπρόθεσμο ρεύμα, είναι δυνατό να αξιοποιηθεί στο μέγιστο η χωρητικότητα υπερφόρτωσης παλμών τους. Στην αρχική θερμοκρασία της κατασκευής (20±5)°C, οι περισσότερες συσκευές μπορούν να φορτωθούν με παλμό ρεύματος ημικύματος ημιτονοειδούς σχήματος, διάρκειας 10 ms με πλάτος που υπερβαίνει την τιμή του μέσου ρεύματος (ταξινόμησης) σε

8 − 10 φορές. Για παράδειγμα, οι δίοδοι τύπου D253-1600 είναι ικανές να αντέξουν ρεύμα με πλάτος 12 kA χωρίς φθορά. Καθώς η διάρκεια του παλμού μειώνεται στα 2 ms, το επιτρεπόμενο εύρος ρεύματος αυξάνεται περίπου τριπλάσιο. Σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης, ο αριθμός των οποίων κατά τη λειτουργία του SPP πρέπει να περιοριστεί σε λίγα, το πλάτος ρεύματος αυξάνεται ανάλογα στα 28 kA σε διάρκεια παλμού 10 ms και στα 44 kA στα 2 ms.

Σε πολλές περιπτώσεις, η καθορισμένη χωρητικότητα υπερφόρτωσης είναι επαρκής για τη δημιουργία συνδυασμένων συσκευών χωρίς παράλληλη σύνδεση συσκευών σε μονάδες ισχύος. Εξασφαλίζοντας το άνοιγμα των επαφών αμέσως πριν από την κρίσιμη ζώνη του τρέχοντος μισού κύκλου, επιτυγχάνεται η βέλτιστη χρήση της χωρητικότητας παλμικού φορτίου του SPP.

Μια σημαντική περίσταση είναι ότι κατά τις βραχυπρόθεσμες επιρροές ρεύματος, η παραγόμενη θερμότητα στη δομή του SPP δεν εξαπλώνεται πέρα ​​από τα όρια των δομικών στοιχείων που βρίσκονται ακριβώς δίπλα του. Επομένως, δεν υπάρχει ανάγκη όχι μόνο για χρήση αναγκαστικής ψύξης, αλλά και για τους ίδιους τους ψύκτες. Ως αποτέλεσμα, ο σχεδιασμός της μονάδας ημιαγωγών απλοποιείται σημαντικά, το βάρος και οι διαστάσεις της μειώνονται.

Με ετικέτα θετικά χαρακτηριστικάσυνδυασμένες συσκευές καθόρισαν την εντατική ανάπτυξή τους. Μέχρι σήμερα, αρκετές εκδόσεις τέτοιων συσκευών έχουν αναπτυχθεί και παράγονται από τη βιομηχανία, που διαφέρουν τόσο στο σχεδιασμό των εξαρτημάτων επαφής και των ημιαγωγών όσο και στη μέθοδο ελέγχου θυρίστορ. Το διάγραμμα μιας από τις επιλογές για έναν συνδυασμένο επαφέα με ένα σύστημα ελέγχου που τροφοδοτείται από έναν μετασχηματιστή ρεύματος φαίνεται στο Σχήμα 3.16.

Εικόνα 3.16 - Σχηματικό διάγραμμα ενός συνδυασμένου

επαφέα

Το μπλοκ ημιαγωγών σε αυτό συνδέεται παράλληλα με ένα κύκλωμα που αποτελείται από επαφές μικρόκαι το πρωτεύον τύλιγμα του μετασχηματιστή ρεύματος που συνδέεται σε σειρά με αυτά ΤΑ. Δύο δευτερεύουσες περιελίξεις του μετασχηματιστή συνδέονται μέσω διόδων που ταιριάζουν με την πολικότητα των τάσεων ελέγχου και ανόδου στα κυκλώματα ελέγχου θυρίστορ. Όταν οι επαφές S είναι ενεργοποιημένες, ένα ημιτονοειδές ρεύμα ρέει μέσα από αυτές, επομένως μέσω της κύριας περιέλιξης του μετασχηματιστή ρεύματος

