Тиристорные выключатели, упрощенные схемы,

Применение

Тиристорные выключатели предназначены для бездуговой коммутации электрических цепей переменного тока. Применяются в основном во взрывоопасных производствах и в двух позиционных регуляторах при большой частоте включений и отключений, например, нагревательных элементов.

Промышленностью выпускаются тиристорные выключатели (пускатели) двух модификаций: с контактным включением управляющих электродов тиристоров и с бесконтактным управлением.

Схема однофазного коммутирующего элемента с контактным управлением приведена на рис. 85.

Такие элементы применяются в автоматах ВА81 на токи до 1000 А.

Для пуска асинхронного двигателя применяется три таких элемента. Кроме того имеются устройства защиты и кнопки «пуск» и «стоп», с помощью которых замыкаются контакты герметичных

реле K. Таким элементом можно управлять и бесконтактно. Величина сопротивления R1 выбирается исходя из двадцатикратной кратковременной допустимой перегрузки управляющих электродов тиристоров.

В тиристорных контакторах и пускателях с бесконтактным управлением тиристоры в каждой фазе включаются встречно – параллельно также как и в однофазном коммутирующем элементе. Имеется блок управления, который включается высоким уровнем постоянного напряжения (+15 В).

На управляющие электроды всех тиристоров от блока управления подаются управляющие импульсы с высокой частотой до 3,0 КГц. Импульсы вырабатываются блкинг – генератором с трансформаторным выходным сигналом для гальванической развязки.

Выбор тиристоров

Выбор производится по максимальному допустимому обратному напряжению U_Т и среднему значению тока I_СР.Т через тиристор с учётом коэффициентов запаса по напряжению k_ЗН = (1,5 – 2) и току k_ЗТ = 1,2.

Для однофазного коммутирующего элемента (рис. 85)

 I_СР.Т = I_Н/2,

где U_Ф – фазное напряжение, I_Н – номинальный ток нагрузки.

При выборе учитываются условия охлаждения тиристора. Номинальный ток тиристора по паспортным данным соответствует размещению тиристора на соответствующем радиаторе при его обдуве от вентилятора с скоростью ветра ≈ 10 м/с. Если тиристор на радиаторе, но без обдува, то его расчётный ток составляет (30 – 40)% от номинального.

Учитываются также допустимая перегрузка в течение соответствующего времени и возможные перенапряжения при коммутации тиристоров.

Логические операции и логические элементы,

Определение, назначение

При автоматизации производственных процессов для блокировки, сигнализации, автоматического и программного управления применяются устройства дискретного действия, которые называются логическими элементами. Каждый элемент реализует элементарную логическую операцию, а в совокупности они вырабатывают правильную (нужную) команду исполнительным органам в зависимости от сочетания сигналов, поступающих на их входы.

В результате операции, выполняемой логическим элементом, на его выходе появляется сигналы «да» – логическая единица или «нет» – логический нуль. Соответственно и входные сигналы тоже единица или нуль.

Логические элементы изготавливаются в виде микросхем и имеют высокое быстродействие. Логической единице (обозначается – 1) соответствует высокий уровень напряжения на выходе (≈ 0,9U_ИП), а логическому нулю (обозначается – 0) соответствует низкий уровень напряжения на выходе (< 0,2 U_ИП). U_ИП – напряжение источника питания микросхемы.

Функции выполняемые логическими элементами и их

Релейные эквиваленты

Основные логические элементы и их релейные эквиваленты приведены в таблице 4. Кроме этого выпускается множество других интегральных микросхем, например, элементы памяти – триггеры, счётчики, мультиплексоры, дешифраторы, исключающее или и др.

Наибольшее применение в настоящее время находят интегральные микросхемы на комплементарных полевых транзисторах с изолированным затвором (КМДП ИС) типов: К561, КР1561, К176, Н564 и др. Они имеют малое энергопотребление и высокую помехозащищённость.

Таблица 4

Название	Релейный эквивалент	Математич. запись	Графич. обознач.	Таблица состояния
И (2И)		y = x1x2
ИЛИ (2ИЛИ)		y = x1 + x2
НЕ (отрицание) инверсия
Задержка (с повторен.)
Память
Запрет
И – НЕ (элемент Шеффера)
ИЛИ – НЕ

Продолжение таблицы 4

Название	Релейный эквивалент	Математич. запись	Графич. обознач.	Таблица состояния
Импликация
Эквивалент – ность
Неравно – значность

10.8 Простейшие схемы: RS – триггер, D – триггер на элементах

И – НЕ, схема применения

RS – триггер это элемент памяти, применяется в схемах защиты и сигнализации, входит составной частью в схемы других триггеров.

Рассмотрим работу и применение RS – триггера в схеме сигнализации, которая приведена на рис. 86, где также приведена таблица состояния триггера.

Если технологический процесс нормальный, то U_ВХ имеет высокий уровень напряжения, то есть на входе S элемента DD2 будет 1.

При нажатой кнопке SB1 на входе R будет потенциал равный 0, поэтому в соответствии с таблицей состояния И – НЕ на выходе Q элемента DD1 будет 1 и тогда на обоих входах DD2 будут 1, а на выходе  будет 0. После отпускания кнопки SB1 состояние выходных сигналов не изменится, так как, несмотря на изменение входа R с 0 на 1, на другом входе DD1 сохраняется нулевой сигнал . Это ждущий режим.

Так как сигнал  равен 0, то транзистор VT1 закрыт, через светодиод VD1 ток не протекает, он не светит.

Если нарушится технологический процесс, то U_ВХ будет иметь низкий уровень напряжения, триггер переключится и на выходе  появится 1, транзистор VT1 откроется и появится световой сигнал.

После восстановления технологического процесса нажимается SB1 – кнопка «сброс».

Синхронизированный D – триггерможет применяться для синхронизированного с сетевым напряжением включения нагрузки с помощью тиристорных выключателей.

Тиристоры включаются только в момент перехода напряжения через нуль, что исключает их тепловой пробой за счёт большой скорости нарастания тока через тиристор.

Триггер имеет вход D и синхронизирующий вход T (рис. 87).

На рис. 88 приведены временные диаграммы, поясняющие работу D – триггера. На вход T поступают синхронизирующие импульсы. Если на входе D сигнал равен 0, то RS – триггер импульсами на входе T устанавливается в исходное состояние, когда на входе R будет 1,

а на выходе Q будет 0. Если управляющий сигнал на вход D приходит в произвольный момент времени, то состояние триггера не меняется, оно изменятся только в момент прихода очередного синхроимпульса.

Если станет сигнал на входах D и T равен 0, то состояние триггера не меняется, пока не придёт следующий синхроимпульс.

Таким образом на выходе Q сигнал переключается в моменты нулевого напряжения сети, затем этот сигнал усиливается и подаётся, например, на управляющие электроды тиристоров.