W tym artykule dowiemy się, jak zaprojektować i zbudować obwód stycznika półprzewodnikowego przy użyciu triaków do pracy z dużymi obciążeniami, takimi jak silniki głębinowych pomp głębinowych, z wysoką niezawodnością i bez żadnych obaw o zużycie lub problemy z długotrwałą degradacją zespołu stycznika.
Co to jest stycznik
Stycznik jest rodzajem przełącznika WŁ. / WYŁ. Z zasilaniem sieciowym, przystosowanym do obsługi dużych obciążeń przy dużych prądach i wysokich skoków łączeniowych w postaci łuków na ich stykach przełączających. Jest najczęściej używany do przełączania obciążeń indukcyjnych o dużej mocy lub wysokim natężeniu prądu, takich jak zatapialne 3-fazowe silniki pomp lub inne podobne typy ciężkich obciążeń przemysłowych, które mogą również obejmować solenoidy.
Jak działa stycznik
Podstawowy wyłącznik stycznikowy będzie miał następujące podstawowe elementy w swojej konfiguracji elektrycznej:
- Przełącznik Push-to-ON
- Przełącznik Push-to-OFF
- Meachanizm przekaźnika zasilany z sieci
W standardowej konfiguracji stycznika mechanicznego, wyłącznik startowy, który jest przełącznikiem typu push-to-ON, służy do zablokowania styków stycznika w pozycji włączonej, tak że podłączone obciążenie jest również włączone, podczas gdy przełącznik Stop, który jest wciśnięty wyłącznik służy do zerwania tego układu zatrzasków i wyłączenia podłączonego obciążenia.
Po naciśnięciu przez użytkownika przełącznika typu „push to ON” zasilana jest zintegrowana cewka elektromagnetyczna, która pociąga zestaw styków obciążonych sprężyną do dużych obciążeń i łączy je mocno z innym zestawem styków do dużych obciążeń. To łączy dwa sąsiednie zestawy styków, umożliwiając przepływ prądu ze źródła zasilania sieciowego do obciążenia. W ten sposób obciążenie jest włączane w tej operacji.
Cewka elektromagnetyczna i skojarzone z nią zestawy styków tworzą mechanizm przekaźnika stycznika, który zatrzaskuje się i włącza po każdym naciśnięciu przełącznika typu push-to-ON lub naciśnięciu przełącznika START.
Przełącznik Push-to-OFF działa w odwrotny sposób, po naciśnięciu tego przełącznika, zatrzask przekaźnika jest zmuszony do zerwania, co z kolei zwalnia i otwiera styki do pierwotnego położenia wyłączenia. Powoduje to wyłączenie obciążenia.
Problemy ze stycznikami mechanicznymi
Styczniki mechaniczne działają dość wydajnie zgodnie z powyższymi procedurami, jednak w dłuższej perspektywie stają się podatne na zużycie z powodu silnego łuku elektrycznego na ich stykach.
Te wyładowania łukowe są generalnie powodowane przez początkowy pobór prądu masywnego przez obciążenie, które jest z natury głównie indukcyjne, takie jak silniki i solenoidy.
Powtarzające się wyładowania łukowe powodują spalanie i korozję na powierzchniach styków, które w końcu ulegają degradacji, aby normalnie pracować przy wymaganym przełączaniu obciążenia.
Projektowanie stycznika elektronicznego
Znalezienie prostego sposobu rozwiązania problemu zużycia styczników mechanicznych wygląda na zniechęcające i złożone, chyba że projekt zostanie całkowicie zastąpiony elektronicznym odpowiednikiem, który zrobiłby wszystko zgodnie ze specyfikacjami, a jednocześnie byłby niezawodny przed degradacją mechaniczną, niezależnie od tego, jak często są one obsługiwany i jak duża może być moc obciążenia.
Po zastanowieniu mógłbym wymyślić następujący prosty obwód stycznika półprzewodnikowego wykorzystujący triaki, SCR i kilka innych elementów elektronicznych
Lista części
Wszystkie SCR = C106 lub BT151
Wszystkie małe triaki = BT136
Wszystkie duże triaki = BTA41 / 600
Wszystkie diody bramki SCR = 1N4007
Wszystkie diody prostownicze mostka = 1N4007
Działanie obwodu
Projekt wygląda dość prosto. Widzimy 3 triaki dużej mocy używane jako przełączniki do aktywacji 3 linii wejścia 3-fazowego.
Bramki tych triaków sterujących dużej mocy są wyzwalane przez 3 dołączone triaki małej mocy, które są używane jako stopnie buforowe.
Wreszcie, bramki tych triaków buforowych są wyzwalane przez 3 indywidualne SCR skonfigurowane oddzielnie dla każdej z tych sieci triaków.
SCR z kolei są wyzwalane za pomocą oddzielnych przełączników typu `` wciśnij, aby włączyć '' i `` wciśnij '', aby je wyłączyć, aby odpowiednio je włączyć i wyłączyć, dzięki czemu triaki są odpowiednio włączane i wyłączane w odpowiedzi na odpowiednią aktywację przełącznika.
Po naciśnięciu przełącznika push-to-ON wszystkie SCR zostają natychmiast zatrzaśnięte, co pozwala na pojawienie się napędu bramkowego w bramkach wszystkich 3 triaków buforowych.
Te triaki zaczynają teraz przewodzić, umożliwiając wyzwalanie bramek głównych triaków mocy, które ostatecznie zaczynają przewodzić i pozwalają, aby moc 3-fazowa osiągnęła obciążenie, a obciążenie jest włączane.
Aby zatrzymać ten elektroniczny obwód przekaźnika stycznikowego, użytkownik wciska przełącznik push to OFF (przełącznik STOP), co natychmiast przerywa blokowanie tyrystorów, blokując napęd bramki dla triaków i wyłączając je wraz z obciążeniem.
Upraszczanie obwodu
Na powyższym schemacie widzimy pośrednie stopnie buforowe triaka używane do przekazywania wyzwalania z tyrystorów do triaków zasilania sieciowego.
Jednak małe badanie pokazuje, że być może te triaki buforowe można wyeliminować, a wyjście SCR można bezpośrednio skonfigurować z triakami sieciowymi.
Uprościłoby to jeszcze bardziej projekt, umożliwiając tylko etapy SCR do wykonywania czynności START i STOP, a także zmniejszyłoby całkowity koszt jednostki.
Poprzedni: Obwód oświetlenia domu słonecznego PIR Dalej: Cyfrowa waga z wykorzystaniem czujnika wagowego i Arduino
