3. Бесконтактные силовые аппараты Гибридные контакторы

Требования, предъявляемые к схеме управления гибридными контакторами:

1. Автономность - отсутствие внешнего дополнительного источника питания;

2. Обеспечение бездуговой коммутации во всех режимах (включение, отключение, реверс);

3. Обеспечение протекания тока при включении и отключении (ВО) не более одного полупериода (с целью применения тиристоров с минимально возможным по нагреву номинальным током);

4. Включение тиристоров только при замыкании и размыкании главных контактов;

5. Устойчивость к сквозным токам короткого замыкания.

Для включения необходимо выполнить два условия:

1. напряжение анода больше напряжения катода, φ_А › φ_к;

2. на управляющий электрод подаётся положительный потенциал относительно катода и создаются условия для протекания тока управления (наличие замкнутого контура с таким сопротивлением контура, чтобы ток управления превышал минимальный ток отпирания тиристора).

Закрывается тиристор всегда обратным напряжением, т.е. когда напряжение катода больше напряжения анода φ_К › φ_А (в этом случае ток проводимости тиристора спадает до минимального тока удержания и тиристор становится непроводящим в прямом направлении).

Рис. 1.30. Базовая схема гибридного контактора при управлении от напряжения защищаемой сети

Тиристоры VS1 и VS2 замыкаются только в момент включения и отключения этого контактора.

Недостатки:

1. Возможность самопроизвольного включения тиристоров VS1 и VS2 при окислении главных контактов. В этом случае падение напряжения на контактах может достигнуть 9 – 10В, тиристоры самопроизвольно открываются и выходят из строя, вследствие теплового пробоя, так как рассчитаны на протекание тока в течение только одного полупериода. Поэтому данная схема применяется при необходимости частых ВО, когда окисная плёнка на главных контактах постоянно разрушается. Коммутационная износостойкость такого контактора увеличивается в 20-50 раз по сравнению с обычным электромагнитным контактором.

2. Очень большой контур протекания управляющего тока.

Принципиальная электрическая схема контактора серии мк (рис. 1.31)

Главный контакт контактора МК конструктивно выполнен в виде мостикового контакта, который обеспечивает два разрыва электрической цепи на фазу. С подвижной части контакта выполнена электрическая связь для цепи управления тиристорами VS1, VS2, которые шунтируют главный контакт КМ в период ВО. Стабилитроны VD3, VD4 защищают управляющие переходы тиристоров от перенапряжений.

Рис. 1.31. Принципиальная электрическая схема контактора серии МК с полупроводниковой приставкой

VD3, VD4 – стабилитроны для защиты управляющих переходов тиристоров, от превышения напряжения

Принципиальная электрическая схема контактора ктп 64 (с независимой схемой управления)

Контактор КТП 64 представляет собой серийный контактор КТ 6000 с укреплённым на нём полупроводниковым блоком.

Рис. 1.32. Электрическая схема гибридного контактора КТП 64

TA – трансформатор тока; VD1, VD2 - стабилитроны

Диапазон номинальных токов составляет I_H=160-630 А. Частота ВО до 2000 в час. Механическая износостойкость 1610⁶ ВО. Коммутационная износостойкость 510⁶ ВО. Сквозной ток 8-20 кА. Время отключения 12 мс.

При замыкании - размыкании главных контактов возникает начальная дуга. Напряжение дуги немного больше 10 В. Под действием этого напряжения происходит переход тока в цепь соответствующего тиристора и шунтирование главных контактов, которые будут продолжать замыкаться или размыкаться уже без дуги. Достоинство схемы заключается в том, что цепь тока управления тиристоров не проходит через сопротивление нагрузки, а имеет собственный внутренний контур (4 – VD1 – УЭVS1 - 5). Также в схеме исключен вспомогательный контакт контактора.