Σε δευτερεύουσες περιελίξειςΤο ρεύμα του μετασχηματιστή θα είναι γενικά μη ημιτονικό λόγω της μη γραμμικότητας της αντίστασης του κυκλώματος ελέγχου θυρίστορ και της επίδρασης των διόδων zener, που προστατεύουν αυτές τις περιελίξεις από την υπέρβαση της επιτρεπόμενης τάσης. Στο ονομαστικό ρεύμα στο κύκλωμα του επαφέα, τα θυρίστορ δεν πρέπει να ανάβουν. Αυτό εξασφαλίζεται με την επιλογή παραμέτρων με τέτοιο τρόπο ώστε η συνολική πτώση τάσης στην κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή και των κλειστών επαφών να μην υπερβαίνει την τάση κατωφλίου U(TO)χρησιμοποιημένα θυρίστορ ισχύος.

Όταν ρέουν ρεύματα βραχυκυκλώματος, η τάση μεταξύ των σημείων σύνδεσης της μονάδας θυρίστορ στο κύριο κύκλωμα αυξάνεται σημαντικά και δημιουργούνται συνθήκες για την ενεργοποίηση

Ηλεκτρική συσκευήείναι μια συσκευή που ελέγχει ηλεκτρικούς καταναλωτές και πηγές ενέργειας, και επίσης χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια για τον έλεγχο μη ηλεκτρικών διεργασιών.

Ηλεκτρικές συσκευές γενικής βιομηχανικής χρήσης, ηλεκτρικές οικιακές συσκευές και συσκευές παράγονται με τάσεις έως 1 kV, υψηλής τάσης - πάνω από 1 kV. Έως 1 kV χωρίζονται σε χειροκίνητες συσκευές, τηλεχειριστήριο, συσκευές προστασίας και αισθητήρες.

Οι ηλεκτρικές συσκευές ταξινομούνται σύμφωνα με μια σειρά κριτηρίων:

1. σύμφωνα με τον προορισμό του, δηλαδή την κύρια λειτουργία που εκτελεί η συσκευή,

2. σύμφωνα με την αρχή λειτουργίας,

3. από τη φύση της εργασίας

4. είδος ρεύματος

5. τρέχουσα τιμή

6. τιμή τάσης (έως 1 kV και άνω)

7. εκτέλεση

8. βαθμός προστασίας (IP)

9. κατά σχέδιο

Χαρακτηριστικά και τομείς εφαρμογής ηλεκτρικών συσκευών

Ταξινόμηση ηλεκτρικών συσκευών ανάλογα με τον σκοπό τους:

1. Συσκευές ελέγχου, σχεδιασμένο για εκκίνηση, όπισθεν, πέδηση,έλεγχος ταχύτηταςπεριστροφής, τάσης, ρεύματος ηλεκτρικών μηχανών, εργαλειομηχανών, μηχανισμών ή για την εκκίνηση και ρύθμιση των παραμέτρων άλλων καταναλωτών ηλεκτρικής ενέργειας σε συστήματα τροφοδοσίας. Η κύρια λειτουργία αυτών των συσκευών είναι ο έλεγχος των ηλεκτροκινητήρων καιάλλους καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας. Χαρακτηριστικά: συχνή ενεργοποίηση, απενεργοποίηση έως και 3600 φορές την ώρα, π.χ. 1 φορά το δευτερόλεπτο.

Αυτά περιλαμβάνουν τα ηλεκτρικά συσκευές χειροκίνητου ελέγχου- ελεγκτές και ελεγκτές εντολών, ρεοστάτες κ.λπ., και ηλεκτρικά συσκευές τηλεχειρισμού- , επαφές κ.λπ.

2. Οι συσκευές προστασίας χρησιμοποιούνται για τη μεταγωγή ηλεκτρικών κυκλωμάτων, την προστασία του ηλεκτρικού εξοπλισμού και ηλεκτρικά δίκτυααπό υπερβολικά ρεύματα, δηλαδή ρεύματα υπερφόρτωσης, ρεύματα αιχμής, ρεύματα βραχυκυκλώματος.

Αυτά περιλαμβάνουν κ.λπ.

3. Συσκευές ελέγχου, έχουν σχεδιαστεί για την παρακολούθηση καθορισμένων ηλεκτρικών ή μη παραμέτρων. Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει αισθητήρες. Αυτές οι συσκευές μετατρέπουν ηλεκτρικά ή μη μεγέθη σε ηλεκτρικά και παρέχουν πληροφορίες με τη μορφή ηλεκτρικών σημάτων. Η κύρια λειτουργία αυτών των συσκευών είναι ο έλεγχος καθορισμένων ηλεκτρικών και μη παραμέτρων.

