Site Loader

Содержание

Выпрямитель на тиристорах схема: тиристорный мост

Тиристор как диод

При разработке регулируемого источника питания без высокочастотного преобразователя разработчик сталкивается с такой проблемой, что при минимальном выходном напряжении и большом токе нагрузки на регулирующем элементе стабилизатор рассеивается большая мощность. До настоящего времени в большинстве случаев эту проблему решали так: делали несколько отводов у вторичной обмотки силового трансформатора и разбивали весь диапазон регулировки выходного напряжения на несколько поддиапазонов. Такой принцип использован во многих серийных источниках питания, например, УИП-2 и более современных. Понятно, что использование источника питания с несколькими поддиапазонами усложняется, усложняется также дистанционное управление таким источником питания, например, от ЭВМ.

Выходом мне показалось использование управляемого выпрямителя на тиристоре т. к. появляется возможность создания источника питания, управляемого одной ручкой установки выходного напряжения или одним управляющим сигналом с диапазоном регулировки выходного напряжения от нуля (или почти от нуля) до максимального значения.

Такой источник питания можно будет изготовить из готовых деталей, имеющихся в продаже.

К настоящему моменту управляемые выпрямители с тиристорами описаны и весьма подробно в книгах по источникам питания, но практически в лабораторных источниках питания применяются редко. В любительских конструкциях они также редко встречаются (кроме, конечно, зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов). Надеюсь, что настоящая работа поможет изменить это положение дел.

В принципе, описанные здесь схемы могут быть применены для стабилизации входного напряжения высокочастотного преобразователя, например, как это сделано в телевизорах “Электроника Ц432”. Приведенные здесь схемы могут также быть использованы для изготовления лабораторных источников питания или зарядных устройств.

Описание своих работ я привожу не в том порядке как я их проводил, а более или менее упорядочено. Сначала рассмотрим общие вопросы, затем “низковольтные” конструкции типа источников питания для транзисторных схем или зарядки аккумуляторов и затем “высоковольтные” выпрямители для питания схем на электронных лампах.

Работа тиристорного выпрямителя на емкостную нагрузку

В литературе описано большое количество тиристорных регуляторов мощности, работающих на переменном или пульсирующем токе с активной (например, лампы накаливания) или индуктивной (например, электродвигатель) нагрузкой. Нагрузкой же выпрямителя обычно является фильтр в котором для сглаживания пульсаций применяются конденсаторы, поэтому нагрузка выпрямителя может иметь емкостный характер.

Рассмотрим работу выпрямителя с тиристорным регулятором на резистивно-емкостную нагрузку. Схема подобного регулятора приведена на рис. 1.

Рис. 1.

Здесь для примера показан двухполупериодный выпрямитель со средней точкой, однако он может быть выполнен и по другой схеме, например, мостовой. Иногда тиристоры кроме регулирования напряжения на нагрузке Uн выполняют также функцию выпрямительных элементов (вентилей), однако такой режим допускается не для всех тиристоров (тиристоры КУ202 с некоторыми литерами допускают работу в качестве вентилей). Для ясности изложения предположим, что тиристоры используются только для регулирования напряжения на нагрузке Uн, а выпрямление производится другими приборами.

Принцип работы тиристорного регулятора напряжения поясняет рис. 2. На выходе выпрямителя (точка соединения катодов диодов на рис. 1) получаются импульсы напряжения (нижняя полуволна синусоиды “вывернута” вверх), обозначенные Uвыпр. Частота пульсаций fп на выходе двухполупериодного выпрямителя равна удвоенной частоте сети, т. е. 100Hz при питании от сети 50Hz. Схема управления подает на управляющий электрод тиристора импульсы тока (или света если применен оптотиристор) с определенной задержкой tз относительно начала периода пульсаций, т. е. того момента, когда напряжение выпрямителя Uвыпр становится равным нулю.

Рис. 2.

Рисунок 2 выполнен для случая, когда задержка tз превышает половину периода пульсаций. В этом случае схема работает на падающем участке волны синусоиды. Чем больше задержка момента включения тиристора, тем меньше получится выпрямленное напряжение Uн на нагрузке. Пульсации напряжения на нагрузке Uн сглаживаются конденсатором фильтра Cф. Здесь и далее сделаны некоторые упрощения при рассмотрении работы схем: выходное сопротивление силового трансформатора считается равным нулю, падение напряжения на диодах выпрямителя не учитывается, не учитывается время включения тиристора. При этом получается что подзаряд емкости фильтра Cф происходит как бы мгновенно. В реальности после подачи запускающего импульса на управляющий электрод тиристора заряд конденсатора фильтра занимает некоторое время, которое, однако, обычно намного меньше периода пульсаций Тп.

Теперь представим, что задержка момента включения тиристора tз равна половине периода пульсаций (см. рис. 3). Тогда тиристор будет включаться, когда напряжение на выходе выпрямителя проходит через максимум.

Рис. 3.

В этом случае напряжение на нагрузке Uн также будет наибольшим, примерно таким же, как если бы тиристорного регулятора в схеме не было (пренебрегаем падением напряжения на открытом тиристоре).

