Trong bài viết này, chúng ta tìm hiểu cách thiết kế và xây dựng mạch công tắc tơ trạng thái rắn sử dụng triac để vận hành các tải trọng nặng như động cơ máy bơm giếng khoan chìm với độ tin cậy cao và không có bất kỳ lo ngại nào về vấn đề hao mòn hoặc các vấn đề xuống cấp lâu dài của bộ tiếp điểm.
Công tắc tơ là gì
Công tắc tơ là một dạng công tắc BẬT / TẮT hoạt động bằng nguồn điện, được đánh giá để xử lý tải nặng ở dòng cao và gai chuyển mạch cao ở dạng vòng cung trên các tiếp điểm chuyển mạch của chúng. Nó chủ yếu được sử dụng để chuyển đổi các tải cảm ứng có công suất cao hoặc dòng điện cao như động cơ bơm chìm 3 pha hoặc các loại tải công nghiệp nặng tương tự khác cũng có thể bao gồm các chất lỏng.
Cách một Công tắc tơ hoạt động
Một công tắc contactor cơ bản sẽ có các yếu tố cơ bản sau trong cấu hình điện của nó:
- Một công tắc đẩy để BẬT
- Công tắc Đẩy để TẮT
- A Mains vận hành Chủ nghĩa Tiếp sức
Trong thiết lập công tắc tơ cơ học tiêu chuẩn, công tắc khởi động là công tắc đẩy sang BẬT được sử dụng để chốt các tiếp điểm công tắc tơ ở vị trí BẬT được chuyển mạch để tải được kết nối cũng được BẬT, trong khi công tắc Dừng là công tắc đẩy - công tắc tắt mở được sử dụng để phá vỡ sự sắp xếp chốt này và để TẮT tải được kết nối.
Khi người dùng nhấn nút gạt sang BẬT, một cuộn dây điện từ tích hợp sẽ được cung cấp năng lượng, kéo một bộ tiếp điểm chịu tải nặng bằng lò xo và kết nối chúng với một bộ tiếp điểm hạng nặng khác. Điều này kết hợp hai bộ tiếp điểm liền kề cho phép dòng điện chạy từ nguồn cung cấp chính đến tải. Do đó, tải được BẬT với hoạt động này.
Cuộn dây điện từ và các bộ tiếp điểm được kết hợp tạo thành cơ cấu rơle của công tắc tơ, được chốt và chuyển ON mỗi khi nhấn công tắc push-to-ON hoặc nhấn công tắc START.
Công tắc Push-to-OFF hoạt động theo cách ngược lại, khi nhấn công tắc này, chốt rơle buộc phải bẻ ra, từ đó sẽ nhả ra và mở các tiếp điểm về vị trí TẮT đã đóng ban đầu của nó. Điều này làm cho tải bị TẮT.
Sự cố với công tắc tơ cơ học
Các tiếp điểm cơ học hoạt động khá hiệu quả thông qua các quy trình đã giải thích ở trên, tuy nhiên về lâu dài chúng dễ bị hao mòn do phóng điện quá lớn qua các tiếp điểm của chúng.
Những hồ quang này thường được gây ra do dòng điện ban đầu được tạo ra bởi tải mà phần lớn là cảm ứng về bản chất, chẳng hạn như động cơ và solenoid.
Việc phóng điện hồ quang lặp đi lặp lại gây ra cháy và ăn mòn trên các bề mặt tiếp xúc, cuối cùng trở nên quá suy giảm để hoạt động bình thường cho việc chuyển đổi tải cần thiết.
Thiết kế một công tắc tơ điện tử
Tìm một cách dễ dàng để giải quyết vấn đề hao mòn với bộ tiếp xúc cơ học có vẻ khó khăn và phức tạp, trừ khi thiết kế được thay thế hoàn toàn bằng một bộ phận điện tử có thể làm mọi thứ theo thông số kỹ thuật, nhưng vẫn chống lại sự xuống cấp cơ học bất kể tần suất chúng thường xuyên như thế nào. hoạt động và công suất tải có thể lớn như thế nào.
Sau một hồi suy nghĩ, tôi có thể nghĩ ra mạch công tắc tơ trạng thái rắn đơn giản sau sử dụng triac, SCR và một số linh kiện điện tử khác
Danh sách các bộ phận
Tất cả SCR = C106 hoặc BT151
Tất cả các triac nhỏ = BT136
Tất cả các triac lớn = BTA41 / 600
Tất cả các điốt cổng SCR = 1N4007
Tất cả các điốt chỉnh lưu cầu = 1N4007
Hoạt động mạch
Thiết kế trông khá đơn giản. Chúng ta có thể thấy 3 triac công suất cao được sử dụng làm công tắc để kích hoạt 3 đường của đầu vào 3 pha.
Các cổng của các triac điều khiển công suất cao này được kích hoạt bởi 3 triac công suất thấp gắn liền được sử dụng như các tầng đệm.
Cuối cùng, các cổng của các triac đệm này được kích hoạt bởi 3 SCR riêng lẻ được cấu hình riêng cho từng mạng triac này.
Các SCR lần lượt được kích hoạt thông qua các công tắc đẩy-sang-BẬT và đẩy-sang-TẮT riêng biệt để chuyển chúng sang BẬT và TẮT tương ứng, điều này cho phép các bộ kích hoạt được kích hoạt BẬT và TẮT tương ứng khi kích hoạt công tắc đẩy liên quan.
Khi nhấn công tắc push-to-ON, tất cả các SCR sẽ được chốt ngay lập tức và điều này cho phép một ổ cổng xuất hiện trên các cổng của tất cả 3 triac bộ đệm.
Các triac này bây giờ bắt đầu dẫn điện, cho phép kích hoạt cổng của các triac nguồn chính, cuối cùng bắt đầu dẫn điện và cho phép nguồn 3 pha đạt đến tải và tải được chuyển sang BẬT.
Để dừng mạch rơ le công tắc tơ điện tử này, người dùng nhấn nút gạt sang TẮT (công tắc DỪNG), công tắc này ngay lập tức phá vỡ chốt của SCR, ức chế bộ truyền động cổng cho các triac và chuyển chúng TẮT, cùng với tải.
Đơn giản hóa mạch
Trong sơ đồ trên, chúng ta có thể thấy các giai đoạn đệm triac trung gian được sử dụng để chuyển tiếp kích hoạt từ SCR đến triac nguồn chính.
Tuy nhiên, một cuộc kiểm tra nhỏ cho thấy rằng, có thể các triac đệm này có thể bị loại bỏ và đầu ra SCR có thể được cấu hình trực tiếp với triac chính.
Điều này sẽ đơn giản hóa thiết kế hơn nữa cho phép chỉ các giai đoạn SCR được sử dụng cho các hành động START và STOP và cũng giảm chi phí tổng thể của thiết bị.
Một cặp: Mạch chiếu sáng gia đình năng lượng mặt trời PIR Tiếp theo: Cân kỹ thuật số sử dụng Load Cell và Arduino
