構(gòu)建一個固態(tài)接觸器電路的過程

在本文中，我們將學(xué)習(xí)如何設(shè)計和構(gòu)建一個固態(tài)接觸器電路，使用三端雙向可控硅來操作高可靠性的潛水鉆井泵電機等重載負載，并且無需擔心接觸器單元的磨損問題或長期退化問題。

什么是接觸器

接觸器是市電供電的ON/OFF開關(guān)的一種形式，額定用于處理高電流下的重負載，以及開關(guān)觸點上形成電弧形式的高開關(guān)尖峰。它主要用于切換高功率或大電流感性負載，例如潛水三相泵電機或其他類似類型的重工業(yè)負載，其中也可能包括螺線管。

接觸器的工作原理

基本接觸器開關(guān)在其電氣配置中將具有以下基本元素：

一鍵開啟開關(guān)

一鍵關(guān)閉開關(guān)

A 電源操作的繼電器米查主義

在標準機械接觸器設(shè)置中，作為按壓接通開關(guān)的啟動開關(guān)用于將接觸器觸點鎖定在開關(guān)接通位置，以便連接的負載也接通，而停止開關(guān)（推至關(guān)開關(guān)）用于斷開此鎖存器布置并關(guān)閉連接的負載。

當用戶按下推入ON開關(guān)時，集成電磁線圈通電，該線圈拉動一組彈簧加載的重型觸點，并將它們與另一組重型觸點硬連接。這將連接兩組相鄰的觸點，允許電流從主電源流向負載。因此，通過此操作打開負載。

電磁線圈和相關(guān)觸點組形成接觸器的繼電器機構(gòu)，每次按下按壓接開關(guān)或按下啟動開關(guān)時，接觸器都會被鎖存并打開。

Push-to-OFF開關(guān)以相反的方式工作，當按下此開關(guān)時，繼電器鎖存器被迫斷開，這反過來又釋放并將觸點打開到其原始關(guān)閉位置。這會導(dǎo)致負載關(guān)閉。

機械接觸器的問題

機械接觸器通過上述程序非常有效地工作，但從長遠來看，由于觸點上的嚴重電弧，它們很容易磨損。

這些電弧通常是由于負載消耗的剛性初始電流引起的，負載本質(zhì)上主要是電感性的，例如電機和螺線管。

反復(fù)的電弧會導(dǎo)致接觸面上的燃燒和腐蝕，最終變得過于退化，無法正常工作，無法進行所需的負載切換。

設(shè)計電子接觸器

找到一種簡單的方法來解決機械接觸器的磨損問題看起來令人生畏和復(fù)雜，除非將設(shè)計完全替換為電子對應(yīng)物，該電子對應(yīng)物可以按照規(guī)格執(zhí)行所有操作，但無論操作頻率如何以及負載功率可能有多大，都能防止機械退化。

經(jīng)過一番思考，我可以想出以下簡單的固態(tài)接觸器電路，使用三端雙向可控硅，SCR和其他一些電子元件

零件清單

所有 SCR = C106 或 BT151

所有小型三端雙向可控硅 = BT136

所有大型三端雙向可控硅 = BTA41/600

所有 SCR 柵極二極管 = 1N4007

所有橋式整流二極管 = 1N4007

電路操作

設(shè)計看起來很簡單。我們可以看到 3 個高功率三端雙向可控硅用作開關(guān)，用于激活 3 相輸入的 3 條線路。

這些高功率控制三端雙向可控硅的柵極由3個連接的低功率三端雙向可控硅觸發(fā)，這些三端雙向可控硅用作緩沖級。

最后，這些緩沖三端雙向可控硅的門由3個單獨的SCR觸發(fā)，這些SCR分別為每個三端雙向可控硅網(wǎng)絡(luò)配置。

SCR 依次通過單獨的按壓開關(guān)和按壓開關(guān)觸發(fā)，以分別打開和關(guān)閉它們，這允許三端雙向可控硅相應(yīng)地觸發(fā) ON 和
OFF，以響應(yīng)相關(guān)的按鈕開關(guān)激活。

當按下按壓接開關(guān)時，所有 SCR 都會立即鎖定，這允許柵極驅(qū)動出現(xiàn)在所有 3 個緩沖三端雙向可控硅的柵極上。

這些三端雙向可控硅現(xiàn)在開始導(dǎo)通，使主功率三端雙向可控硅的柵極觸發(fā)，主功率三端雙向可控硅最終開始導(dǎo)通并允許三相電源到達負載，負載接通。

為了停止該電子接觸器繼電器電路，用戶按下推至關(guān)閉開關(guān)（停止開關(guān)），這會立即斷開 SCR
的閉鎖，抑制三端雙向可控硅的柵極驅(qū)動并將它們與負載一起關(guān)閉。

簡化電路

在上圖中，我們可以看到中間三端雙向可控硅緩沖級用于將觸發(fā)從SCR中繼到市電功率三端雙向可控硅。

然而，稍加檢查就會發(fā)現(xiàn)，這些緩沖三端雙向可控硅可能被省去，而SCR輸出可以直接配置有軌電三端雙向可控硅。

這將進一步簡化設(shè)計，僅允許SCR級用于啟動和停止操作，并降低單元的總體成本。

警告：上述電路尚未實際確認。作者用自己的理解和知識設(shè)計了這一點。