Здесь мы и сталкиваемся с проблемой. Предположим, что мы хотим регулировать напряжение на нагрузке почти от нуля до наибольшего значения, которое можно получить от имеющегося силового трансформатора. Для этого с учетом сделанных ранее допущения потребуется подавать на тиристор запускающие импульсы ТОЧНО в момент, когда Uвыпр проходит через максимум, т. е. tз=Tп/2. С учетом того, что тиристор открывается не моментально, а подзарядка конденсатора фильтра Cф также требует некоторого времени, запускающий импульс нужно подать несколько РАНЬШЕ половины периода пульсаций, т. е. tз<Tп/2. Проблема в том, что во-первых сложно сказать насколько раньше, т. к. это зависит от таких причин, которые при расчете точно учесть сложно, например, времени включения данного экземпляра тиристора или полного (с учетом индуктивностей) выходного сопротивления силового трансформатора. Во-вторых, даже если произвести расчет и регулировку схемы абсолютно точно, время задержки включения tз, частота сети, а значит, частота и период Tп пульсаций, время включения тиристора и другие параметры со временем могут измениться.

Поэтому для того чтобы получить наибольшее напряжение на нагрузке Uн возникает желание включать тиристор намного раньше половины периода пульсаций.

Предположим, что так мы и поступили, т. е. установили время задержки tз намного меньшее Тп/2. Графики, характеризующие работу схемы в этом случае приведены на рис. 4. Заметим, что если тиристор откроется раньше половины полупериода, он будет оставаться в открытом состоянии пока не закончится процесс заряда конденсатора фильтра Cф (см. первый импульс на рис. 4).

Рис. 4.

Оказывается, что при малом времени задержки tз возможно возникновение колебаний выходного напряжения регулятора. Они возникают в том случае, если в момент подачи на тиристор запускающего импульса напряжение на нагрузке Uн оказывается больше напряжения на выходе выпрямителя Uвыпр. В этом случае тиристор оказывается под обратным напряжением и не может открыться под действием запускающего импульса. Один или несколько запускающих импульсов могут быть пропущены (см.

второй импульс на рис. 4). Следующее включение тиристора произойдет когда конденсатор фильтра разрядится и в момент подачи управляющего импульса тиристор будет находиться под прямым напряжением.

Вероятно, наиболее опасным является случай, когда оказывается пропущен каждый второй импульс. В этом случае через обмотку силового трансформатора будет проходить постоянный ток, под действием которого трансформатор может выйти из строя.

Для того чтобы избежать появления колебательного процесса в схеме тиристорного регулятора вероятно можно отказаться от импульсного управления тиристором, но в этом случае схема управления усложняется или становится неэкономичной. Поэтому автор разработал схему тиристорного регулятора в которой тиристор нормально запускается управляющими импульсами и колебательного процесса не возникает. Такая схема приведена на рис. 5.

Рис. 5.

Здесь тиристор нагружен на пусковое сопротивление Rп, а конденсатор фильтра Cф и нагрузка Rн подключены через пусковой диод VDп. В такой схеме запуск тиристора происходит независимо от напряжения на конденсаторе фильтра Cф. После подачи запускающего импульса на тиристор его анодный ток сначала начинает проходить через пусковое сопротивление Rп и, затем, когда напряжение на Rп превысит напряжение на нагрузке Uн, открывается пусковой диод VDп и анодный ток тиристора подзаряжает конденсатор фильтра Cф. Сопротивление Rп выбирается такой величины чтобы обеспечить устойчивый запуск тиристора при минимальном времени задержки запускающего импульса tз. Понятно, что на пусковом сопротивлении бесполезно теряется некоторая мощность. Поэтому в приведенной схеме предпочтительно использовать тиристоры с малым током удержания, тогда можно будет применить пусковое сопротивление большой величины и уменьшить потери мощности.

Схема на рис. 5 имеет тот недостаток, что ток нагрузки проходит через дополнительный диод VDп, на котором бесполезно теряется часть выпрямленного напряжения. Этот недостаток можно устранить, если подключить пусковое сопротивление Rп к отдельному выпрямителю.

Схема с отдельным выпрямителем управления, от которого питается схема запуска и пусковое сопротивление Rп приведена на рис. 6. В этой схеме диоды выпрямителя управления могут быть маломощными т. к. ток нагрузки протекает только через силовой выпрямитель.

Рис. 6.

Низковольтные источники питания с тиристорным регулятором

Ниже приводится описание нескольких конструкций низковольтных выпрямителей с тиристорным регулятором. При их изготовлении я взял за основу схему тиристорного регулятора, применяемого в устройствах для заряда автомобильных аккумуляторов (см. рис. 7). Эта схема успешно применялась моим покойным товарищем А. Г. Спиридоновым.

Рис. 7.

