epa laborator 4
DESCRIPTION
Electronica de putere in automaticaTRANSCRIPT
-
LUCRAREA 4
STUDIUL CONTACTOARELOR STATICE.
INTERFETE PENTRU ELEMENTE DE EXECUTIE
1. SCOPUL LUCRARII consta in:
a) prezenlarea structurii gi problematicii contactoarelor statice (de c.a.);
b) posibilitatea aplicarii contactoarelor statice la conducerea numerica directa.
2. SUPORTUL LUCRARII il reprezinta montajele corespunzatoare:
- L4.l : contactoare statice cu tiristor sau triac,- L4.2 : contactor static cu distorsiuni reduse- lA.3 Sil-4.4 : contactoare statice trifazate de fo4a.In scopul cunoagterii mai aprofundate a structurii gi problematicii contactoarelor statice se
folosesc montaje (didactice) reahzate cu componente discrete degi variantele trprzate sau cu circuite
integrate constituie solulii comode.
Datorita stingerii mai greoaie in c.c., contactoarele statice luereaza in c.a. chiar daca pentru
unele sarcini sunt necesare tensiuni continue.
3. CONSIDERATII TEORETICE
Realizarea sistemelor automate face apel frecvent la relee sau contactoare in situalii ca de
pilda:
- separare-conectare la sursa de alimentare;
- conectarea/deconectarea elementelor de semnalizare, avarie, etc.,
- comanda elementelor de execufie specifice reglajelor bipozitrionale sau tripozitrionale, acest
ultimcaz interesAnd in mod deosebit. Este vorba de electroventile, de robinete mai mici ac{ionate
de servomotoare de c.a. bifazate sau de clapete gi vane de mari dimensiuni aclionate de motoare
de c.a. trifazate.
In cazul unui reglaj bipozilional de temperatura, elementul de executrie este un contactor
dacaincalzirea este produsa pe seama energiei electrice sau este un electroventil daca incalzirea se
face cu un fluid termic sau prin arderea unui combustibil.
Daca reglarea este tripozi{ionala, elementul de execufie tipic este un servomotor electric
27
-
care comanda inchiderea sau deschiderea unui ventil (sau a unei clapete) ce stabilegte debitul de
agent termic in cazul unui proces de reglare a temperaturii. Daca in cazul anterior, ventilul poate
fi doar inchis sau deschis gi deci debitul comandat poate fi nul, respectiv maxim, in cazul reglarii
tripozilionale se poate rcahza orice grad de deschidere aventilului in gama (0+100)%.
Figura 4.1
Supremafia releelor gi a contactoarelor electromagnetice
folosite in sistemele de reglare bipozitrionala sau tripozitrionala a
disparut datorita avantajelor contactoarelor statice, bazate pe
dispozitive semiconductoare de putere: putere de comanda redusa,
frecvenla de lucru ridicata, funclionare silentrioasa 5i fara uzuri
mecanice. Faptul ca in starea "blocat" nu realizeaza o rezistenfa atet
de mare ca gi cea dintre contactele (mecanice) deschise ale unui contactor electromagnetic nu
constituie un impediment real.
Degi exista pi contactoare statice de c.c., blocarea mai dificila a unor dispozitive
semiconductoare de putere in c.c., aeauzat dezvoltarea accentuata a contactoarelor de c.a..
Structura de principiu a unui contactor static corespunde structurii contactoruluielectromagnetic Ai cuprinde - frg. 4.I -
- schema de comanda (S.C.)
- schema de fo4a (S.F.) care poate reahza o rezistenla echivalenta tz-4 * 0 sau r3-4 * @.
1-rtr+qq +*'*"T=:-Eralvanica +EFE|^EFE
ErE I vErriEE
nlFigura 4.2.
Transmiterea semnalului de comanda se
se poate afla la un potenfial ridicat, periculos
electronica de comanda.