Αυτά περιλαμβάνουν αισθητήρες ρεύματος, πίεσης, θερμοκρασίας, θέσης, στάθμης, φωτοαισθητήρες, καθώς και ρελέ που υλοποιούν λειτουργίες αισθητήρα, για παράδειγμα, τάση, ρεύμα.

Ταξινόμηση ηλεκτρικών συσκευών σύμφωνα με την αρχή λειτουργίας

Σύμφωνα με την αρχή της λειτουργίας, οι ηλεκτρικές συσκευές χωρίζονται ανάλογα με τη φύση της ώθησης που ενεργεί σε αυτές. Με βάση τα φυσικά φαινόμενα στα οποία βασίζεται η λειτουργία των συσκευών, οι πιο κοινές κατηγορίες είναι:

1. Εναλλαγή ηλεκτρικών συσκευώνγια το κλείσιμο και το άνοιγμα ηλεκτρικών κυκλωμάτων με χρήση επαφών διασυνδεδεμένων για τη διασφάλιση της διέλευσης ρεύματος από τη μια επαφή στην άλλη ή απομακρυσμένα μεταξύ τους για τη διακοπή του ηλεκτρικού κυκλώματος (διακόπτες, διακόπτες, ...)

2. Ηλεκτρομαγνητικές ηλεκτρικές συσκευές, η δράση του οποίου εξαρτάται από τις ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις που προκύπτουν κατά τη λειτουργία της συσκευής (επαφές, ρελέ, ...).

3. Ηλεκτρικές συσκευές επαγωγής, η δράση του οποίου βασίζεται στην αλληλεπίδραση ρεύματος και μαγνητικού πεδίου ().

4. Επαγωγείς(αντιδραστήρες, πνιγμοί κορεσμού).

Ταξινόμηση ηλεκτρικών συσκευών κατά φύση λειτουργίας

Από τη φύση της λειτουργίας τους, οι ηλεκτρικές συσκευές διακρίνονται ανάλογα με τον τρόπο λειτουργίας του κυκλώματος στο οποίο είναι εγκατεστημένες:

1. Συσκευές που λειτουργούν για μεγάλο χρονικό διάστημα,

2. που προορίζονται για βραχυπρόθεσμη λειτουργία,

3. εργασία υπό συνθήκες επαναλαμβανόμενου βραχυπρόθεσμου φορτίου.

Ταξινόμηση ηλεκτρικών συσκευών ανά τύπο ρεύματος

Ανά τύπο ρεύματος: συνεχές και εναλλασσόμενο.

Απαιτήσεις για ηλεκτρικές συσκευές

Οι ποικιλίες σχεδιασμού των σύγχρονων συσκευών είναι ιδιαίτερα διαφορετικές και επομένως οι απαιτήσεις για αυτές είναι επίσης διαφορετικές. Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένες γενικές απαιτήσεις, ανεξάρτητα από τον σκοπό, την εφαρμογή ή τον σχεδιασμό των συσκευών. Εξαρτώνται από το σκοπό, τις συνθήκες λειτουργίας, απαιτούμενη αξιοπιστίασυσκευές.

Η μόνωση μιας ηλεκτρικής συσκευής πρέπει να υπολογίζεται ανάλογα με τις συνθήκες πιθανών υπερτάσεων που μπορεί να προκύψουν κατά τη λειτουργία της ηλεκτρικής εγκατάστασης.

Οι συσκευές που προορίζονται για συχνή ενεργοποίηση και απενεργοποίηση του ονομαστικού ρεύματος φορτίου πρέπει να έχουν υψηλή μηχανική και ηλεκτρική αντίσταση στη φθορά και η θερμοκρασία των στοιχείων μεταφοράς ρεύματος δεν πρέπει να υπερβαίνει τις επιτρεπόμενες τιμές.

Κατά τη διάρκεια βραχυκυκλωμάτων, το μέρος της συσκευής που φέρει ρεύμα υπόκειται σε σημαντικά θερμικά και δυναμικά φορτία, τα οποία προκαλούνται από το υψηλό ρεύμα. Αυτά τα ακραία φορτία δεν πρέπει να παρεμβαίνουν στην περαιτέρω κανονική λειτουργία της συσκευής.