Элементы, обведенные на схеме (рис. 7), устанавливались на небольшой печатной плате. В литературе описано несколько подобных схем, отличия между ними минимальны, в основном, типами и номиналами деталей. В основном отличия такие:

1. Применяют времязадающие конденсаторы разной емкости, т. е. вместо 0.5mF ставят 1mF, и, соответственно, переменное сопротивление другой величины. Для надежности запуска тиристора в своих схемах я применял конденсатор на 1mF.

2. Параллельно времязадающему конденсатору можно не ставить сопротивление (3kW на рис. 7). Понятно, что при этом может потребоваться переменное сопротивление не на 15kW, а другой величины. Влияние сопротивления, параллельного времязадающему конденсатору на устойчивость работы схемы я пока не выяснил.

3. В большинстве описанных в литературе схем применяются транзисторы типов КТ315 и КТ361. Порою они выходят из строя, поэтому в своих схемах я применял более мощные транзисторы типов КТ816 и КТ817.

4. К точке соединения базы pnp и коллектора npn транзисторов может быть подключен делитель из сопротивлений другой величины (10kW и 12kW на рис. 7).

5. В цепи управляющего электрода тиристора можно установить диод (см. на схемах, приведенных ниже). Этот диод устраняет влияние тиристора на схему управления.

Схема (рис. 7) приведена для примера, несколько подобных схем с описаниями можно найти в книге “Зарядные и пуско-зарядные устройства: Информационный обзор для автолюбителей / Сост. А. Г. Ходасевич, Т. И. Ходасевич -М.:НТ Пресс, 2005”. Книга состоит из трех частей, в ней собраны чуть ли не все зарядные устройства за историю человечества.

Простейшая схема выпрямителя с тиристорным регулятором напряжения приведена на рис. 8.

Рис. 8.

В этой схеме использован двухполупериодный выпрямитель со средней точкой т. к. в ней содержится меньше диодов, поэтому нужно меньше радиаторов и выше КПД. Силовой трансформатор имеет две вторичные обмотки на переменное напряжение 15V. Схема управления тиристором здесь состоит из конденсатора С1, сопротивлений R1-R6, транзисторов VT1 и VT2, диода VD3.

Рассмотрим работу схемы. Конденсатор С1 заряжается через переменное сопротивление R2 и постоянное R1. Когда напряжение на конденсаторе C1 превысит напряжение в точке соединения сопротивлений R4 и R5, открывается транзистор VT1. Коллекторный ток транзистора VT1 открывает VT2. В свою очередь, коллекторный ток VT2 открывает VT1. Таким образом, транзисторы лавинообразно открываются и происходит разряд конденсатора C1 в управляющий электрод тиристора VS1. Так получается запускающий импульс. Изменяя переменным сопротивлением R2 время задержки запускающего импульса, можно регулировать выходное напряжение схемы. Чем больше это сопротивление, тем медленнее происходит заряд конденсатора C1, больше время задержки запускающего импульса и ниже выходное напряжение на нагрузке.

Постоянное сопротивление R1, включенное последовательно с переменным R2 ограничивает минимальное время задержки импульса. Если его сильно уменьшить, то при минимальном положении переменного сопротивления R2 выходное напряжение будет скачком исчезать. Поэтому R1 подобрано таким образом чтобы схема устойчиво работала при R2 в положении минимального сопротивления (соответствует наибольшему выходному напряжению).

В схеме использовано сопротивление R5 мощностью 1W только потому, что оно попалось под руку. Вероятно вполне достаточно будет установить R5 мощностью 0.5W.

Сопротивление R3 установлено для устранения влияния наводок на работу схемы управления. Без него схема работает, но чувствительна, например, к прикосновению к выводам транзисторов.

Диод VD3 устраняет влияние тиристора на схему управления. На опыте я проверил и убедился что с диодом схема работает устойчивее. Короче, не нужно скупиться, проще поставить Д226, коих запасы неисчерпаемы и сделать надежно работающее устройство.

Сопротивление R6 в цепи управляющего электрода тиристора VS1 повышает надежность его работы. Иногда это сопротивление ставят большей величины или не ставят вовсе. Схема без него обычно работает, но тиристор может самопроизвольно открываться под действием помех и утечек в цепи управляющего электрода. Я установил R6 величиной 51W как рекомендовано в справочных данных тиристоров КУ202.

Сопротивление R7 и диод VD4 обеспечивают надежный запуск тиристора при малом времени задержки запускающего импульса (см. рис. 5 и пояснения к нему).

Конденсатор C2 сглаживает пульсации напряжения на выходе схемы.

В качестве нагрузки при опытах регулятором использовалась лампа от автомобильной фары.

Схема с отдельным выпрямителем для питания цепей управления и запуска тиристора приведена на рис. 9.

Рис. 9.

Достоинством данной схемы является меньшее число силовых диодов, требующих установки на радиаторы. Заметим, что диоды Д242 силового выпрямителя соединены катодами и могут быть установлены на общий радиатор. Анод тиристора соединенный с его корпусом подключен к “минусу” нагрузки.

Монтажная схема этого варианта управляемого выпрямителя приведена на рис. 10.

Рис. 10.

