构建一个固态接触器电路的过程

在本文中，我们将学习如何设计和构建一个固态接触器电路，使用三端双向可控硅来操作高可靠性的潜水钻井泵电机等重载负载，并且无需担心接触器单元的磨损问题或长期退化问题。

什么是接触器

接触器是市电供电的ON/OFF开关的一种形式，额定用于处理高电流下的重负载，以及开关触点上形成电弧形式的高开关尖峰。它主要用于切换高功率或大电流感性负载，例如潜水三相泵电机或其他类似类型的重工业负载，其中也可能包括螺线管。

接触器的工作原理

基本接触器开关在其电气配置中将具有以下基本元素：

一键开启开关

一键关闭开关

A 电源操作的继电器米查主义

在标准机械接触器设置中，作为按压接通开关的启动开关用于将接触器触点锁定在开关接通位置，以便连接的负载也接通，而停止开关（推至关开关）用于断开此锁存器布置并关闭连接的负载。

当用户按下推入ON开关时，集成电磁线圈通电，该线圈拉动一组弹簧加载的重型触点，并将它们与另一组重型触点硬连接。这将连接两组相邻的触点，允许电流从主电源流向负载。因此，通过此操作打开负载。

电磁线圈和相关触点组形成接触器的继电器机构，每次按下按压接开关或按下启动开关时，接触器都会被锁存并打开。

Push-to-OFF开关以相反的方式工作，当按下此开关时，继电器锁存器被迫断开，这反过来又释放并将触点打开到其原始关闭位置。这会导致负载关闭。

机械接触器的问题

机械接触器通过上述程序非常有效地工作，但从长远来看，由于触点上的严重电弧，它们很容易磨损。

这些电弧通常是由于负载消耗的刚性初始电流引起的，负载本质上主要是电感性的，例如电机和螺线管。

反复的电弧会导致接触面上的燃烧和腐蚀，最终变得过于退化，无法正常工作，无法进行所需的负载切换。

设计电子接触器

找到一种简单的方法来解决机械接触器的磨损问题看起来令人生畏和复杂，除非将设计完全替换为电子对应物，该电子对应物可以按照规格执行所有操作，但无论操作频率如何以及负载功率可能有多大，都能防止机械退化。

经过一番思考，我可以想出以下简单的固态接触器电路，使用三端双向可控硅，SCR和其他一些电子元件

零件清单

所有 SCR = C106 或 BT151

所有小型三端双向可控硅 = BT136

所有大型三端双向可控硅 = BTA41/600

所有 SCR 栅极二极管 = 1N4007

所有桥式整流二极管 = 1N4007

电路操作

设计看起来很简单。我们可以看到 3 个高功率三端双向可控硅用作开关，用于激活 3 相输入的 3 条线路。

这些高功率控制三端双向可控硅的栅极由3个连接的低功率三端双向可控硅触发，这些三端双向可控硅用作缓冲级。

最后，这些缓冲三端双向可控硅的门由3个单独的SCR触发，这些SCR分别为每个三端双向可控硅网络配置。

SCR 依次通过单独的按压开关和按压开关触发，以分别打开和关闭它们，这允许三端双向可控硅相应地触发 ON 和
OFF，以响应相关的按钮开关激活。

当按下按压接开关时，所有 SCR 都会立即锁定，这允许栅极驱动出现在所有 3 个缓冲三端双向可控硅的栅极上。

这些三端双向可控硅现在开始导通，使主功率三端双向可控硅的栅极触发，主功率三端双向可控硅最终开始导通并允许三相电源到达负载，负载接通。

为了停止该电子接触器继电器电路，用户按下推至关闭开关（停止开关），这会立即断开 SCR
的闭锁，抑制三端双向可控硅的栅极驱动并将它们与负载一起关闭。

简化电路

在上图中，我们可以看到中间三端双向可控硅缓冲级用于将触发从SCR中继到市电功率三端双向可控硅。

然而，稍加检查就会发现，这些缓冲三端双向可控硅可能被省去，而SCR输出可以直接配置有轨电三端双向可控硅。

这将进一步简化设计，仅允许SCR级用于启动和停止操作，并降低单元的总体成本。

警告：上述电路尚未实际确认。作者用自己的理解和知识设计了这一点。