Circuito de contactor de estado sólido para bombas de motor

Circuito de contactor de estado sólido para bombas de motor

En este artículo aprendemos cómo diseñar y construir un circuito de contactor de estado sólido utilizando triacs para operar cargas de servicio pesado como motores de bomba de pozo sumergible con alta confiabilidad, y sin preocupaciones sobre problemas de desgaste o degradación a largo plazo de la unidad de contactor.

¿Qué es un contactor?

Un contactor es una forma de interruptor de ENCENDIDO / APAGADO operado por la red, clasificado para manejar cargas pesadas con corrientes altas y picos de conmutación altos en forma de arcos a través de sus contactos de conmutación. Se utiliza principalmente para conmutar cargas inductivas de alto vataje o alta corriente, como motores sumergibles de bombas trifásicas u otro tipo similar de cargas industriales pesadas que también pueden incluir solenoides.

Cómo funciona un contactor

Un interruptor contactor básico tendrá los siguientes elementos básicos en su configuración eléctrica:



  1. Un interruptor de presionar para encender
  2. Un interruptor de empujar para apagar
  3. Un mecanismo de relé operado por la red

En una configuración de contactor mecánico estándar, el interruptor de arranque que es un interruptor de empuje para ENCENDIDO se usa para enganchar los contactos del contactor en una posición de ENCENDIDO de modo que la carga conectada también se encienda, mientras que el interruptor de parada que es un interruptor de empuje El interruptor de apagado se utiliza para romper esta disposición de pestillo y apagar la carga conectada.

Cuando el usuario presiona el interruptor de empujar a ON, se energiza una bobina electromagnética integrada, que tira de un conjunto de contactos de servicio pesado cargados por resorte y los conecta con fuerza con otro conjunto de contactos de servicio pesado. Esto une los dos conjuntos contiguos de contactos que permiten que la corriente fluya desde la fuente de alimentación principal a la carga. Por tanto, la carga se conecta con esta operación.

La bobina electromagnética y los conjuntos de contactos asociados forman el mecanismo de relé del contactor, que se engancha y enciende cada vez que se presiona el interruptor de empuje a encendido o el interruptor de ARRANQUE.

El interruptor Push-to-OFF actúa de manera opuesta, cuando se presiona este interruptor, el pestillo del relé se fuerza a romperse, lo que a su vez libera y abre los contactos en su posición original de apagado. Esto hace que la carga se apague.

Problemas con los contactores mecánicos

Los contactores mecánicos funcionan de manera bastante eficiente a través de los procedimientos explicados anteriormente, sin embargo, a largo plazo, se vuelven propensos al desgaste debido a los fuertes arcos eléctricos a través de sus contactos.

Estos arcos son generalmente causados ​​por el consumo de corriente inicial masivo de la carga, que son en su mayoría inductivos por naturaleza, como motores y solenoides.

Los arcos repetidos causan quemaduras y corrosión en las superficies de contacto que eventualmente se degradan demasiado para funcionar normalmente para la conmutación requerida de la carga.

Diseñar un contactor electrónico

Encontrar una manera fácil de resolver el problema del desgaste con los contactores mecánicos parece desalentador y complejo, a menos que el diseño se reemplace por completo con una contraparte electrónica que haga todo según las especificaciones, pero que sea infalible contra la degradación mecánica independientemente de la frecuencia con la que se produzcan. operado y qué tan grande puede ser el vataje de carga.

Después de pensarlo un poco, se me ocurrió el siguiente circuito de contactor de estado sólido simple usando triacs, SCR y algunos otros componentes electrónicos

diagrama de circuito del contactor de estado sólido electrónico

Lista de partes

Todos los SCR = C106 o BT151

Todos los triacs pequeños = BT136

Todos los triacs grandes = BTA41 / 600

Todos los diodos de puerta SCR = 1N4007

Todos los diodos rectificadores de puente = 1N4007

Operación del circuito

El diseño parece bastante sencillo. Podemos ver que se utilizan 3 triacs de alta potencia como interruptores para activar las 3 líneas de la entrada trifásica.

Las puertas de estos triacs de control de alta potencia se activan mediante 3 triacs de baja potencia adjuntos que se utilizan como etapas de amortiguación.

Finalmente, las puertas de estos triacs de búfer se activan mediante 3 SCR individuales configurados por separado para cada una de estas redes de triac.

Los SCR, a su vez, se activan a través de interruptores separados para encender y apagar para encenderlos y apagarlos respectivamente, esto permite que los triacs se activen y apaguen en respuesta a la activación del interruptor de presión correspondiente.

Cuando se presiona el interruptor de presionar para encender, todos los SCR se bloquean instantáneamente, y esto permite que aparezca un controlador de puerta a través de las puertas de los 3 triacs de búfer.

Estos triacs ahora comienzan a conducir, lo que permite la activación de la puerta de los triacs de potencia principales, que finalmente comienzan a conducir y permiten que la energía trifásica alcance la carga, y la carga se enciende.

Para detener este circuito de relé de contactor electrónico, el usuario presiona el interruptor de APAGADO (interruptor de PARADA), lo que instantáneamente rompe el enganche de los SCR, inhibiendo el accionamiento de la compuerta para los triacs y apagándolos, junto con la carga.

Simplificando el circuito

En el diagrama anterior, podemos ver las etapas intermedias de búfer de triac que se utilizan para transmitir el disparo de los SCR a los triacs de alimentación de red.

Sin embargo, un pequeño examen revela que es posible que estos triacs de búfer se eliminen y que la salida SCR se configure directamente con los triacs de red.

Esto simplificaría aún más el diseño permitiendo que solo las etapas de SCR se usen para las acciones de ARRANQUE y DETENCIÓN y también reduciría el costo total de la unidad.




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