Повна версія

Головна arrow Техніка arrow ЕЛЕКТРОННІ АПАРАТИ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

КОМУТАЦІЙНІ АПАРАТИ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ

Загальні відомості

Електронні комутаційні апарати призначені для включення і відключення електричних ланцюгів за допомогою силових електронних ключів. Прикладом таких апаратів служать електронні реле і контактори з функціями, аналогічними для електромеханічних апаратів.

Поява електронних апаратів викликано наступними основними причинами:

  • - недостатньою електричної зносостійкість електромеханічних апаратів, пов'язаної з руйнівним впливом електричної дуги, що виникає на контактах при комутації;
  • - обмеженою механічною зносостійкістю електромеханічних апаратів через наявність рухомих частин;
  • - відносно низьким швидкодією електромеханічних апаратів, ч то обмежує частоту комутацій апаратів управління або допускає протікання значних надструмів при відключенні коротких замикань апаратами захисту;
  • - обмеженими функціональними можливостями електромеханічних реле при створенні різних пристроїв захисту і автоматики.

Електронні ключі переривають струм без освіти дуги, а по швидкодії наближаються до «ідеального ключу». У той же час електронні ключі істотно поступаються механічного контакту по теплових втрат у включеному стані і по току витоку в вимкненому стані. Тому електромеханічні і електронні комутаційні апарати не виключають один одного, а розширюють коло технічних рішень, пов'язаних з комутацією. Більш того, спроби взаємно усунути недоліки механічного контакту і електронного ключа привели до створення гібридних апаратів, в яких комутація струму виконується електронним ключем, а комутаційне стан апарату: «включено» або «вимкнено» забезпечується механічним контактом.

Розглянемо деякі особливості електронних апаратів.

Принципова відмінність електронного апарату від електромеханічного складається в способі відведення електромагнітної енергії, накопиченої в комутованій ланцюга. При «механічної» комутації Актив-індук- тивной навантаження виникає електрична дуга, в якій природним чином і виділяється накопичена енергія. При «електронної» комутації дугообразоваіія не відбувається і накопичена в індуктивності контуру енергія переходить в ключ. Цей процес супроводжується неприпустимим перенапруженням безпосередньо на висновках силового напівпровідникового приладу і небезпечним збільшенням температури його кристала. Для виключення виходу приладу з ладу в електронний апарат вводять спеціальні ланцюги формування траєкторії перемикання ключа (ЦФТП) або додаткові енергопоглотітелі (варистори і ін.). В цілому, електронні апарати вимагають більш детального аналізу електромагнітних процесів і режимів роботи при проектуванні електроустановки на їх базі.

Електронні апарати можуть виконувати керовану комутацію. Це пов'язано з можливістю транзисторних ключів працювати в активному режимі як регульоване опір, що дозволяє в процесі комутації змінювати струм в ключі або напруга на ньому по заданому закону.

В електронних апаратах силова частина і схема управління можуть бути гальванічно пов'язані, що не завжди прийнятно. У той же час створення гальванічної розв'язки ускладнює апарат.

За аналогією з електромеханічними апаратами існують електронні реле, контактори, пускачі, автоматичні вимикачі та ін. Спостерігається тенденція створення багатофункціональних пристроїв, що виконують функції комутації, регулювання, захисту та ін.

Номінальна напруга електроустановки і потужність навантаження визначають тип силового напівпровідникового приладу, що використовується в якості ключа. Реле й контактори малої і середньої потужності виконуються на біполярних або польових транзисторах. На великі потужності застосовують апарати на звичайних або замикаються тиристорах. При цьому пристрої на основі звичайних тиристорів досить складні, тому що містять вузли примусової комутації. При високій напрузі застосовуються тиристорні апарати.

Вивчення електронних апаратів доцільно почати з пристроїв постійного струму. Хоча електропостачання більшості споживачів здійснюється на змінному струмі, досить багато об'єктів працює на постійному струмі. Це, перш за все, міський електротранспорт, у якому застосовуються тягові двигуни постійного струму. Ряд електротехнологій (електрозварювання, електроліз, гальваніка і ін.) Використовують постійний струм. Різна пересувна техніка має автономне електропостачання від акумуляторних батарей. Засоби промислової автоматики, зв'язку, інформаційних технологій вимагають організації вторинного електроживлення на постійному струмі.

Нижче будуть розглянуті комутаційні апарати, для яких характерна одиночна комутація електронних ключів при включенні або відключенні навантаження, і регулятори з періодичної комутацією ключів на підвищеній частоті. Слід зазначити, що можливості електронних ключів дозволяють поєднати в одному пристрої функції комутаційного апарату і регулятора.

 
<<   ЗМІСТ   >>