Меню

Гибридный контактор переменного тока с последовательным соединением ключей



Что собой представляет контактор, его особенности и схемы подключения

Контактор — это электромагнитный аппарат, предназначенный для коммутации, то есть включения и отключения, электрического оборудования. Он является двухпозиционным механизмом, который используется для частых коммутаций. Основными элементами его конструкции являются:

  1. Силовая контактная группа, которая может быть двух и трёхполюсной в зависимости от напряжения необходимого для работы исполнительного механизма.
  2. Дугогасительных камер, которые направлены на уменьшение дуги возникающей при разрыве электрического тока;
  3. Электромагнитного привода. Он предназначен для движения подвижной части силового контакта. В зависимости от конструкции он может быть рассчитан на разные напряжения как постоянного, так и переменного тока. Выполняется из П-образного, или Ш-образного сердечника;
  4. Системы блок-контактов, необходимой для сигнализации и управления оперативными цепями контактора. С помощью них можно подключить звуковую или световую сигнализацию показывающую позицию контактора, а также для цепи самоподхвата.

Отличительной особенностью конструкции электромагнита, работающего с переменным током, является наличие короткозамкнутого витка, который препятствует гудению его железа во время работы. Если электромагнит работает от постоянного тока, то между рассоединяемыми частями его, должна присутствовать неметаллическая прокладка, которая препятствует залипанию сердечника. Контактор отличается от магнитного пускателя или реле, только работой с более мощной нагрузкой, от величины её зависят и размеры самого аппарата. Очень важно выбрать нужный контактор соответствующий тому току, который он будет коммутировать.

Современные устройства серии КМИ обладают неплохими показателями надёжности и предназначены для общепромышленного применения. Благодаря своей конструкции имеют лёгкий способ крепления и небольшие габариты.

Принцип работы

При подаче напряжения на катушку электромагнита подвижная часть аппарата под воздействием электромагнитных сил приводится в движение и притягивается к неподвижной части. При этом происходит замыкание силовых контактов и подача напряжения на исполнительный механизм. И также при этом происходит движение и блок-контактов которые могут быть замыкающими или размыкающими.

Как подключить контактор

Контактор

При подключении контактора сразу нужно определиться с механизмом, который он будет включать. Это может быть двигатель, насос, вентилятор, нагревательные элементы, компрессоров и т. д. Главной особенность контактора, отличающего его от автомата, является отсутствие всякой защиты. Поэтому продумывая цепи включения электрооборудования через контактор обязательно необходимо учесть ограничивающие ток и нагрев элементы. Для ограничения и отключения оборудования при коротких замыканиях и превышающих во много раз номинал нагрузках используются предохранители и автоматы. От длительного незначительно превышения номинальных токов работающего оборудования применяются тепловые реле.

Для того чтобы правильно подключить контактор в схему нужно чётко понимать какие из контактов силовые, а какие из них вспомогательные, то есть блок-контакты. Также нужно посмотреть на номиналы катушки включения. Там должны быть указаны напряжение его тип и величина, а также токи которые через неё протекают для нормальной работы. Во время работы силовые контакты могут погорать, поэтому их необходимо регулярно осматривать и чистить.

Как подключить модульный контактор

Модульный контактор — это разновидность обычных таких же аппаратов для коммутации, только применяются они в основном для включения и отключения распределительных щитков дистанционно. То есть включая его, подаётся питание на группу автоматов, каждый из которых, отвечает за свою определённую цепь. Устанавливается он на DIN — рейке. Может коммутировать как цепи постоянного, так и переменного тока.

Подключение контактора через кнопку

Для подключения контактора через кнопку нужно изучить ниже приложенную схему. Она предназначена для пуска нагрузки, в данном случае двигателя, от контактора катушка которого рассчитана на 220 Вольт переменного напряжения. В зависимости от напряжения стоит продумать её питание. Поэтому при покупке и выборе контактора стоит учесть этот нюанс. Так как если электромагнит будет рассчитан на постоянное напряжение, то понадобится именно такой источник.