Для сглаживания пульсаций выходного напряжения может быть применен LC-фильтр. Схема управляемого выпрямителя с таким фильтром приведена на рис. 11.

Рис. 11.

Я применил именно LC-фильтр по следующим соображениям:

1. Он более устойчив к перегрузкам. Я разрабатывал схему для лабораторного источника питания, поэтому перегрузки его вполне возможны. Замечу, что даже если сделать какую-либо схему защиты, то у нее будет некоторое время срабатывания. За это время источник питания не должен выходить из строя.

2. Если сделать транзисторный фильтр, то на транзисторе обязательно будет падать некоторое напряжение, поэтому КПД будет низкий, а транзистору может потребоваться радиатор.

В фильтре использован серийный дроссель Д255В.

Рассмотрим возможные модификации схемы управления тиристором. Первая из них показана на рис. 12.

Рис. 12.

Обычно времязадающую цепь тиристорного регулятора делают из включенных последовательно времязадающего конденсатора и переменного сопротивления. Иногда удобно построить схему так, чтобы один из выводов переменного сопротивления был подключен к “минусу” выпрямителя. Тогда можно включить переменное сопротивление параллельно конденсатору, как сделано на рисунке 12. Когда движок находится в нижнем по схеме положении, основная часть тока, проходящего через сопротивление 1.1kW поступает во времязадающий конденсатор 1mF и быстро заряжает его. При этом тиристор запускается на “макушках” пульсаций выпрямленного напряжения или немного раньше и выходное напряжение регулятора получается наибольшим. Если движок находится в верхнем по схеме положении, то времязадающий конденсатор закорочен и напряжение на нем никогда не откроет транзисторы. При этом выходное напряжение будет равно нулю. Меняя положение движка переменного сопротивления, можно изменять силу тока, заряжающего времязадающий конденсатор и, таким образом, время задержки запускающих импульсов.

Иногда требуется производить управление тиристорным регулятором не при помощи переменного сопротивления, а от какой-нибудь другой схемы (дистанционное управление, управление от вычислительной машины). Бывает, что детали тиристорного регулятора находятся под большим напряжением и непосредственное присоединение к ним опасно. В этих случаях вместо переменного сопротивления можно использовать оптрон.

Рис. 13.

Пример включения оптрона в схему тиристорного регулятора показан на рис. 13. Здесь используется транзисторный оптрон типа 4N35. База его фототранзистора (вывод 6) соединена через сопротивление с эмиттером (вывод 4). Это сопротивление определяет коэффициент передачи оптрона, его быстродействие и устойчивость к изменениям температуры. Автор испытал регулятор с указанным на схеме сопротивлением 100kW, при этом зависимость выходного напряжения от температуры оказалась ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ, т. е. при очень сильном нагреве оптрона (оплавилась полихлорвиниловая изоляция проводов) выходное напряжение уменьшалось. Вероятно, это связано с уменьшением отдачи светодиода при нагреве. Автор благодарит С. Балашова за советы по использованию транзисторных оптронов.

Рис. 14.

При регулировке схемы управления тиристором иногда бывает полезна подстройка порога срабатывания транзисторов. Пример такой подстройки показан на рис. 14.

Рассмотрим также пример схемы с тиристорным регулятором на большее напряжение (см. рис. 15). Схема питается от вторичной обмотки силового трансформатора ТСА-270-1, дающей переменное напряжение 32V. Номиналы деталей, указанные на схеме, подобраны под это напряжение.

Рис. 15.

Схема на рис. 15 позволяет плавно регулировать выходное напряжение от 5V до 40V, что достаточно для большинства устройств на полупроводниковых приборах, таким образом, эту схему можно взять за основу при изготовлении лабораторного источника питания.

Недостатком этой схемы является необходимость рассеивать достаточно большую мощность на пусковом сопротивлении R7. Понятно, что чем меньше ток удержания тиристора, тем больше может быть величина и меньше мощность пускового сопротивления R7. Поэтому здесь предпочтительно использовать тиристоры с малым током удержания.

Заметим также следующее. Часто в схемах тиристорных регуляторов применяют пороговые элементы с неизменным порогом срабатывания. При макетировании схемы автор решил так поступить чтобы обеспечить подачу в управляющий электрод тиристора импульсов постоянной амплитуды. Попытка стабилизировать порог срабатывания транзисторной схемы управления привела к ухудшению стабильности ее работы. Поэтому от стабилизации напряжения на конденсаторе C1, при котором открываются транзисторы было решено отказаться; к точке соединения базы VT1 и коллектора VT2 подключен делитель R4R5, питающийся пульсирующим напряжением с выпрямителя на диодах VD1-VD4. В этом случае схема работает устойчиво и в ней не замечено паразитных колебаний.

Кроме обычных тиристоров в схеме тиристорного регулятора может быть использован оптотиристор. На рис. 16. приведена схема с оптотиристором ТО125-10.

Рис. 16.