Οι ηλεκτρικές συσκευές στα κυκλώματα των σύγχρονων ηλεκτρικών συσκευών πρέπει να έχουν υψηλή ευαισθησία, ταχύτητα και ευελιξία.

Η γενική απαίτηση για όλους τους τύπους συσκευών είναι η απλότητα του σχεδιασμού και της συντήρησής τους, καθώς και η αποτελεσματικότητά τους (μικρό μέγεθος, μικρό βάρος της συσκευής, ελάχιστη ποσότητα ακριβών υλικών για την κατασκευή μεμονωμένων εξαρτημάτων).

Τρόποι λειτουργίας ηλεκτρικών συσκευών

Ο ονομαστικός τρόπος λειτουργίας είναι ένας τρόπος λειτουργίας όταν ένα στοιχείο του ηλεκτρικού κυκλώματος λειτουργεί στις τιμές ρεύματος, τάσης, ισχύος που καθορίζονται στο φύλλο τεχνικών δεδομένων, το οποίο αντιστοιχεί στις πιο ευνοϊκές συνθήκες λειτουργίας όσον αφορά την απόδοση και την αξιοπιστία (αντοχή) .

Κανονική λειτουργία- λειτουργία όταν η συσκευή λειτουργεί με παραμέτρους λειτουργίας ελαφρώς διαφορετικές από τις ονομαστικές.

Επείγουσα επέμβαση- αυτή είναι μια λειτουργία όταν οι παράμετροι ρεύματος, τάσης, ισχύος υπερβαίνουν τις ονομαστικές κατά δύο ή περισσότερες φορές. Σε αυτήν την περίπτωση, το αντικείμενο πρέπει να είναι απενεργοποιημένο. Οι καταστάσεις έκτακτης ανάγκης περιλαμβάνουν τη διέλευση ρευμάτων βραχυκυκλώματος, ρεύματα υπερφόρτωσης και μείωση της τάσης στο δίκτυο.

Αξιοπιστία – απρόσκοπτη λειτουργία της συσκευής καθ’ όλη τη διάρκεια της λειτουργίας της.

Η ιδιότητα μιας ηλεκτρικής συσκευής να εκτελεί συγκεκριμένες λειτουργίες, διατηρώντας με την πάροδο του χρόνου τις τιμές των καθορισμένων δεικτών απόδοσης εντός καθορισμένων ορίων που αντιστοιχούν σε καθορισμένους τρόπους και συνθήκες χρήσης, Συντήρησηκαι επισκευές, αποθήκευση και μεταφορά.

Σχεδιασμός ηλεκτρικών συσκευών ανάλογα με το βαθμό προστασίας

Καθορίζεται από το GOST 14254-80. Σύμφωνα με το GOST, καθορίζονται 7 μοίρες από 0 έως 6 από την είσοδο στερεών και από 0 έως 8 από τη διείσδυση υγρών.

Καθορισμός βαθμών προστασίας	Προστασία από διείσδυση στερεών σωμάτων και επαφή του προσωπικού με ενεργά και περιστρεφόμενα μέρη.	Προστασία από τη διείσδυση νερού.
	Δεν υπάρχει ειδική προστασία.
	Μια μεγάλη περιοχή του ανθρώπινου σώματος, όπως ο βραχίονας και στερεά σώματα μεγαλύτερα από 50 mm.	Σταγόνες που πέφτουν κάθετα.
	Δάχτυλα ή αντικείμενα όχι μεγαλύτερα από 80 mm και στερεά σώματα μεγαλύτερα από 12 mm.	Πέφτει όταν το κέλυφος έχει κλίση έως και 15 0 προς οποιαδήποτε κατεύθυνση σε σχέση με την κανονική θέση.
	Εργαλεία, σύρματα και στερεά με διάμετρο μεγαλύτερη από 2,5 mm.	Βροχή που πέφτει στο κέλυφος υπό γωνία 60 0 από την κατακόρυφο.
	Σύρματα, στερεά μεγαλύτερα από 1 mm.	Πιτσιλιές που πέφτουν στο κέλυφος προς οποιαδήποτε κατεύθυνση.
	Σκόνη σε ποσότητα ανεπαρκή για να διαταράξει τη λειτουργία του προϊόντος.	Πίδακες που εκτοξεύονται προς οποιαδήποτε κατεύθυνση.
	Πλήρης προστασία από τη σκόνη (αδιάβροχο).	Κύματα (το νερό δεν πρέπει να μπαίνει μέσα κατά τη διάρκεια των κυμάτων).
		Όταν βυθιστεί σε νερό για μικρό χρονικό διάστημα.
		Κατά τη διάρκεια παρατεταμένης βύθισης στο νερό.

