מגעים ומתנעים של תיריסטורים ללא מגע

מיתוג זרם במעגל של סטרטרים אלקטרומגנטיים, מגעים, ממסרים, התקני בקרה ידניים (מתגי סכין, מתגי מנות, מתגים, כפתורים וכו') מתבצע על ידי שינוי ההתנגדות החשמלית של גוף המיתוג בגבולות רחבים. במכשירי מגע, איבר כזה הוא פער המגע. ההתנגדות שלו עם מגעים סגורים נמוכה מאוד, עם מגעים פתוחים היא יכולה להיות גבוהה מאוד. במצב המיתוג של המעגל, יש שינוי פתאומי מהיר מאוד בהתנגדות בין פער המגע מערכי הגבול המינימליים למקסימום (כבוי) או להיפך (מופעל).

מכשירים חשמליים ללא מגע נקראים מכשירים שנועדו להפעיל ולכבות (להחליף) מעגלים חשמליים מבלי לשבור פיזית את המעגל עצמו. הבסיס לבניית מכשירים ללא מגע הם אלמנטים שונים בעלי התנגדות חשמלית לא ליניארית, שערכם משתנה בטווח רחב למדי, כיום אלו הם תיריסטורים ו טרנזיסטורים, משמש למגברים מגנטיים.

יתרונות וחסרונות של מכשירים ללא מגע בהשוואה לסטרטרים ומגעים קונבנציונליים

בהשוואה למכשירי מגע, למכשירי מגע ללא מגע יש את היתרונות הבאים:

- לא נוצר קשת חשמליתשיש לו השפעה הרסנית על פרטי המנגנון; זמני התגובה יכולים להגיע לערכים קטנים, ולכן מאפשרים תדירות גבוהה של פעולות (מאות אלפי פעולות בשעה),

- אל תתבלה באופן מכני,

יחד עם זאת, למכשירים ללא מגע יש גם חסרונות:

- הם אינם מספקים בידוד גלווני במעגל ואינם יוצרים בו שבר גלוי, שחשוב מנקודת מבט של בטיחות הנדסית;

- עומק המיתוג קטן בכמה סדרי גודל מהתקני המגע,

- מידות, משקל ומחיר עבור פרמטרים טכניים דומים גבוהים יותר.

מכשירים ללא מגע המבוססים על אלמנטים מוליכים למחצה רגישים מאוד למתחי יתר וזרמי יתר. ככל שהזרם הנקוב של התא גבוה יותר, כך נמוך יותר המתח ההפוך שהתא יכול לעמוד במצב לא מוליך. עבור תאים המיועדים לזרמים של מאות אמפר, מתח זה נמדד בכמה מאות וולט.

האפשרויות של התקני מגע בהקשר זה הן בלתי מוגבלות: מרווח האוויר בין המגעים באורך 1 ס"מ יכול לעמוד במתח של עד 30,000 V. אלמנטים מוליכים למחצה מאפשרים רק זרם עומס יתר לטווח קצר: בתוך עשיריות השנייה, זרם של בערך פי עשרה מהזרם הנקוב. התקני המגע מסוגלים לעמוד בעומס זרם פי מאה במשך פרקי הזמן שצוינו.

מפל המתח על פני אלמנט מוליך למחצה במצב מוליך בזרם נקוב גדול פי 50 בערך מזו של מגעים רגילים. זה קובע את הפסדי החום הגדולים באלמנט המוליך למחצה במצב זרם רציף ואת הצורך בהתקני קירור מיוחדים.

כל זה מצביע על כך שהשאלה של בחירת מכשיר מגע או ללא מגע נקבעת על פי תנאי ההפעלה הנתונים. בזרמים מיתוגים קטנים ומתח נמוך, השימוש במכשירים ללא מגע עשוי להיות מתאים יותר ממכשירי מגע.

לא ניתן להחליף מכשירים ללא מגע בהתקני מגע בתנאים של תדירות פעולה גבוהה ומהירות תגובה גבוהה.

כמובן, התקנים ללא מגע, אפילו בזרמים גבוהים, עדיפים כאשר הם נדרשים לספק מצב דחיפה של בקרת מעגלים. אבל נכון לעכשיו, למכשירי מגע יש יתרונות מסוימים על פני לא מגע, אם בזרמים ומתחים גבוהים יחסית יש צורך לספק מצב מיתוג, כלומר, כיבוי והדלקה פשוט של מעגלים עם זרם בתדירות פעולה נמוכה של התקן.

חסרון משמעותי של רכיבי ציוד אלקטרומגנטי המחליפים מעגלים חשמליים הוא האמינות הנמוכה של המגעים. החלפת ערכי זרם גדולים קשורה להופעת קשת חשמלית בין המגעים ברגע הפתיחה, הגורמת להם להתחמם, להתמוסס וכתוצאה מכך להזיק למכשיר.

במתקנים עם הפעלה וכיבוי תכופים של מעגלי חשמל, הפעולה הלא אמינה של המגעים של התקני המיתוג משפיעה לרעה על התפעול והביצועים של ההתקנה כולה. התקני מיתוג חשמליים ללא מגע נטולי חסרונות אלו.

מגע חד קוטבי תיריסטור

כדי להפעיל את המגע ומתח אספקת העומס, יש לסגור את המגעים K במעגל הבקרה של תיריסטורים VS1 ו- VS2. אם ברגע זה יש פוטנציאל חיובי על טרמינל 1 (חצי גל חיובי של גל סינוס זרם חילופין), אז יופעל מתח חיובי על אלקטרודת הבקרה של התיריסטור VS1 דרך הנגד R1 והדיודה VD1. התיריסטור VS1 ייפתח והזרם יזרום דרך העומס Rn. כאשר הקוטביות של מתח הרשת מתהפכת, תיריסטור VS2 ייפתח, ובכך יחבר את העומס לרשת ה-AC. בעת ניתוק מהמגעים K, המעגלים של אלקטרודות הבקרה נפתחים, התיריסטורים סגורים והעומס מנותק מהרשת.

תרשים חשמלי של מגע חד קוטבי

מתנעי תיריסטורים ללא מגע

מתנעי תיריסטורים תלת-קוטביים מסדרת PT פותחו להפעלה, כיבוי, היפוך במעגלי הבקרה של מנועים חשמליים אסינכרוניים. המתנע בעל שלושה קוטבים במעגל כולל שישה תיריסטורים VS1, ..., VS6 המחוברים לשני תיריסטורים עבור כל קוטב. המתנע מופעל באמצעות לחצני הבקרה SB1 «התחל» ו-SB2 «עצור».

מתנע תיריסטור תלת קוטבי ללא מגע מסדרת PT

מעגל המתנע של התיריסטור מספק הגנה על המנוע החשמלי מפני עומס יתר, לשם כך מותקנים שנאי זרם TA1 ו- TA2 בחלק הכוח של המעגל, שהפיתולים המשניים שלו כלולים ביחידת בקרת התיריסטור.