Здесь оптотиристор просто включен вместо обычного, но т.к. его фототиристор и светодиод изолированы друг от друга, схемы его применения в тиристорных регуляторах могут быть и другими. Заметим, что благодаря малому току удержания тиристоров ТО125 пусковое сопротивление R7 требуется менее мощное, чем в схеме на рис. 15. Поскольку автор опасался повредить светодиод оптотиристора большими импульсными токами, в схему было включено сопротивление R6. Как оказалось, схема работает и без этого сопротивления, причем без него схема лучше работает при низких напряжениях на выходе.

Высоковольтные источники питания с тиристорным регулятором

При разработке высоковольтных источников питания с тиристорным регулятором за основу была взята схема управления оптотиристором, разработанная В. П. Буренковым (ПРЗ) для сварочных аппаратов. Для этой схемы разработаны и выпускаются печатные платы. Автор выражает благодарность В. П. Буренкову за образец такой платы. Схема одного из макетов регулируемого выпрямителя с использованием платы конструкции Буренкова приведена на рис. 17.

Рис. 17.

Детали, установленные на печатной плате обведены на схеме пунктиром. Как видно из рис. 16, на плате установлены гасящие сопротивления R1 и R2, выпрямительный мост VD1 и стабилитроны VD2 и VD3. Эти детали предназначены для питания от сети 220V. Чтобы испытать схему тиристорного регулятора без переделок в печатной плате, использован силовой трансформатор ТБС3-0,25У3, вторичная обмотка которого подключена таким образом, что с нее снимается переменное напряжение 200V, т. е. близкое к нормальному питающему напряжению платы. Схема управления работает аналогично описанным выше, т. е. конденсатор С1 заряжается через подстроечное сопротивление R5 и переменное сопротивление (установлено вне платы) до того момента, пока напряжение на нем не превысит напряжение на базе транзистора VT2, после чего транзисторы VT1 и VT2 открываются и происходит разряд конденсатора С1 через открывшиеся транзисторы и светодиод оптронного тиристора.

Достоинством данной схемы является возможность подстройки напряжения, при котором открываются транзисторы (при помощи R4), а также минимального сопротивления во времязадающей цепи (при помощи R5). Как показывает практика, иметь возможность такой подстройки весьма полезно, особенно если схема собирается в любительских условиях из случайных деталей. При помощи подстроечных сопротивлений R4 и R5 можно добиться регулировки напряжения в широких пределах и устойчивой работы регулятора.

С этой схемы я начинал свои ОКР по разработке тиристорного регулятора. В ней же и был обнаружен пропуск запускающих импульсов при работе тиристора на емкостную нагрузку (см. рис. 4). Желание повысить стабильность работы регулятора привело к появлению схемы рис. 18. В ней автор опробовал работу тиристора с пусковым сопротивлением (см. рис 5.

Рис. 18.

В схеме рис. 18. использована та же плата, что и в схеме рис. 17, только с нее удален диодный мост, т.к. здесь используется один общий для нагрузки и схемы управления выпрямитель. Заметим, что в схеме на рис. 17 пусковое сопротивление подобрано из нескольких параллельно включенных чтобы определить максимально возможное значение этого сопротивления, при котором схема начинает устойчиво работать. Между катодом оптотиристора и конденсатором фильтра включено проволочное сопротивление 10W. Оно нужно для ограничения бросков тока через опторитистор. Пока это сопротивление не было установлено, после поворота ручки переменного сопротивления оптотиристор пропускал в нагрузку одну или несколько целых полуволн выпрямленного напряжения.

На основании проведенных опытов была разработана схема выпрямителя с тиристорным регулятором, пригодная для практического использования. Она приведена на рис. 19.

Рис. 19.

Данная схема (рис. 19) может быть использована как лабораторный источник питания для конструкций на электронных лампах, для налаживания импульсных источников питания и пр. Рассмотрим особенности схемы. Оптотиристор ТО125 кроме того, что имеет относительно малый ток удержания, позволяет соединить схему управления с общим проводом, что упрощает ее наладку, дистанционное управление. Поскольку схема управления и переменное сопротивление находятся под низкими напряжениями, прикосновение к ним безопасно. Схема управления и нагрузка питаются от одного выпрямителя на диодах VD1-VD4. Питание подается на схему управления через гасящие сопротивления R1A-R1E. При налаживании выяснилось, что схема работает устойчивее, если стабилитроны VD5 и VD6 зашунтировать сопротивлением R9. Без этого сопротивления при малом выходном напряжении (регулятор в положении наибольшего сопротивления) в схеме возникали паразитные колебания. При установленном сопротивлении R9 напряжение на катоде стабилитрона VD5 имеет вид половин синусоиды, верхушки которой могут быть ограничены стабилитронами VD5 и VD6. Также оказалось, что точка соединения базы транзистора VT2 и коллектора VT1 очень чувствительна к действию наводок. Например, работу регулятора нарушало прикосновение к этой точке пальцем. После установки сопротивления R10 чувствительность схемы управления к действию наводок значительно уменьшилась. Использован силовой трансформатор ТСА-270-1 от цветных ламповых телевизоров. Схема рис. 18 была собрана на печатной плате SCR1M0, см. рис. 19.

Рис. 20.