Η συντομογραφία "IP" χρησιμοποιείται για να υποδείξει τον βαθμό προστασίας. Για παράδειγμα: IP54.

Σε σχέση με τις ηλεκτρικές συσκευές, υπάρχουν οι ακόλουθοι τύποι εκτέλεσης:

1. Προστατευμένο IP21, IP22 (όχι χαμηλότερο).

2. Ανθεκτικό στο πιτσίλισμα, αδιάβροχο IP23, IP24

3. Αδιάβροχο IP55, IP56

4. Ανθεκτικό στη σκόνη IP65, IP66

5. Κλειστό IP44 - IP54, αυτές οι συσκευές έχουν εσωτερικούς χώρους απομονωμένους από το εξωτερικό περιβάλλον

6. Σφραγισμένο IP67, IP68. Αυτές οι συσκευές είναι κατασκευασμένες με ιδιαίτερα σφιχτή μόνωση από το περιβάλλον.

Κλιματική απόδοσηηλεκτρική συσκευήκαθορίζεται από το GOST 15150-69. Σύμφωνα με τις κλιματικές συνθήκες, χαρακτηρίζεται με τα ακόλουθα γράμματα: U (N) - εύκρατο κλίμα, CL (NF) - ψυχρό κλίμα, TB (TH) – τροπικό υγρό κλίμα, TC (TA) – τροπικό ξηρό κλίμα, O (U) – όλες οι κλιματικές περιοχές, σε ξηρά, ποτάμια και λίμνες, M – εύκρατο θαλάσσιο κλίμα, OM – όλες οι θαλάσσιες περιοχές, V – όλα μακροκλιματικές περιοχές σε ξηρά και θάλασσα.

1. Σε εξωτερικούς χώρους,

2. Αίθουσες όπου οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας και της υγρασίας δεν διαφέρουν σημαντικά από τις διακυμάνσεις στην ύπαιθρο,

3. Κλειστοί χώροι με φυσικός αερισμόςχωρίς τεχνητή ρύθμιση κλιματικές συνθήκες. Χωρίς έκθεση σε άμμο και σκόνη, ήλιο και νερό (βροχή),

4. Χώροι με τεχνητή ρύθμιση κλιματικών συνθηκών. Δεν υπάρχει έκθεση σε άμμο και σκόνη, ήλιο και νερό (βροχή), εξωτερικό αέρα,

5. Δωμάτια με υψηλή υγρασία (παρατεταμένη παρουσία νερού ή συμπυκνωμένης υγρασίας)

Επιλογή ηλεκτρικών συσκευών

Η επιλογή των ηλεκτρικών συσκευών είναι μια εργασία στην οποία πρέπει να ληφθούν υπόψη τα ακόλουθα:

• ρεύματα, τάσεις και ισχύς που αλλάζουν από ηλεκτρική συσκευή.
• παράμετροι και φύση του φορτίου - ενεργό, επαγωγικό, χωρητικό, χαμηλή ή υψηλή αντίσταση κ.λπ.
• αριθμός κυκλωμάτων μεταγωγής.
• τάσεις και ρεύματα κυκλωμάτων ελέγχου.
• τάση πηνίου ηλεκτρικής συσκευής?
• τρόπος λειτουργίας της συσκευής - βραχυπρόθεσμη, μακροπρόθεσμη, διακοπτόμενη.
• συνθήκες λειτουργίας της συσκευής - θερμοκρασία, υγρασία, πίεση, κραδασμούς κ.λπ.
• μέθοδοι τοποθέτησης της συσκευής.
• οικονομικούς δείκτες και δείκτες βάρους και μεγέθους·
• ευκολία σύζευξης και ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα με άλλες συσκευές και συσκευές.
• αντοχή σε ηλεκτρικές, μηχανικές και θερμικές υπερφορτώσεις.
• κλιματική τροποποίηση και κατηγορία τοποθέτησης·
• βαθμός προστασίας IP,
• απαιτήσεις ασφάλειας·
• ύψος πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας·

όροι χρήσης.

