Hogyan működik egy egyfázisú tirisztor

Az elektromos elég gyakran meg kell felelniük a célkitűzések a váltakozó feszültség szabályozás, áram vagy teljesítmény. Például, szabályozására a kommutátoros motor fordulatszám szükséges, hogy ellenőrizzék a feszültség a kivezetései, hogy ellenőrizzék a hőmérsékletet a szárító kamrában kell igazítani keletkezett erő a fűtőelemeket, hogy elérni a sima Start indukciós motor feszültségmentes - korlátozza annak kiindulási aktuális. Egy közös megoldás egy olyan eszköz úgynevezett tirisztoros.

Tervezése és működtetése egyfázisú tirisztor feszültségszabályozó

1. ábra egyszerű egyfázisú tirisztor aktív terhelést

Sam tirisztor bekarikázott kék vonalak, és magában foglalja a tirisztorok VS1-VS2 és egy rendszer az impulzus-fázisú vezérlő (a továbbiakban - IFSB). Tirisztor VS1-VS2 - félvezető eszközök, amelyek tulajdonsága, hogy zárva az áram folyását a normál állapotban, és nyitva kell lennie, hogy a folyosón a jelenlegi egyik polaritású alkalmazása során a vezérlő feszültség a vezérlőelektródjával. Ezért használható váltakozó áramú hálózatokban szükség két SCR szereplő különböző irányokba - az egyik az áramlás pozitív áram félhullámú, a második - a negatív fele. A beépülés hívják tirisztorok antiparallel.

Váltakozó tirisztor aktív terhelést

Powered tirisztor így. A kezdeti időben feszültség van az L-N (fázis és nulla ebben a példában), a vezérlő feszültség impulzusok nem adják át a tirisztorok, a tirisztorok zárva vannak, a jelenlegi a RL terhelés hiányzik. Miután megkapta a start parancsot IFSB kezd kiválni a vezérlő impulzusok egy bizonyos algoritmus (ld. 2.).

2. ábra diagram feszültség és áram az aktív terhelési

Először is, a vezérlő rendszer szinkronizálva van a hálózati, azaz meghatározza azt az időt a pont, ahol a hálózati feszültség L-N nulla. Ez a pont az úgynevezett zéró átkelőhely (külföldi szakirodalom - Zero Cross). Továbbá, egy bizonyos idő T1 számított pillanatától nuilátmenet és szállítjuk a tirisztoros vezérlő impulzus VS1. Ebben a tirisztor VS1 kinyitjuk, és a terhelési áram átfolyik a path L-VS1-RH-N. Amikor a következő nullátmenetének tirisztor automatikusan lezár, mivel nem elektromos áram vezetésére fordított irányban. Ezután kezdődik a negatív félhullám a hálózati feszültséget. IFSB ismét számít a T1 idő viszonylag új pillanat az átmenetet egy nulla feszültség és létrehoz egy második vezérlő impulzus egy tirisztor VS2, amely nyitja és áram folyik át a terhelés irányát N-R-VS2-L. Egy ilyen eljárás az úgynevezett fázis feszültség vezérlő impulzus.

T1 időt nevezik a késleltetés tüzelési tirisztorok T2 idő - az idő a vezetési tirisztor. Változtatásával a késleltetési idő T1 reteszfeloldást állítsa a kimeneti feszültség értéke nulla (nincs impulzus kerül forgalomba, a tirisztorok zárva), amíg a teljes hálózati ha impulzusokat közvetlenül idején nullátmenet. A késleltetési idő a T1 kinyitó változik 0..10 ms (10 ms - az időtartama egy fél ciklus a feszültség szabványos 50 Hz). Is nevezik a T1 és T2-szer, de nem működik egyidejűleg, és az elektromos fok. Egy fél ciklus 180 el.gradusov.

Mi a kimeneti feszültség tirisztor vezérlő? Mint a 2. ábrán látható, úgy néz ki, mint egy „vágás” szinuszos. És minél több időt a T1, a kisebbek a „hulladék” hasonlít egy szinuszhullám. Ebből következik, fontos gyakorlati következtetés - fázisában-impulzusvezérlésének kimeneti feszültsége nem szinuszos. Ez okozza a korlátozás alkalmazási területe - tirisztor nem lehet alkalmazni a terhelések, amelyek nem engedik, nem szinuszos teljesítmény feszültség és áram. Amint a 2. ábra a piros szín a terhelési áram. Mivel tisztán aktív terhelést, a áramhullámforma követi a feszültség hullámforma szerint Ohm törvénye I = U / R

Az ügy ohmos terhelés a leggyakoribb. Az egyik leggyakrabban használt alkalmazások a tirisztor vezérlő - feszültség ellenőrzés TENah. Módosításával a feszültség és az áramerősség változása hőteljesítmény terhelést. Ezért más néven szabályozó tirisztoros teljesítmény szabályozó. Ez igaz, de még mindig több megfelelő nevet - tirisztor feszültség szabályozó, hiszen szabályozza a feszültséget az első helyen, és a jelenlegi és a teljesítmény - ilyen nagyságrendű van-származékok.

Rendelet feszültség és áram a rezisztív induktív terhelés,

Megvizsgáltuk a legegyszerűbb esetben egy ohmos terhelést. Tegyük fel magunknak, mi fog változni, ha a terhelés lesz a hatóanyag mellett még induktív alkatrész? Például, az ellenállás keresztül csatlakozik egy feszültségcsökkentő transzformátor (3.ábra). Így nagyon gyakori eset.