При нажатии на кнопку пуск катушка электромагнита контактора получит питание и он включится. Замкнутся силовые контакты, тем самым подастся напряжение на асинхронный двигатель. Также замкнётся блок-контакт контактора К1, который подключен параллельно кнопке стоп. Он называется электриками контакт самоподхвата, так как именно он подаёт питание на включающую катушку после того, как кнопка пуска отпускается. При нажатии на кнопку стоп от электромагнита отключается питание, силовые элементы контактора разрывают цепь и двигатель отключается.

Подключение контактора с тепловым реле

Тепловое реле предназначено для недопускания длительных незначительных токовых перегрузок во время работы электрооборудования, ведь перегрев отрицательно сказывается на состоянии изоляции. Частые превышения температуры и токов приведут к её разрушению, а значит и к короткому замыканию, и выходу из строя дорогостоящего исполнительного элемента.

Схема подключения Реле

При повышении тока в цепи статора электродвигателя элементы теплового реле КК будут нагреваться. При достижении заданной температуры, которая может быть регулирована, тепловое реле сработает и его контакты разорвут цепь катушки электромагнита контактора КМ.

В целях безопасности нужно помнить, что работа в цепи контактора должна производиться при полном обесточивании его. При этом автомат питания должен быть заблокирован ключом или запрещающим плакатом от несанкционированного, или ошибочного включения. А также нельзя включать этот аппарат со снятыми дугогасительными камерами, это приведут к короткому замыканию.

Видео о подключении контактора

Источник

Гибридный пускатель двигателя – экономичное решение для множества областей применения

Для избавления от возможных коротких замыканий и прочих аварийных ситуаций при включении мощного трехфазного электродвигателя применяется сочетание полупроводниковых и электромеханических технологий. В семействе блоков Contactron производства Phoenix Contact реализован именно этот принцип.

Важной составной частью практически каждой установки или машины остается, как и прежде, мощный трехфазный электродвигатель. В машиностроении, например, такой двигатель служит приводом для транспортеров подачи, отводящих транспортеров, транспортеров для удаления стружки. Кроме этого, он используется во вспомогательных агрегатах, таких как кулеры, гидравлические насосы или вентиляторы. Для включения этих двигателей во многих случаях гибридные пускатели являются экономичным решением.

Для включения и выключения трехфазных двигателей непосредственно из системы управления используются электромеханические и электронные коммутационные элементы. Они преобразуют управляющий сигнал 24 В постоянного тока, поступающий из ПЛК, и включают цепь главного тока двигателя 400 В (переменный ток). Если речь идет о реверсивном приводе, то потребуется два коммутационных элемента для поворота фаз. Наконец, реле защиты двигателя – еще один компонент, необходимый для его защиты от перегрузки. Если, кроме этого, привод требует безопасного отключения с помощью выключателя аварийного останова, то пользователь должен предусмотреть одно-два дополнительных коммутационных устройства, подключенных последовательно. Монтажная ширина каждого устройства в норме составляет, как минимум, 45 мм, поэтому на монтажной шине в сумме следует предусмотреть до 180 мм места. И здесь в дело вступает технология Contactron-Hybrid (рисунок 1).

Читайте также:  Как закорачивать вторичные цепи трансформаторов тока

Рис. 1. Пускатель двигателя с микропроцессором

Рис. 1. Пускатель двигателя с микропроцессором

Эта технология способна объединить в одном устройстве до четырех функций. К ним относятся контактор правого вращения (для двигателя с правым вращением), контактор левого вращения (для двигателя с левым вращением), а также реле защиты двигателя от перегрузки и элемент аварийной остановки для безопасного отключения. Таким образом, компоненты семейства изделий Contactron обеспечивают безопасную работу двигателя с помощью встроенного реле защиты двигателя и дистанционной перезагрузки. Одновременно реализуется встроенная функция безопасности в соответствии с категорией 3, соответствующей PL 3 согласно DIN EN ISO 13849-1, требование аварийной остановки. Как следствие, экономия места, которую обеспечивает гибридная технология Contactron по сравнению с обычными коммутационными устройствами, доходит до 75%, так как монтажная ширина стартера двигателя составляет 22.5 мм.

