1. Описание способов управления контактором
Для работы вакуумных контакторов необходимо обеспечить два режима работы электромагнитного привода: режим форсировки от момента включения до момента полного замыкания магнитной системы и режим сброса мощности. Ранее функцию сброса мощности в электромагнитных системах контактора реализовывали с помощью включения балластного резистора, переключением на пониженное напряжение питания, переключением катушек из параллельного включения в последовательное и однополупериодным выпрямлением тока удержания, далее использовали фазовое регулирование. На рис.1.1. показана схема сброса мощности на катушках контактора при помощи балластного резистора. Такая схема имеет очень низкий КПД, большая часть мощности рассеивается в виде тепла на балластном резисторе. Отсутствует регулирование сброса мощности в зависимости от входного напряжения.
Схема с подключением балластного резистора. СУ - система управления; L1 и L2 - катушки контактора; R - балластный резистор.
Переключение катушек из последовательного в параллельное.
Переключение катушек контактора из параллельного соединения в последовательное дает только четырехкратный сброс мощности в режиме удержания, что недостаточно для обеспечения теплового режима катушек контактора. Требуются два силовых ключа. Схема приведена на рис.1.2.
Схема с переключением катушек параллельно-последовательно.
При добавлении в эту схему балластного резистора, для обеспечения необходимого коэффициента сброса мощности, КПД такой схемы не превышает 50%. Управление по принципу широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Суть ШИМ управления состоит в изменении длительности импульсов при неизменной частоте или изменении частоты при неизменной длительности импульса. Ключом необходимо управлять таким образом, чтобы на выходе преобразователя, т.е. на входе электромагнитной системы контактора, поддерживать требуемую величину тока. Недостатки ШИМ заключаются в том, что такой преобразователь создает высокочастотные помехи в питающей сети. Преобразователь построенный на таком принципе управления может поддерживать необходимый ток в катушках контактора в широком диапазоне входных напряжений, практически не зависит от формы входного напряжения, что дает высокую помехозащищенность, обеспечивает низкий уровень акустического шума контактора, т.к. частота ШИМ находиться за пределами слышимого диапазона (Рис.1.3.).
Схема управления с ШИМ.
В данной разработке решено использовать схему управления с ШИМ.
- Введение
- 1. Описание способов управления контактором
- 2. Разработка функциональной и принципиальной схемы устройства
- 2.1 Техническое задание
- 2.2 Функциональная схема блока управления контактором
- 2.3 Электрическая схема блока управления контактором
- 3. Расчет силовой части устройства
- 3.1 Выбор варистора
- 3.2 Выбор диодного моста
- 3.3 Выбор фильтровых конденсаторов
- 3.4 Расчет параметров силового транзистора
- 3.5 Выбор и расчет элементов блока драйвера
- 3.6 Расчет тепловой загрузки силового транзистора
- 3.7 Расчет параметров силового диода и расчет тепловой загрузки
- 4. Разработка системы управления
- 4.1 Выбор микроконтроллера
- 4.2 Расчет элементов системы управления
- 5. Источник питания системы управления
- 5.1 Выбор преобразователя напряжения
- 5.2 ИС импульсного преобразователя напряжения
- 5.3 Принцип работы SEPIC преобразователя
- 5.4 Расчет элементов преобразователя
- 6. Экспериментальная часть
- 6.1 Моделирование работы преобразователя напряжения
- 6.2 Исследование преобразователя напряжения
- 6.3 Исследование силовой части блока
- 7. Разработка программного обеспечения
- 7.1 Расчет параметров программного обеспечения
- 7.2 Описание работы ПО
- Функция обработки прерывания АЦП