Печатная плата SCR1M0 (рис. 20) разработана для установки на нее современных малогабаритных электролитических конденсаторов и проволочных сопротивлений в керамическом корпусе типа SQP. Автор выражает благодарность Р. Пеплову за помощь с изготовлением и испытанием этой печатной платы.

Поскольку автор разрабатывал выпрямитель с наибольшим выходным напряжением 500V, потребовалось иметь некоторый запас по выходному напряжению на случай снижения напряжения сети. Увеличить выходное напряжение оказалось возможным если пересоединить обмотки силового трансформатора, как показано на рис. 21.

Рис. 21.

Замечу также, что схема рис. 19 и плата рис. 20 разработаны с учетом возможности их дальнейшего развития. Для этого на плате SCR1M0 имеются дополнительные выводы от общего провода GND1 и GND2, от выпрямителя DC1

Разработка и налаживание выпрямителя с тиристорным регулятором SCR1M0 проводились совместно со студентом Р. Пеловым в ПГУ. C его помощью были сделаны фотографии модуля SCR1M0 и осциллограмм.

Рис. 22. Вид модуля SCR1M0 со стороны деталей

Рис. 23. Вид модуля SCR1M0 со стороны пайки

Рис. 24. Вид модуля SCR1M0 сбоку

Таблица 1. Осциллограммы при малом напряжении

№ п/п

Минимальное положение регулятора напряжения

По схеме

Примечания

1

На катоде VD5

5 В/дел

2 мс/дел

2

На конденсаторе C1

2 В/дел

2 мс/дел

3

т. соединения R2 и R3

2 В/дел

2 мс/дел

4

На аноде тиристора

100 В/дел

2 мс/дел

5

На катоде тиристора

50 В/дел

2 мс/де

Таблица 2. Осциллограммы при среднем напряжении

№ п/п

Среднее положение регулятора напряжения

По схеме

Примечания

1

На катоде VD5

5 В/дел

2 мс/дел

2

На конденсаторе C1

2 В/дел

2 мс/дел

3

т.соединения R2 и R3

2 В/дел

2 мс/дел

4

На аноде тиристора

100 В/дел

2 мс/дел

5

На катоде тиристора

100 В/дел

2 мс/дел

Таблица 3. Осциллограммы при максимальном напряжении

№ п/п

Максимальное положение регулятора напряжения

По схеме

Примечания

1

На катоде VD5

5 В/дел

2 мс/дел

2

На конденсаторе C1

1 В/дел

2 мс/дел

3

т.соединения R2 и R3

2 В/дел

2 мс/дел

4

На аноде тиристора

100 В/дел

2 мс/дел

5

На катоде тиристора

100 В/дел

2 мс/дел

По ходу налаживания схемы была выявлена ее склонность к паразитным колебаниям “выбросам” при малом (менее 100V) выходном напряжении. Т. е. в течение некоторого времени регулятор работает нормально и дает, скажем, 30V выходного напряжения, потом дает выброс вольт в 400, потом снова работает нормально, потом снова выброс и т. д. Возникло подозрение, что это явление возникает из-за того, что тиристор не успевает закрыться если он был открыт в самом конце полупериода. Тогда он может оставаться некоторое время открытым и пропустить ВЕСЬ следующий полупериод.

Чтобы избавиться от этого недостатка схема регулятора была изменена. Было установлено два тиристора – каждый на свой полупериод. С этими изменениями схема испытывалась несколько часов и “выбросов” замечено не было.

Источник: http://shemu.ru/266-vypryamiteli-s-tiristornym-regulyatorom-napryazheniya

Мостовая схема параллельного тиристорного инвертора. Принцип работы схемы

В цепях постоянного тока выключение тиристора обеспечивается путём включения параллельно тиристору ранее заряженного конденсатора с напряжением, полярность которого обратна по отношению к тиристору (принудительная коммутация). Рис. 2.

Рис. 2 Мостовая схема параллельного тиристорного инвертора

По способу включения конденсатора С с нагрузкой тиристорные инверторы делят на: параллельные, последовательные и последовательно-параллельные.

Принцип действия мостового инвертора (рис. 2):

Тиристоры открываются попарно (VS1 и VS3, VS2 и VS4) на время равное Т / 2 под воздействием положительных импульсов тока, которые подаются от схемы управления в управляющие электроды тиристоров. Выходной ток инвертора распределяется между нагрузкой и конденсатором, заряжая конденсатор полярностью, указанной на рисунке 2 без скобок. При t = T/2 схема управления посылает импульсы и включает тиристоры VS2 и VS4. Конденсатор оказывается закороченным. Ток заряда конденсатора, протекая навстречу анодному току тиристоров VS1 и VS3, уменьшает его до 0 практически мгновенно из-за малости сопротивления в контуре разряда конденсатора через тиристоры.

После падения анодного тока тиристоров VS1 и VS3 до 0 к ним прикладывается обратное напряжение, равное напряжению на конденсаторе. VS1 и VS3 запираются. Конденсатор перезаряжается через VS2 и VS4, приобретая противоположную. Полярность, необходимую для осуществления коммутации на следующем полупериоде, когда включаются VS1 и VS3. Перезаряд конденсатора должен быть медленным.