Наряду с экономией места, устройства привлекательны и с позиции оптимальной разводки. Например, вся главная цепь тока состоит из шести точек подключения. Сторона управления также оформлена наглядно, так как блокирующая схема, встроенная в пускатель двигателя, в значительной мере сокращает сложность разводки (рисунок 2).

Рис. 2. Разводка кабеля главного тока для реверсивного пускателя

Рис. 2. Разводка кабеля главного тока для реверсивного пускателя

Сочетание реле и полупроводниковых переключателей

Гибридная технология – это сочетание электромеханических реле и электронных полупроводниковых переключателей, при этом микроконтроллер осуществляет контроль и управляет ими. Полупроводники обеспечивают процесс включения и отключения, который не сопровождается износом материальной части, а реле, собственно, проводят ток при малых потерях. При включении сначала коммутируются реле К1 и К2. Так как оба полупроводника еще заперты, ток к двигателю не поступает. Реле электрически не нагружены. Затем включаются полупроводники, которые отвечают за приведение двигателя в действие. В момент поступления тока начинает работать двигатель. Так как проводники вызывают потерю мощности, подключаются перепускные реле К3, а проводники переводятся в спящий режим. Отключение происходит в обратном порядке. Микроконтроллер управляет процессом, реализуя защиту двигателя при помощи электронного биметаллического реле. Так сводятся воедино преимущества мира электромеханики и мира электроники.

Эффективная концепция разводки

Если приложение требует нескольких отводов двигателя, то его пускатель должен иметь возможность включения в такие промышленных сети как Profibus, CANopen, Ethernet/IP, Profinet или Modbus TCP. Для этого предлагается система Smart-Wire-DT. С помощью технологии, разработанной компанией Eaton, компания Phoenix Contact продолжает концепцию разводки гибридных пускателей двигателя семейства Contactron.

При этом Smart Wire DT может выполнить сложную параллельную разводку для 99 абонентов (максимальное количество), при этом есть возможность осуществить соединение на дистанции 600 м. Организация сети гибридных пускателей двигателя достигается за счет адаптера Smart Wire DT: пользователь устанавливает адаптер на модуль Contactron. Таким образом, адаптер становится стороной управления. В этом случае устройства Contactron и Smart Wire DT через шлюз подключаются непосредственно к системе управления (рисунок 3).

Рис. 3. Пускатель двигателя в сети с системой Smart-Wire-DT

Рис. 3. Пускатель двигателя в сети с системой Smart-Wire-DT

Быстрый ввод в эксплуатацию

Благодаря бесплатному и доступному программному обеспечению Smart Wire Assist ввод в эксплуатацию достаточно прост. Для этого адресация абонентов производится или нажатием кнопки, или щелчком мыши, перед этим пользователь должен собрать абонентов, «перетаскивая» их мышью. Программное обеспечение позволяет также сгенерировать спецификацию всех используемых компонентов. Кроме этого, с помощью двух щелчков мыши пользователь получает соответствующий файл GSD, например, для Profibus. Это обеспечивает простое и наглядное подключение к системе управления.

Для чувствительных приложений пользователь может дополнительно рассмотреть вариант гибридного стартера со встроенной защитой от короткого замыкания. Благодаря встроенным предохранителям эти варианты соответствуют типу координации 2. Такой подход позволяет быстро включить установку после короткого замыкания. Кроме использования на нормальной несущей шине, этот тип устройства позволяет осуществить монтаж на всех системах сборных шин 60 мм.

Ассортимент гибридных пускателей семейства Contactron включает в себя более 40 различных компонентов. Варианты пускателей, призводимых компанией Phoenix Contact, представлены в таблицах 1 и 2. Пользуясь ими, которой каждый может найти подходящее устройство для своего приложения – не важно, с помощью какой системы промышленных сетей осуществляется обмен данными, необходимы ли вам встроенные устройства обеспечения безопасности и защита от короткого замыкания.

