I. Antecedentes del Proyecto y Problemas Críticos a Abordar
Como uno de los dispositivos eléctricos de baja tensión más ampliamente utilizados, los contactores de CA desempeñan un papel crucial en los sistemas de operación a largo plazo. Sin embargo, su diseño tradicional tiene un defecto fundamental: los contactos generan inevitablemente un arco al interrumpir el circuito.
Este defecto inherente conduce a una serie de problemas serios:
II. Solución Central: Principio de Interrupción sin Arco
La innovación central de esta solución radica en adoptar una estructura híbrida que combina contactos principales + un módulo de tiristor paralelo, con un circuito de control de disparo preciso para sincronizar exactamente sus secuencias de conmutación.
Fase de Operación |
Nodo de Tiempo |
Proceso de Acción |
Objetivo Central y Efecto |
Conexión |
|||
10 ms después de la energización de la bobina |
El circuito de disparo envía una señal; tres pares de tiristores bidireccionales se conducen instantáneamente. |
Primero hacer: Se establece primero la ruta de corriente, preparándose para el cierre de los contactos → conexión sin arco. |
|
15 ms después de la energización de la bobina |
Los contactos principales del contactor se cierran, cortocircuitando los tiristores. |
Cambio: Los contactos mecánicos transportan la corriente principal del circuito; los tiristores se apagan automáticamente debido a la diferencia de voltaje cero → eficiencia energética. |
|
Desconexión |
|||
Después de la desenergización de la bobina |
La presión de los contactos disminuye; la resistencia de los contactos aumenta; la caída de tensión a través de los contactos sube a ~0,10 V. |
Preparación: La señal de caída de tensión dispara el circuito de control → los tiristores se conducen inmediatamente. |
|
12 ms después de la desenergización de la bobina |
Los contactos principales comienzan a abrirse. |
Interrupción sin arco: La corriente se transfiere completamente a la ruta de los tiristores → los contactos se abren a corriente cero → completamente sin arco. |
|
18 ms después de la desenergización de la bobina |
El circuito de disparo detiene la señal; los tiristores se apagan naturalmente en el cruce por cero de la corriente. |
Último romper: Completa la interrupción sin arco de todo el circuito. |
III. Implementación del Proceso y Plan de Modificación
Esta solución se adhiere al principio de "modificación dirigida basada en productos maduros," reduciendo significativamente las barreras y costos de industrialización.
Modificaciones Específicas:
IV. Conclusiones de las Pruebas y Valor Significativo
El contactor de CA desarrollado basado en esta solución ha pasado pruebas rigurosas de resistencia mecánica y eléctrica, verificando su seguridad, confiabilidad y viabilidad.
Valor Central Entregado:
• Mejora Revolucionaria del Rendimiento: La eliminación completa de los arcos de conmutación aumenta la resistencia eléctrica por decenas de veces, teóricamente alcanzando el nivel de la vida útil mecánica. También reduce el mantenimiento de los contactos e incrementa la frecuencia de operación permitida.
• Ampliación de Campos de Aplicación: La característica sin arco permite una aplicación segura en entornos de alto riesgo con estrictos requisitos de explosión y fuego, como plantas petroquímicas, minas de carbón, aeroespacio, etc., convirtiéndolo en un componente central altamente confiable en sistemas de control y distribución de energía.
• Ecológico: Reduce significativamente la contaminación de la red y la interferencia electromagnética causadas por los arcos, alineándose con la tendencia de desarrollo de los electrodomésticos modernos y ecológicos.