Circuito contattore a stato solido per motopompe

Circuito contattore a stato solido per motopompe

In questo articolo impariamo come progettare e costruire un circuito contattore a stato solido utilizzando triac per il funzionamento di carichi pesanti come motori di pompe sommerse per pozzi di trivellazione con elevata affidabilità, e senza alcuna preoccupazione per problemi di usura o degrado a lungo termine dell'unità contattore.



Cos'è un contattore

Un contattore è una forma di interruttore ON / OFF azionato dalla rete, classificato per gestire carichi pesanti con correnti elevate e picchi di commutazione elevati sotto forma di archi attraverso i contatti di commutazione. Viene utilizzato principalmente per la commutazione di carichi induttivi ad alto wattaggio o ad alta corrente come motori di pompe trifase sommergibili o altri tipi simili di carichi industriali pesanti che possono includere anche solenoidi.

Come funziona un contattore

Un interruttore contattore di base avrà i seguenti elementi di base nella sua configurazione elettrica:





  1. Un interruttore push-to-ON
  2. Un interruttore push-to-OFF
  3. Meachanism Relay azionato dalla rete

In una configurazione standard del contattore meccanico, l'interruttore di avviamento che è un interruttore push-to-ON viene utilizzato per bloccare i contatti del contattore in una posizione di accensione in modo che anche il carico collegato sia acceso, mentre l'interruttore di arresto che è una pressione l'interruttore -to-off viene utilizzato per rompere questa disposizione del fermo e per spegnere il carico collegato.

Quando l'utente preme l'interruttore push to ON, viene eccitata una bobina elettromagnetica integrata, che tira una serie di contatti pesanti caricati a molla e li collega saldamente con un'altra serie di contatti pesanti. Questo unisce le due serie di contatti adiacenti consentendo alla corrente di fluire dalla fonte di alimentazione di rete al carico. Il carico viene quindi acceso con questa operazione.



La bobina elettromagnetica e i gruppi di contatti associati formano il meccanismo del relè del contattore, che si blocca e si accende ogni volta che si preme l'interruttore push-to-ON o si preme l'interruttore START.

L'interruttore Push-to-OFF agisce in modo opposto, quando questo interruttore viene premuto, il latch del relè è costretto a rompersi, che a sua volta rilascia e apre i contatti nella posizione di spegnimento originale. Ciò fa sì che il carico venga spento.

Problemi con contattori meccanici

I contattori meccanici funzionano in modo abbastanza efficiente attraverso le procedure sopra spiegate, tuttavia a lungo termine diventano soggetti a usura e rottura a causa di forti archi elettrici attraverso i loro contatti.

Questi archi sono generalmente causati dall'assorbimento di corrente iniziale massivo da parte del carico che è per lo più induttivo per natura come motori e solenoidi.

L'arco ripetuto causa bruciature e corrosione sulle superfici di contatto che alla fine diventano troppo degradate per funzionare normalmente per la commutazione richiesta del carico.

Progettazione di un contattore elettronico

Trovare un modo semplice per risolvere il problema dell'usura con i contattori meccanici sembra scoraggiante e complesso, a meno che il design non venga completamente sostituito con una controparte elettronica che farebbe tutto secondo le specifiche, ma essere infallibile contro il degrado meccanico indipendentemente dalla frequenza con cui sono operato e quanto può essere grande la potenza del carico.

Dopo un po 'di riflessione, potrei inventare il seguente semplice circuito a contattore a stato solido usando triac, SCR e alcuni altri componenti elettronici

schema elettrico del contattore elettronico allo stato solido

Elenco delle parti

Tutti gli SCR = C106 o BT151

Tutti i piccoli triac = BT136

Tutti i triac grandi = BTA41 / 600

Tutti i diodi gate SCR = 1N4007

Tutti i diodi raddrizzatori a ponte = 1N4007

Funzionamento del circuito

Il design sembra abbastanza semplice. Possiamo vedere 3 triac ad alta potenza utilizzati come interruttori per l'attivazione delle 3 linee dell'ingresso trifase.

I gate di questi triac di controllo ad alta potenza sono attivati ​​da 3 triac a bassa potenza collegati che vengono utilizzati come stadi tampone.

Infine, i gate di questi triac buffer vengono attivati ​​da 3 SCR individuali configurati separatamente per ciascuna di queste reti triac.

Gli SCR a loro volta vengono attivati ​​tramite interruttori push-to-ON e push-to-OFF separati per accenderli e spegnerli rispettivamente, questo consente ai triac di essere attivati ​​e disattivati ​​corrispondentemente in risposta all'attivazione dell'interruttore a pulsante pertinente.

Quando si preme l'interruttore push-to-ON, tutti gli SCR vengono istantaneamente bloccati e questo consente a un gate drive di apparire attraverso i gate di tutti e 3 i buffer triac.

Questi triac ora iniziano a condurre, consentendo l'attivazione del gate dei triac di alimentazione principale, che finalmente iniziano a condurre e consentono alla potenza trifase di raggiungere il carico, e il carico viene acceso.

Per arrestare questo circuito del relè del contattore elettronico, l'utente preme l'interruttore push to OFF (interruttore STOP), che interrompe istantaneamente l'aggancio degli SCR, inibendo l'azionamento del cancello per i triac e spegnendoli, insieme al carico.

Semplificare il circuito

Nel diagramma sopra possiamo vedere gli stadi di buffer triac intermedi utilizzati per trasmettere l'attivazione dagli SCR ai triac di alimentazione di rete.

Tuttavia, un piccolo esame rivela che questi triac tampone potrebbero essere eliminati e l'uscita SCR potrebbe essere configurata direttamente con i triac principali.

Ciò semplificherebbe ulteriormente la progettazione consentendo di utilizzare solo gli stadi SCR per le azioni START e STOP e ridurrebbe anche il costo complessivo dell'unità.




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