Таблица 1. Пускатель двигателя с системой аварийного останова и защитой

Макс. ток нагрузки, А Ширина корпуса, мм Напряжение управления, В 5 в 1 4 в 1 3 в 1 2 в 1
0.6 22.5 24 DC ELR-H51-IESSC-24DC500AC-06
(2902746) + адаптер для DIN-рейки ELR-H51-0.6-DIN-RA1L-SET
(2902952)
ELR H5-IES-SC-24DC/SO0AC-0.6
(2900582)
ELR HS-I-SC-24DC/500AC-0.6
(2900573)
ELR H3-IES-SC-24DC/500AC-0.6
(2900566)
ELR H3-I-SC-24DC/500AC-0.6
(2900542)
120/230 AC ELR H5-IES-SC-230AC/500AC-0,6
(2900692)
ELR H5-I-SC-230AC/500AC-0.6
(2900691)
ELR H3-IES-SC-230AC/500AC-0,6
(2900689)
ELR H3-I-SC-230AC/500AC-0.6
(2900685)
2.4 24 DC ELR-H51-IESSC-24DC500AC-2
(2902744) + адаптер для DIN-рейки ELR-H51-2.4-D1N-RAIL-SET
(2902953)
ELR H5-IES-SC-230AC/500AC-0,6
(2900692)
ELR H5-I-SC-24DC/500AC-2 (2900574) ELR H3-IES-SC-24DC/500AC-2
(2900567)
ELR H3-I-SC-24DC/500AC-2
(2900543)
ELR W3-24DC/500AC-2I*
(2297031)
120/230 AC ELR H5-IES-SC-230AC/500AC-2
(2900420)
ELR H5-I-SC-230AC/500AC-2
(2900575)
ELR H3-IES-SC-230AC/500AC-2 (2900568) ELR H3-I-SC-230AC/500AC-2
(2900544)
ELR W3-230VAC/500AC-2I*
(2297044)
9 24 DC ELR-H51-IESSC-24DC500AC-9
(2902745) + адаптер для DIN-рейки ELR-H51-9-DIN-RAIL-SET
(2902954)
ELR H5-IES-SC-24DC/500AC-9
(2900421)
ELR H5-I-SC-24DC/500AC-9
(2900576)
ELR H3-IES-SC-24DC/500AC-9
(2900569)
ELR H3-I-SC-24DC/500AC-9
(2900545)
ELR W3-24DC/500AC-9I*
(2297057)
120/230 AC ELR H5-IES-SC-230AC/500AC-9
(2900422)
ELR H5-I-SC-230AC/500AC-9
(2900578)
ELR H3-IES-SC-230AC/500AC-9
(2900570)
ELR H3-I-SC-230AC/500AC-9
(2900546)
ELR W3-230AC/500AC-9I*
(2297060)

* – Клеммы L1…L3 и T1…T3 повернуты.

Таблица 2. Однофазные и трехфазные полупроводниковые контакторы

Источник

Гибридные контакторы переменного тока

Схемотехника исполнения ГА переменного тока отличается в основном организацией управления полупроводниковыми ключами. При использовании в качестве последних тиристоров управление ими может выполняться от напряжения коммутируемой сети, от напряжения дуги на контактах, от тока коммутируемой сети.

Читайте также:  Определение соединений обмоток машин переменного тока

На рис 4.1 приведена схема управления ГА от напряжения сети с помощью контактных устройств. Контактный аппарат имеет главные контакты (ГК) и вспомогательные контакты (ВК). Контакты регулируются так, чтобы ВК замыкались раньше чем ГК, а размыкание ГК должно опережать ВК. Сопротивление R должно быть минимально возможным, чтобы уменьшить запаздывание включения тиристоров при мало индуктивной нагрузке.

При включении ГА первыми замыкаются ВК и включается VS1 или VS2, шунтируя ГК в течение времени включения или вибрации ГК. Напряжение на ГК при этом не превышает (1,5-2)В. После замыкания ГК тиристор выключается, так как падение напряжения на ГК (7-10)мВ не достаточно для поддержания открытого состояния тиристоров.

При отключении ГА ток из цепи ГК под действием короткой дуги переходит в цепь тиристоров, управляющий сигнал к которым поступает через ещё замкнутый ВК. Следовательно, размыкание ГК в течении (10-20)мс происходит при низком напряжении, недостаточном для образования дуги.