Σελίδα 1 από 18

ΓΕΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΑΙ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΣΥΣΚΕΥΩΝ

Ηλεκτρική συσκευήείναι μια ηλεκτρική συσκευή που χρησιμοποιείται για την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση ηλεκτρικών κυκλωμάτων, την παρακολούθηση, τη μέτρηση, την προστασία, τον έλεγχο και τη ρύθμιση εγκαταστάσεων που προορίζονται για τη μετάδοση, τη μετατροπή, τη διανομή και την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας.
Η έννοια της «ηλεκτρικής συσκευής» καλύπτει ένα πολύ ευρύ φάσμα οικιακών και βιομηχανικών συσκευών. Η ποικιλομορφία των ίδιων των συσκευών και των λειτουργιών που εκτελούν, ο συνδυασμός πολλών λειτουργιών σε μία συσκευή δεν μας επιτρέπει να τις ταξινομούμε αυστηρά σύμφωνα με ένα συγκεκριμένο κριτήριο. Φαίνεται σκόπιμο να τα εξετάσουμε σύμφωνα με τον προορισμό τους - την κύρια λειτουργία που εκτελεί η συσκευή.

Σε αυτή την περίπτωση, μπορούν να χωριστούν στις ακόλουθες ομάδες:

• – Εναλλαγή- Σχεδιασμένο για ενεργοποίηση και απενεργοποίηση

ηλεκτρικό κύκλωμα. (Σε αυτούς περιλαμβάνονται αποζεύκτες, διακόπτες υψηλής και χαμηλής τάσης, διακόπτες κυκλώματος, διακόπτες κ.λπ.).

• – Συσκευές προστασίας– για την προστασία των ηλεκτρικών κυκλωμάτων από μη φυσιολογικά

τρόποι λειτουργίας (βραχυκύκλωμα, υπερφόρτωση). Αυτό περιλαμβάνει ασφάλειες υψηλής και χαμηλής τάσης και διάφορους τύπους ρελέ.

• –Στραγγαλιστικά πηνία– για έλεγχο ηλεκτροκίνησης και

άλλοι βιομηχανικοί καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας (κινητήρες - εκκίνηση, διακοπή, έλεγχος ταχύτητας περιστροφής). Πρόκειται για επαφές, εκκινητές, ρεοστάτες κ.λπ.

• – Συσκευές περιορισμού– για τον περιορισμό των ρευμάτων βραχυκυκλώματος (αντιδραστήρες) και υπέρταση (αναστολείς).
• – Συσκευές ελέγχου– για την παρακολούθηση καθορισμένων ηλεκτρικών και

μη ηλεκτρικές παραμέτρους. Αυτό περιλαμβάνει διάφορους τύπους ρελέ και αισθητήρων.

• – Ρυθμιστικές συσκευές– για αυτόματη και συνεχή

σταθεροποίηση και ρύθμιση καθορισμένων παραμέτρων. Αυτοί είναι διάφοροι σταθεροποιητές και ρυθμιστές.

• – Συσκευή μέτρησης– για την απομόνωση των πρωτευόντων κυκλωμάτων μεταγωγής από τα κυκλώματα των οργάνων μέτρησης και της προστασίας ρελέ. (Μετασχηματιστές μέτρησης ρεύματος και τάσης).
• – Συσκευές σχεδιασμένες για την εκτέλεση μηχανικών εργασιών– ανύψωση και συγκράτηση ηλεκτρομαγνητών, ηλεκτρομαγνητικών φρένων, συμπλεκτών.