Контрольные вопросы:

1. Что такое тиристорный инвертор?

2. Какие элементы в качестве коммутационных использует в тиристорных инверторах?

3. Где применяют тиристорные инверторы?

4. Принцип работы инвертора тока и инвертора напряжения?

5. Какое назначение дросселя на входе схемы инвертора тока?

6. Зачем необходим конденсатор, подключенный параллельно к источнику питания, в схеме инвертора напряжения?

7. В чем заключается главная проблема при проектировании инверторов?

8. Что такое принудительная коммутация, т.е. как осуществляется выключение тиристора в цепях постоянного тока?

ИНВЕРТОРЫ, ВЕДОМЫЕ СЕТЬЮ

Как уже отмечалось, инвертированием называется процесс преобразования энергии постоянного тока в энергию переменного тока. Если при этом приемная часть такого преобразователя (нагрузка) не имеет других источников питания, то инвертор называется автономным. Если же инвертор преобразует энергию постоянного тока и отдает ее в сеть, где есть другие источники, то он называется инвертором, ведомым сетью (ИВС), или просто ведомым.

ИВС выполняют практически по таким же схемам, что и управляемые выпрямители. На рис. 1, а показана простейшая схема однофазного двухполупериодного ИВС. В качестве источника энергии используется обычная машина постоянного тока (МПТ), которая может работать в режиме как двигателя, так и генератора.

Рис. 1. Однофазный ведомый инвертор (а) и диаграммы его работы (б-д)

Выходным звеном инвертора, работающего на сеть переменного тока, является трансформатор, параметры которого (количество обмоток и число витков) определяют значение и число фаз получаемого переменного напряжения.

Для получения такого напряжения необходимо обеспечить периодический переход тока из одной обмотки в другую. Это достигается путем прерывания постоянного тока и распределения его по фазам трансформатора с помощью управляемых вентилей.

Чтобы изменить направление потока энергии, следует изменить знак мощности , развиваемой выпрямителем.

Так как направление тока изменить нельзя вследствие односторонней проводимости тиристоров, то изменить знак Pd можно только изменением знака , что достигается в управляемом выпрямителе увеличением угла управления

При выпрямлении источником энергии является сеть, поэтому при кривая тока , потребляемого от сети, совпадает по фазе с напряжением питания (рис. 1,б). Если , то форма тока близка к прямоугольной, тиристор VD1 работает в первом полупериоде, VD2 — во втором и машина работает в двигательном режиме (рис. 1, в, полярность на клеммах указана на рис. 1, а).

При работе схемы в качестве инвертора источником питания служит машина постоянного тока, причем полярность на ее клеммах — обратная (на рис. 1, а в скобках).

Изменение полярности источника постоянного тока одно из обязательных условий перехода схемы в режим инвертирования. При этом фазовый сдвиг между составит (рис. 1,г), а тиристоры будут работать в обратной последовательности: в первом полупериоде — VD2, во втором — VD1 (рис. 1, д).

Таким образом, тиристоры находятся в открытом состоянии при отрицательной полярности напряжений вторичных обмоток трансформатора, при этом осуществляются поочередное подключение обмоток трансформатора через дроссель к источнику постоянного тока и передача энергии в сеть.

Ранее проводивший тиристор запирается под действием обратного напряжения сети со стороны вторичных обмоток, отсюда и название инвертора — ведомый.

К ранее проводившему тиристору при отпирании очередного прикладывается обратное напряжение, равное сумме напряжений двух вторичных обмоток только в том случае, если очередной тиристор отпирается в момент, когда на подключенной к нему обмотке имеет место напряжение положительной полярности. Т. е. реальное значение угла а должно быть меньше п на некоторый угол , иначе говоря , или

, или (рис. 2).

Рис. 2. Диаграмма работы тиристора в ИВС

Если же очередной тиристор будет отпираться при , то условие запирания ранее проводившего тиристора не будет выполнено, он останется открытым, будет создана цепь короткого замыкания источника постоянного тока через вторичные обмотки трансформатора и ИВС выйдет из строя. Такое явление называется опрокидыванием инвертора.

Таким образом, второе условие перехода схемы в режим инвертирования — протекание тока через тиристоры при отрицательном напряжении на обмотках.

Трехфазные инверторы применяются значительно чаще чем одно­фазные. Схема трехфазного ИВС подобна данной схеме, только вместо нагрузки последовательно с дросселем включается источник постоянного тока, а выходной частью схемы служит первичная обмотка трансформатора, включенная на ведомую сеть. Характеристики и параметры трехфазного ИВС аналогичны однофазному..34эм.03.12.14г.

Лекция № 6

«Силовые схемы полупроводниковых преобразователей»(ПП)

В основе всех силовых ПП лежат трехфазные мостовые или, реже, лу­чевые (нулевые) вентильные группы (рис. 9.7).