Такая схема является достаточно эффективной по массо-габаритным показателям, потерям мощности, диапазону коммутируемых токов. Однако ей присущи определённые недостатки:

— пониженная надёжность из-за обычно малой износостойкости ВК и возможно потери их проводимости;

— при повышенной вибрации ГК возможно образование и горение дуги до 0,5 мс при опережении размыкания ВК размыкания ГК;

— возможность неограниченного по времени включения тиристора при потери проводимости ГК;

Последнее возникает при понижении напряжения сети или при вероятности возникновения непроводящих плёнок на поверхности контактов при эксплуатации аппарата в агрессивных средах.

В случае если аппарат имеет для ГК мостиковую контактную систему, то схема управления ГА представлена на рис 4.2. Для полярности сети, показанной на рис 4.2, при включении ГА тиристор VS1 включается от напряжеия сети, если первым замыкается контакт S1. Если первым замыкается S2, затем S1, а тогда вследствие вибрации S2 размыкается с возникновением дуги, то включение VS1 происходит от напряжения дуги. Существенным недостатком этой схемы является сложность конструкции гибкого соединения диодов с мостиком.

Для повышения надёжности схемы с контактным управлением в качестве ВК используют герконы. Управление герконом осуществляется или от перемещения ГК или от тока в цепи ГК. В первом случае устанавливают на подвижных элементах конструкции контактного аппарата постоянные магниты, которые или непосредственно воздействуют на геркон или наводят в катушке управления герконом ЭДС, вызывающую его срабатывание.

Во всех случаях необходимо обеспечить защиту геркона от воздействия внешних магнитных полей. Одна из таких конструкций схемы управления тиристорами с использованием герконов, управляемых током, представлена на рис 4.3.

1 — магнитная система; 2 — шины полюсов; 3 — постоянный магнит; 4 — герконы; 5 — к.з. обмотки (позволяющие уменьшить пульсацию магнитного потока); 6 -экран, защищающий от внешних магнитных полей.

При отсутствии тока в шинах поляризующий магнитный поток постоянного магнита замыкается через перемычку, в которой расположены токовые шины аппарата. Поток в области, где расположены герконы, практически отсутствует. При возникновении тока перемычка магнитопровода насыщается и магнитный поток вытесняется в область герконов, вызывая их срабатывание.

Достаточно эффективные ГА могут быть построены, когда в качестве контактного аппарата используется силовой геркон-герсикон (рис 4.4).

При подаче напряжения на обмотку управления герсикона или при её отключении изменяющийся магнитный поток наводит в обмотках w1 и w2 ЭДС, обеспечивающую включение VS1 или VS до начала движения ГК.

Бесконтактная система управления ГА по току коммутируемой цепи с использованием трансформатора тока приведена на рис 4.5. При замыкании ГК ток первичной обмотки ТА индуктирует напряжение на обмотках w1 и w2, которое включает тиристор VS1 или VS2, обеспечивая шунтирование ГК на время вибрации.

При размыкании ГК возникает короткая дуга (Uд≈(10÷12)В), под действие которой ток переходит в тиристор. Время перехода составляет порядка 0,4 мс и определяется скоростью изменения тока

где L1 – индуктивность первичной обмотки ТА; Uта-падение напряжения на первичной обмотке ТА; L2 – индуктивность контура контакты – ГК – тиристоры;

Для увеличения трансформатор ТА должен иметь минимальную индуктивность и обеспечивать минимальный угол сдвига между током в первичной обмотке ТА и в цепи тиристоров. С этой целью тиристоры устанавливаются непосредственно на ГК. К достоинствам схемы управления (рис 4.5) следует отнести:

— минимальное количество элементов;

— практически отсутствует влияние внешних магнитных полей;

— исключается повреждение тиристоров при резком увеличении сопротивления ГК, т.к. при этом снимаются сигналы управления с тиристоров.

По этой схеме выполнены полупроводниковые блоки БПК 21, используемые совместно с контакторами КТ-6000, КТА-6000. Основные технические характеристики гибридных контакторов переменного тока представлены в таблице 10.

Более совершенный вариант ГА с управлением от трансформатора тока, который обеспечивает эффективную коммутацию нагрузки при номинальных токах, но и предотвращает выход из строя тиристоров при сквозных токах короткого замыкания, вызывающих отброс ГК и превышающих максимально допустимую перегрузочную способность тиристоров, представлен на рис 4.6.

