Studiul contactoarelor cu comutație statică

Progresele realizate în construcţia dispozitivelor semiconductoare comandate de putere (de tip tiristor sau triac în principal dar şi IGBT-uri de exemplu), care pot funcţiona normal la tensiuni de ordinul kV şi la curenţi de ordinul (102 – 103) A, au permis realizarea unor AEC fără contacte, deci fără arc electric de întrerupere, având schema de principiu indicată în Fig. 2.18, pentru funcţionarea în curent continuu.

Fig. 2.18: Schema de principiu pentru un AEC fără contacte

O comandă convenabilă în raport cu o mărime fizică, x, (curent electric, tensiune electrică, temperatură, presiune etc.) permite modificarea rapidă în timp, şi în limite largi, de la R*min la R*max şi invers, a rezistenţei electrice, R*(x), care substituie practic contactul de comutaţie al AE, K. Dependenţa valorilor rezistentei R*(x) în raport cu parametrul de comandă, x, este poate fi de forma indicată în Fig. 2.19.

Fig. 2.19: Cu privire la funcţionarea AEC fără contacte

Corespunzător valorii R*max, pentru circuitul presupus pur rezistiv, curentul electric va avea valoarea minimă:

, (2.17)

ce se asimilează cu starea “deconectat” a unui AEC.

Daca rezistenţa R*(x) dobândeşte valoarea R*min, ca urmare a modificării parametrului x, curentul din circuit va fi desigur:

, (2.18)

ce se asimilează cu curentul nominal şi deci cu starea “conectat” a AEC. De menţionat că performanţele unui asemenea AE fără contacte depind de viteza de variaţie în timp a rezistenţei R*(x), ceea ce presupune limite cât mai restrânse de evoluţie a valorilor mărimii de comandă, x, fără a asigura însă separarea galvanică fermă între sursa de alimentare şi consumator.

Evoluţia rapidă (10-4 s) şi în limite foarte largi, cu un grad de comutaţie:

, (2.19)

a rezistenţei R*(x) poate să corespundă trecerii din stare “blocată” în stare de “conducţie” a unui semiconductor de putere comandat, de tip tranzistor, tiristor, IGBT etc.

Schema de principiu a unui AEC fără contacte, realizat cu tiristoare, şi de aceea numit de multe ori cu “comutaţie statică”, este dată în Fig. 2.20.