Бесконтактные электрические аппараты

Магнитные усилители: принцип действия дроссельного маг-нитного усилителя (ДМУ) и усилителя с самонасыщением (МУС), основные характеристики и соотношения ДМУ и МУС.

Полупроводниковые электрические аппараты. Гибридные вы-ключатели переменного тока низкого и высокого напряжения. Тиристорные приставки к контакторам переменного тока и их характеристики. Принцип действия и параметры полностью полупроводникового коммутатора (тиристорного пускателя). Коммутаторы постоянного тока на полупроводниках (тиристорах). Полупроводниковые реле.

Бесконтактные аппараты с оптоэлектронными и магнитополупроводниковыми приборами. Согласование коммутационных аппаратов с системами микропроцессорного управления. Национальный подход к развитию микроэлектроники и полупроводниковой техники.

Литература: [1, с. 245–281, 331–334, 403–466].

Методические указания

Магнитный усилитель служит для усиления электрического сигнала по току, напряжению или мощности. По конструкции они представляют собой дроссели со стальным сердечником, включаемые в сеть переменного тока. Подмагничиванием дрос-селей постоянного тока можно в широких пределах изменять переменный ток в регулируемой цепи.

Из многообразия схем магнитных усилителей наибольшее распространение получила схема с самоподмагничиванием (самонасыщением), обладающая наиболее высоким коэффициентом усиления и быстродействием.

Наиболее важными характеристиками магнитных усилителей являются:

коэффициент усиления (по току, напряжению, мощности); крутизна характеристики управления, кратности тока нагрузки; быстродействие.

В цепях управления и защиты широкое применение получили бесконтактные полупроводниковые электрические аппараты. На основе применения тиристоров разработаны пускатели для прямого пуска двигателей, плавного пуска, реверса и останова, регуляторы мощности и напряжения, автоматические выключатели переменного тока повышенного быстродействия и др.

Гибридные (комбинированные) контакторы представляют собой комбинацию тиристорного и механического контакторов. В них совмещены положительные свойства механического контактора при установившемся состоянии «включено» с достоинствами тиристорного контактора в отношении переходных процессов включения и выключения. Полупроводниковые приборы в таком гибридном контакторе нагружены только во время процессов включения и выключения, поэтому не рассчитываются на ток короткого замыкания.

Полупроводниковые реле в отношении быстродействия, се-лективности, надежности, чувствительности превосходят элект-ромагнитные. В измерительных органах полупроводниковых реле используются следующих три принципа:

1) сравнение однородных физических величин, например, заданного напряжения с фактическим.

2) проявление физического эффекта, возникающего при определенном значении измеряемой величины напряжения; скачок в нелинейной характеристике туннельного диода, релейная характеристика триггера Шмидта и др.;

3) преобразование входного сигнала и заданного в цифровую форму.

На основе полупроводниковых элементов выполняются раз-личные виды реле:

реле тока в схемах защиты при замыкании на землю генераторов, двигателей и линий с малыми токами замыкания на землю;

реле защиты асинхронных двигателей;

реле напряжения;

реле времени.

Если гальваническая связь между цепью управления и цепью нагрузки недопустима, то применяются оптоэлектронные приборы. В этих приборах установлен излучающий элемент, чаще – это фотодиод, и фотовоспринимающий элемент – фототранзистор, фототиристор или фоторезистор. При подаче сигнала на фотодиод он начинает светиться и воздействовать на воспринимающий элемент, который меняет свой режим работы.

Вопросы для самопроверки

1. Пояснить принцип работы магнитных усилителей ДМУ, МУС и их основные характеристики.

2. Как определяются их коэффициенты усиления по току, мощности?

3. Пояснить, в чем отличие магнитного усилителя с самоподмагничиванием и дроссельного.

4. Для чего служат обмотки обратной связи, смещения и как они влияют на параметры магнитного усилителя?

5. Назначение и преимущества бесконтактных полупровод-никовых электрических аппаратов.

6. Как влияет сопротивление обратной связи на характеристики полупроводниковых реле?

7. Пояснить схему силового блока тиристорного пускателя.

8. Как осуществляется защита от перегрузок двигателя в тиристорном пускателе?

9. Принцип действия полупроводниковых реле и области их применения.