Рассмотрим работу схемы защиты от сквозных токов в полуволну первичного тока, соответствующую проводимости тиристора VS1. При сквозном токе короткого замыкания, превышающем 10-ти кратный номинальный ток контактора (максимальный коммутируемый ток контактора), но меньшем тока, при котором происходит отброс ГК, напряжение на обмотке w3 становится достаточным для пробоя стабилитрона VD5. Транзистор VT1 открывается падением напряжения на резисторе R4. Тиристор VS3 включается и шунтирует цепь управления тиристора VS1, не допуская его включение при отбросе ГК.

Цепь R1, C1 служит для снижения амплитуды и скорости нарастания восстанавливающегося напряжения на тиристорах в момент их выключения, а также исключает включение тиристоров от кратковременных перенапряжений в сети.

Источник

Литература ЭПУ / Розанов Ю.К. Электрические и электронные аппараты / Розанов Ю.К. Электрические и электронные аппараты / glava_11

Гл. 11. Статические коммутационные аппараты и регуляторы постоянного тока

ние напряжения на конденсаторе C ê до значения, большего напряжения E . После спадания тока в индуктивности L ê до нуля включается диод VD2 (момент времени t 6 ) и конденсатор C ê разряжается

до напряжения несколько меньшего, чем входное напряжение E (момент времени t 7 ).

Методика расчета параметров коммутирующего L ê C ê -контура подробно изложена в [97].

Читайте также:  Если сопротивление цепи равно нулю что произойдет с током когда этот режим

11.1.4. ГИБРИДНЫЕ АППАРАТЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Гибридными коммутационными аппаратами называются комбинированные аппараты для коммутации цепей постоянного тока посредством как статических, так и электромеханических силовых ключей. Целью такой комбинации является объединение положительных качеств электромехани- ческих и статических аппаратов, а также достижение новых положительных эффектов, улучшающих технико-экономические показатели. Электромеханические ключи позволяют получить низкие значе- ния падения напряжения в проводящем состоянии и хорошую гальваническую развязку в выключенном состоянии. Статические ключи обеспечивают высокое быстродействие и позволяют регулировать параметры электроэнергии в коммутируемой цепи. Положительным результатом гибридной коммутации является также возможность существенного облегчения режима коммутации электромехани- ческих ключей в условиях совместной работы со статическими.

Пример простейшей схемы гибридного аппарата постоянного тока, реализующей быстродействие тиристора, приведен на рис. 11.13. При подаче импульса управления на тиристор происходит практически мгновенное подключение нагрузки Z í к источнику напряжения E . Затем происходит замыкание электромеханических контактов Ê , шунтирующих тиристор. Диаграмма токов приведена на рис. 11.13, á . В момент времени t 0 происходит вклю- чение тиристора и через него начинает протекать ток нагрузки I í , затем в момент времени t 1 этот ток переходит в электромеханические контакты, сопротивление которых на несколько порядков меньше, чем прямое сопротивление проводящего тиристора. Такая схема может быть успешно использована для быстрого подключения резервных источников питания постоянного тока, например, аккумуляторной батареи.

Гибридные аппараты различаются по типу статического ключа (транзисторные, тиристорные и др.), а также по способу соединения его с электромеханическими контактами: параллельные, последовательные и параллельно-последовательные.

Обычные традиционные тиристоры применяются в гибридных аппаратах постоянного тока редко, так как их выключение требует принудительной коммутации. Поэтому в качестве статических клю-

чей обычно используются полностью управляемые транзисторы или запираемые тиристоры. Рассмотрим более подробно различные способы соединения полностью управляемых статических ключей с электромеханическими.