Κάθε συσκευή αποτελείται από τρία στοιχεία: αντίληψη, μεταμόρφωση και εκτελεστική.
Σύμφωνα με την αρχή της λειτουργίας του στοιχείου αντίληψης:
Ηλεκτρομαγνητικό, μαγνητοηλεκτρικό, επαγωγικό, ηλεκτροδυναμικό, πολωμένο, ημιαγωγικό, θερμικό, ηλεκτρονικό, μαγνητικό κ.λπ.
Σύμφωνα με την αρχή λειτουργίας του ενεργοποιητή:

• Επικοινωνία
• χωρίς επαφή

Σε μία ομάδα ή τύπο, οι συσκευές διαφέρουν:

• με τάση: - υψηλή τάση (πάνω από 1000 V)

Χαμηλή τάση (έως 1000 V)

• ανά τύπο ρεύματος: - συνεχές ρεύμα,

συχνότητα εναλλασσόμενου ρεύματος,
- εναλλασσόμενο ρεύμα υψηλής συχνότητας

• με τρέχουσα τιμή:- χαμηλό ρεύμα (έως 5Α)

Υψηλό ρεύμα (πάνω από 5Α)

• με τον τρόπο λειτουργίας:- μακροπρόθεσμα

Βραχυπρόθεσμα
- επαναλαμβανόμενα-βραχυπρόθεσμα

• κατά χρόνο απόκρισης:- χωρίς αδράνεια (έως 3 ms), υψηλή ταχύτητα (3-50 ms), κανονική εκτέλεση (50-150 ms)

αργό (150 ms-1 s), ρελέ χρόνου (πάνω από 1 s)

• με μέθοδο ελέγχου:- αυτόματο

Μη αυτόματο (χειροκίνητος έλεγχος)

• ανά είδος προστασίας του περιβάλλοντος:εκτελούνται ανοιχτό, προστατευμένο, αδιάβροχο, αντιεκρηκτικό κ.λπ

ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΣΥΣΚΕΥΗ

• Κατά την κανονική λειτουργία, η θερμοκρασία των εξαρτημάτων (στοιχείων) που μεταφέρουν ρεύμα δεν πρέπει να υπερβαίνει την επιτρεπόμενη θερμοκρασία (τιμές που συνιστώνται από το σχετικό GOST ή άλλα κανονιστικά έγγραφα).
• Οι συσκευές πρέπει να αντέχουν τις θερμικές επιδράσεις των ρευμάτων βραχυκυκλώματος για ορισμένο χρόνο. χωρίς παραμορφώσεις που θα παρεμπόδιζαν την περαιτέρω χρήση τους ( υψηλή αντοχή στη φθορά).
• Η μόνωση της συσκευής πρέπει να υπολογίζεται λαμβάνοντας υπόψη πιθανές υπερτάσεις που προκύπτουν κατά τη λειτουργία, με ένα ορισμένο περιθώριο λαμβάνοντας υπόψη τη «γήρανσή» της.
• Οι επαφές των ηλεκτρικών συσκευών πρέπει να έχουν τη δυνατότητα επανειλημμένης ενεργοποίησης και απενεργοποίησης των ρευμάτων λειτουργίας.
• Οι συσκευές πρέπει να έχουν υψηλή αξιοπιστία και ακρίβεια, την απαραίτητη ταχύτητα, ελάχιστο βάρος, μικρές διαστάσεις, χαμηλό κόστος και ευκολία στη χρήση.

ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ
ΠΗΓΕΣ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ:

• Σώμα Joule που απελευθερώνεται στις περιελίξεις της συσκευής. (Αυτή είναι η ποσότητα θερμότητας που παράγεται στον δέκτη, η οποία είναι ανάλογη με τα R, t και I2, W*s=J).
• Θέρμανση του μαγνητικού κυκλώματος λόγω απωλειών λόγω αντιστροφής μαγνήτισης και υστέρησης.
• Διηλεκτρικές απώλειες σε μονωτικά υλικά.

ΟΔΗΓΙΕΣ ΧΡΗΣΗΣ ΘΕΡΜΙΚΩΝ ΦΑΙΝΟΜΕΝΩΝ ΣΤ
ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΣΥΣΚΕΥΗ

Διαστολή των σωμάτων όταν θερμαίνονται- (διμεταλλικά θερμικά ρελέ – ηλεκτρικό σίδερο).
Δημιουργία δυσμενών θερμικών συνθηκών σε μια συσκευή, καταστροφή της και, κατά συνέπεια, προστασία άλλων συσκευών(ασφάλειες).
Μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας του αποσυνδεδεμένου κυκλώματος σε θερμική ενέργεια και διάχυση αυτής της θερμότητας χρησιμοποιώντας έναν καταστολέα τόξου στο περιβάλλον.