28
bl
face cu separare galvanica intrucit partea de forta
pentru personalul de deservire sau chiar pentru
-
Principalele variante uzuale de circuite de comanda sebaz.eaza fie pe optocuploare, fie pe
transformatoare. prima solufie este mai comoda, dar puterea de comanda transmisa este mai
redusa iar tensiunea maxima suportata de tranzistorul din optocuplor, figura 4.2.a, este destul de
mica. in cazul separarii prin transformator - fig. 4.2.b - tensiunea de comanda E.o activeaza
oscilatorul declanpabil OD apardnd tensiunea secundara ce va amorsa partea de foqa (SF).
in cazul conducerii numerice directe (DDC), interfafarea prefera optocuploare, eventual
bazate pe scheme integrate complexe: doar la procese de puteri mari se recurge la scheme mai
IC) blFigura 4.3.
complicate cu transformatoare de separare. Pentru sarcini trrfazate gi fara fir de nul, structurile de
for{a cele mai frecvente corespund figurii 4.3.: in primul caz sunt necesarc 6 dispozitive
semiconductoare de putere: 6 tiristoare qi 6 diode, sarcina fiind conectata la bornele - A, B, C -;
cu conexiune stea sau triunghi. Schema din figura 4.3.b este utilizabila doar pentru sarcini conectate
in stea, aceasta fiind "inchisa" prin activarea tiristoarelor Tht + Thr.
4. DESFASURAREA LUCRARII
placa experimentala de montaj L4.1 este astfel conceputa inc6t sa poata reproduce structura
gi modul de functrionare a diferitelor contactoare statice industriale cu funcfionare in c.a. pe partea
de fo4a gi realizate fie cu tiristor fie cu triac.
Se identifica mai intai structurile schemelor folosite in lucrare. in varianta I-4.1 - frg.4.4 -
se folosesc: un tiristor Thr conceput fie a lucra cu bobina unui releu B*, fie cu cea a unui
electroventil B"u, alimentate in c.c. prin puntea p1, precum pi doua triace T.t pi Tr, care Vor comanda
funclionarea unei lampi (L) sau a unui motor asincron (M) bifazat alimentat in monofazat: - fig.
29
-
4.5. -, cu condensator de defazare.
gi A : alb.Culorile cordoanelor: Ro : rogu, Ne : negru, Ab : albastru
Circuitul de comanda, alimentat in c.c. la 5V, echivalent iepirii unui circuit logic TTL, va
activa prin "comutatorul" C., tiristorul - pozitria I - triacul T,, - pozilia2 - sau triacul T,, - poziEra
3 -, prin optocuploarele corespunzatoare (OC).
Figura 4.6.
Posibilitatea anclangarii releelor electronice la orice fazaa tensiunii alternative poate genera
perturbatrii prin armonicele superioare de curent; de aceea in schema din figura 4.6., modulullA.2,
amorsarea triacului este posibila doar la "trecerea prin zero" a tensiunii de alimentare, de fapt la
o faza r,rt < 30o, valoare la care amplitudinea armonicelor de curent este redusa. Daca optocuplorul
(C) ru edi\d (U" : 0), tadfn I fr sa F si.rr h omlme a eduii r$i u, ='f2'u"'sincl t
pentru care toot > 15o (la o alimentare cu tensiunea de220Y rezultaU^:32+34V.J pi deci se vaimpiedica amorsarea tiristorul (Th) Si implicit pi a triacului (Tr). Activ0nd acum optocuplorul,
30
-
tranzistorul saturat al acestuia va reduce, prin divizorul (Rr, P, Rr) tensiunea aplicata bazei
tranzistorului (T). In consecinfa, la
-
c)Nnn C)NHN
Ntt
F
c)NNT
oti
"Er,! L
F,,-o
P0f
+c
citl>UO&ygU
OJ
lrl
Figura 4.4
-
lffiERT
BF EOc-1{
-
l',l6ldr-l It iri=tar
I
I
l=s
Figura 4.7
aaJJ
-
F
LJ
U]
Ll
;;
N(/
E-U
:f
Figura 4.8
-
ItstsZlnHINOlrr'1,-qlHItrlit
l.-fI\t./
Fe---l-iIyl
_oLr|0
.{ .tYU
'r f{y(,
ru
oL
l.) l4(,Y
4* ,1\l-rlt,vlfrtldl Irf I"l ItlItl'tlllx-\ /\ .F
tl
F
YI
(.1
1t
x
\9(NFtfiNmII
.l
tt
]l0l
v
'rJ
U
u .{T-J
=
35
Figura 4.9