Параллельное соединение ключей. Включение гибридного контактора в схеме с параллельным соединением транзисторов и электромеханических контакторов (рис. 11.14) происходит в следующей последовательности. В момент времени t 1 системой управления ÑÓ формируются сигналы на включе- ние транзистора VT и контактора Ê . Транзистор включается практически мгновенно и через него начинает протекать ток нагрузки i í . В общем случае нагрузка обычно имеет активно-индуктивный характер. В этом случае ток i í будет плавно нарастать

Рис. 11.13. Принцип гибридной коммутации: à – принципиальная схема;

á – диаграммы тока; â – временная характеристика дуги

§ 11.1. Статические и гибридные коммутационные аппараты постоянного тока

по экспоненциальному закону до установившегося значения. С задержкой времени, обусловленной инерционностью электромеханического контактора, в момент времени t 2 замыкаются контакты Ê , шунтируя транзистор VT . В результате ток нагрузки i í переходит в контакт Ê . Для выключения гибридного контактора необходимо в ÑÓ сформировать сигналы на включение транзистора VT и выклю- чение контактора Ê . При подаче этих сигналов в момент времени t 3 транзистор VT оказывается подготовленным к переходу в проводящее состояние, а контактор Ê начинает выключаться. В на- чальный период замыкания контактов, через которые протекает ток нагрузки, на них возникает короткая электрическая дуга. На рис. 11.14, á показан начальный участок характеристики изменения напряжения на контактах Ê при их размыкании. Полярность напряжения на контактах по мере его нарастания, для транзистора VT является прямой, и он переходит в проводящее состояние. В результате ток i VT увеличивается, а ток в контактах контактора i ê уменьшается (рис. 11.14, á ). С учетом быстродействия транзистора переход тока можно считать практически мгновенным. После завершения перехода тока i í в транзистор контакты контактора Ê продолжают размыкание, но уже в обесто- ченном состоянии. В результате в контакторе Ê не развивается процесс плазменной дуги и его выклю- чение происходит в облегченном режиме. Если выключение контактора происходит при низком напряжении, равном напряжению на проводящем насыщенном транзисторе, то все процессы комму-

Рис. 11.14. Гибридный контактор параллельного типа: à – принципиальная схема; á – диаграммы токов

тации (при включении и выключении) происходят в облегченном для электромеханического контактора режимах. Следствием этого является минимальный электрический износ контактов и, соответственно, увеличение ресурса их работы. Кроме того, отсутствие дугообразования позволяет значи- тельно упростить конструкцию контактора и повысить его экономичность при использовании в условиях гибридного аппарата.

После окончания размыкания контактора Ê

â момент времени t 4 прекращается подача отпирающего импульса от ÑÓ , транзистор VT выключается, и источник E оказывается отключенным от нагрузки Z í . При активно-индуктивном характере нагрузки ток индуктивной составляющей после выключения транзистора VT протекает через обратный диод VD (ðèñ. 11.14, à ). Таким образом в гибридном аппарате с параллельным соединением ключей сохраняются быстродействие при включе- нии, присущее статическим ключам, и низкие потери мощности во включенном состоянии, характерные для электромеханических контактов. Однако эта схема не обеспечивает гальванической развязки между потребителем и нагрузкой и не обеспечивает высокого быстродействия при выключении цепи, что важно для выполнения функций защиты от токовых перегрузок в аварийных режимах работы сети. Эти задачи позволяет решить схема с последовательным соединением ключей.

Последовательное соединение ключей. Схема силовой части аппарата с последовательным соединением транзистора и электромеханического контактора приведена на рис. 11.15, à . Предположим, что

â исходном состоянии гибридный контактор вы-

ключен и напряжение источника E приложено к разомкнутым контактам контактора Ê , так как их сопротивление существенно больше сопротивления выключенного транзистора VT . При включе- нии гибридного контактора в момент времени t 1

â ÑÓ формируются сигналы на включение контактора Ê и транзистора VT . После срабатывания контактора Ê в момент времени ( t 1 – t 2 ) к транзистору приложено прямое напряжение и он переходит

â проводящее состояние в режиме насыщения. При выключении цепи ÑÓ формирует сигналы на выключение транзистора VT и отключение контактора Ê . Благодаря быстродействию первым (в момент времени t 3 ) выключается транзистор VT и отключа- ет нагрузку Z í от источника напряжения E . Индуктивная составляющая тока нагрузки начинает протекать через обратный диод VD . Затем, в момент времени t 4 , размыкаются контакты контактора Ê . Размыкание контактов контактора Ê êàê ïðè âû-

Источник