Тиристорные и симисторные силовые блоки СБ

Описание

Бесконтактные пускатели, большой ресурс работы, увеличение точности регулирования, улучшение режима работы нагревателей, уменьшение электромагнитных помех.

Традиционно, для включения мощных нагревательных элементов используются электромагнитные пускатели.

Пускатель – это надежное устройство, но только если включается очень редко. Для точного регулирования температуры, напротив, требуется частое включение/выключение нагрузки. В таком режиме ресурс работы пускателя резко сокращается. Приходится выбирать между точностью регулирования и надежностью. Другим недостатком работы с пускателем является тяжелый режим работы нагревателя. Включаясь на длительное время на полную мощность, он каждый раз нагревается «докрасна», что сокращает его ресурс работы. Учитывая вышесказанное, мы рекомендуем использовать тиристорные силовые блоки, лишенные этих недостатков.

Силовые блоки СБ состоят из схемы управления и мощных тиристоров (или симистора). Схема управления построена на базе оптосимистора МОС3082, который имеет оптическую развязку цепи управления от силовой цепи, и детектор прохождения напряжения через ноль. Выходные тиристоры открываются в момент, когда напряжение на них близко к нулю, поэтому силовой блок создает минимальные помехи в сети. Управляющий сигнал напряжением 7…24 В DC, ток не более 20 мА. Силовые блоки могут быть использованы с любыми регуляторами, метод управления мощностью нагревателя определяется регулятором.

В приборах «Термодат» реализован современный метод управления средней мощностью электронагревателей. Этот метод можно назвать методом равномерного по времени распределения рабочих сетевых периодов. На рис. 1 показан ток через нагрузку при работе в этом режиме. При 100% мощности нагреватель включен постоянно – все периоды рабочие. При 90% мощности нагрузка выключена каждый десятый период, при 50% мощности нагрузка выключена каждый второй период, при 25% мощности рабочим является каждый четвертый период и т.д.

Регуляторы «Термодат» могут быть переведены в более известный и привычный метод широтно-импульсной модуляции (ШИМ). В методе широтно-импульсной модуляции нагрузка включается на долю периода ШИМ, который задается пользователем. Среднее значение выводимой мощности, в процентах от полной мощности нагревателя, определяется отношением времени включения к периоду ШИМ (Рис. 2).

Для охлаждения тиристоров (симисторов) силовые блоки имеют радиаторы (охладители). Площадь радиаторов в блоках на токи до 160 А подобрана так, чтобы при максимальном токе и температуре воздуха 30°С, температура радиатора не превышала 100°С. Мощные силовые блоки (на токи 320А и выше) имеют вентиляторы для охлаждения тиристоров. Специальный контроллер измеряет температуры радиаторов и включает вентиляторы при нагреве выше 80°С. Когда температура понизится, вентилятор выключается. В случае аварийного перегрева (температура радиатора выше 110°С), тиристоры выключаются.

Управление трехфазной нагрузкой
Ниже в таблице приведены модели однофазных силовых блоков типа СБ. Для управления трехфазной нагрузкой необходимо использовать два или три однофазных блока. При использовании схемы подключения трехфазной нагрузкой типа «треугольник», достаточно установить два однофазных блока типа СБ. Две фазы подключаются к двум вершинам треугольника через силовые блоки, а третья фаза подключается к третьей вершине напрямую. Точно так же достаточно двух однофазных силовых блоков, при использовании схемы подключения типа «звезда» без нулевого провода. При использовании «звезды» с нулевым проводом следует установить три однофазных блока.