3. ábra A tirisztor működik RL terhelés

Nézd meg alaposan a 2. ábrán az esetben a tisztán ohmos terhelést. Úgy látszik, hogy miután a tirisztor áram a terhelés szinte azonnal emelkedik nulláról a határérték miatt feszültség és áram értéke terhelési ellenállás. Természetesen villamosmérnöki köztudott, hogy az induktivitás megakadályozza olyan hirtelen emelkedése a jelenlegi, így a grafikon a feszültség és az áram lesz némileg más jellegű:

A 4. ábra feszültséget és a terhelést RL-

A bekapcsolás után tirisztor terhelési áram fokozatosan emelkedik, így a jelenlegi görbe simított. Minél nagyobb az induktivitás, annál simább a görbe aktuális. Mit csinál a gyakorlatban?

- Elegendő induktivitás lehetővé teszi, hogy a jelenlegi szinuszos, azaz induktivitás viselkedik, mint egy szinusz szűrő. Ebben az esetben, mivel a jelenléte induktivitás a transzformátor tulajdonságokkal, de gyakran szándékosan bevezetett induktivitása fojtás.

- A rendelkezésre álló induktivitás csökkenti a zajt szaporított tirisztoros szabályozó a vezetékes és rádió. Az éles, szinte azonnal (néhány ezredmásodperc) jelenlegi emelkedése okoz interferenciát, amely ronthatja a teljesítményt más berendezések. És ha a villamosenergia-rendszer „gyenge”, és ez elég a kíváncsiság - tirisztor lehet „kikapcsolni” önmagát, saját zaj.

- A tirisztorok fontos paraméter - az értéke di / dt kritikus mértéke a jelenlegi emelkedés. Például, egy tirisztor modul SKKT162 ez az érték 200 A / ms. Meghaladja ez az érték veszélyes, mivel ez károsíthatja a tirisztor a károsodástól. Tehát a jelen lévő induktivitás lehetővé teszi a tirisztor marad a biztonságos működés garantált nem haladja meg a határértéket di / dt. Ha ez a feltétel nem teljesül, akkor megfigyelhető egy érdekes jelenség - a kimenet tirisztorok a rendszer, annak ellenére, hogy tirisztoros áram ne haladja meg a névleges értéket. Például, ugyanaz a SKKT162 sikertelen lehet egy áram 100 A, bár rendszerint működni akár 200 A. Az ok pontosan feleslegben üteme jelenlegi emelkedés di / dt.

By the way, meg kell említeni, hogy az induktivitás a hálózat mindig ott van, még akkor is, ha a terhelés tisztán aktív. Jelenléte miatt egyrészt az induktivitás a tekercsek a transzformátor alállomás ellátás, másrészt öninduktivitása vezetékek és kábelek, és harmadszor, az induktivitás a hurok képződött etetésével és terhelési vezetékek és kábelek. És a legtöbb e induktivitása ahhoz, hogy biztosítsák a feltétellel, hogy nem haladja meg a di / dt kritikus értéket, így a gyártók általában nem tesz a fázis szabályozás fojtó. kínál nekik egy lehetőséget, hogy azok, akik aggódnak a „tisztaság” A hálózat és elektromágneses összeférhetőség csatlakoztatott eszközök.

Szintén fontos megjegyezni, a feszültség diagram a 4. ábrán látható Az is látható, hogy miután a nullátmenetének a terhelés van egy kis emissziós fordított polaritású feszültség. Ennek oka az előfordulása - a késedelem a decay a terhelés induktivitás, hogy a tirisztor továbbra is nyitott, akkor is, ha a negatív félhullámú feszültséget. Zár akkor jelentkezik, amikor a tirisztor decay nullára bizonyos késéssel képest a pillanat nullátmenet.

induktív terhelés esetén

Mi történik, ha az induktív komponens sokkal nagyobb, mint a hatóanyag? Akkor beszélhetünk az esetben a tisztán induktív terhelés. Például, ilyen esetben úgy állíthatjuk elő, hogy a terhelést a transzformátor kimeneti Az előző példa:

5. ábra Tirisztor szabályozó egy induktív terhelés

A transzformátor működési készenléti üzemmód - szinte ideális induktív terhelés. Ebben az esetben, mivel a nagy induktivitás a tirisztorok reteszelő felé tolódik közelebb a közepén a fél ciklusban, mivel a jelenlegi hullámforma simítjuk maximális közel szinuszos formában:

6. ábra mutatja a jelenlegi és a feszültség esetén egy induktív terhelés

A feszültség a terhelés szinte egyenlő a teljes hálózatot, bár a késleltetési idő felszabadítása csak a fele a fél ciklus (90 el.gradusov) Azaz, ha egy nagy induktivitás beszélhetünk elmozdulás szabályozó jellemzők. Amikor egy ohmos terhelés a maximális kimeneti feszültség szögben 0 el.gradusov felszabadítása késleltetést használja, azaz abban az időben a nullátmenet. A induktív terhelés a feszültség maximális állíthatjuk elő égetés késleltetési szög el.gradusov 90, azaz amikor a tirisztor van oldva idején a maximális a hálózati feszültség. Ennek megfelelően, az esetben, ha az aktív induktív terhelés kimeneti feszültség maximális késleltetési szögének felel meg a felszabadítása egy közbenső tartományban 0..90 el.gradusov.