Силовая схема трехфазного мостового управляемого выпрямителя и трехфазного ведомого сетью инвертора состоят из одной мостовой вен­тильной группы. При этом силовые схемы выпрямителя и инвертора не отличаются между собой (рис. 9.7, б),

Рис. 9.7. Вентильные группы: а – лучевые; б – мостовые

Преобразователь частоты со звеном постоянного тока состоит из двух мостовых вентильных групп, включенных последовательно, одна из кото­рых работает в режиме выпрямителя, а другая – инвертора.

В качестве вы­прямителя применяют неуправляемый или управляемый выпрямитель, в качестве инвертора – автономный или ведомый инвертор.

Силовая схема двухзвенного преобразователя частоты на базе ведомого инвертора пред­ставлена на рис. 9.8.

Рис. 9.8, ППЧ со звеном постоянного тока на базе ВИ; 1 – управляемый выпрямитель; 2 – ведомый инвертор; 3 – дроссель

Данный преобразователь является обратимым, т.е. может проводить электроэнергию в обоих направлениях.

Двухзвенные преобразователи на базе Автономного Инвертора сложнее и дороже, однако могут работать на сеть с любой нагрузкой и не требуют источника ЭДС в питающей сети.

Принципиальная схема силовой части двухзвенного ПП на базе АИ представлена на рис. 9.9.

Рис. 9.9. ППЧ со звеном постоянного тока на базе АИ: 1 – неуправляемый выпрямитель;2 – автономный инвертор напряжения

Силовая схема автономного инвертора состоит из трех вентильных мостов.

Два диодных моста работают в режиме неуправляемых выпрямите­лей, а мост на транзисторах – в режиме автономного инвертора.

Второй неуправляемый мостовой выпрямитель на диодах, включенный встречно параллельно инвертору, необходим для исключения электрического пробоя транзисторов при их коммутации.

Конденсатор в звене постоянного тока является для преобразователя источником напряжения.

Непосредственные полупроводниковые преобразователи частоты (ППЧ) могут проводить электрическую энергию в обоих направлениях, т.е. являются обратимыми.

КПД у данных преобразователей несколько выше, чем у двухзвенных.

Недостатком является ограничение величины выходной частоты, как правило, на уровне 30 — 40 % от входной.

Кроме того, общее количество вентилей у данных преобразователей выше, что повышает их стоимость, усложняет систему управления, повышает массу и габариты.

По схеме соединения силовой цепи непосредственные ППЧ могут выполняться с нулевыми (лучевыми) или мостовыми вентильными группа­ми.

Принципиальная схема преобразователя с лучевыми вентильными группами приведена на рис. 9.10.

Рис. 9.10. Непосредственный ППЧ с нулевыми вентильными группами

Силовая схема непосредственного ППЧ с нулевыми вентильными группами содержит 18 тиристоров, объединенных в шесть вентильных групп, включенных попарно встречно-параллельно.

Достоинства непо­средственных ППЧ, выполненных по схеме с нулевыми вентильными группами, заключаются в :

-относительно малом числе тиристоров,

-простоте силовой схемы и системы управления,

-возможности включения нагрузки в трехфазную группу без применения многообмоточного трансформатора.

На рис. 9.11 представлена силовая схема непосредственного ППЧ, выполненного на базе шести мостовых вентильных групп.

Рис. 9.11. Непосредственный ППЧ с мостовыми вентильными группами

К достоинствам непосредственных ППЧ, выполненных с использова­нием трехфазных мостовых вентильных групп, следует отнести то, что амплитуда пульсаций в кривой выходного напряжения, по сравнению с трехфазной нулевой схемой, уменьшается примерно в два раза при од­новременном увеличении вдвое частоты пульсаций.

Это существенно по­вышает качество выходного напряжения, позволяя на выходе преобразо­вателя получить более высокое значение частоты.

Однако, из-за образова­ния короткозамкнутых контуров, в преобразователе данного типа недопустима гальваническая связь между цепями нагрузки отдельных фаз. Поэтому в схемах непосредственных ППЧ с мостовыми вентильными группами для исключения контуров короткого замыкания, возникающих при коммутации вентилей, необходимо обеспечивать потенциальное раз­деление фаз за счет применения силовых трансформаторов на входе или выходе преобразователей.31эм.01.12.14г.32.эм.05.12.14г.

Лекция № 7

Управление асинхронными двигателями(АД) с использованием тиристорных преобразователей частоты(ТПЧ)

В электроприводе ТПЧ в основном служат для регулирования частоты тока, поступающего на статор АД.

Изменяющийся по частоте ток приводит к изменению угловой скорости поля статора, в результате пропорционально изменяется угловая скорость ротора. Плавное изменение частоты тока статора и широкий диапазон ее изменения позволяют плавно изменять угло­вую скорость АД в широких пределах.

Источник: https://studopedia.ru/5_105484_mostovaya-shema-parallelnogo-tiristornogo-invertora-printsip-raboti-shemi.html

Способы и схемы управления тиристором или симистором

Тиристоры нашли широкое применение в полупроводниковых устройствах и преобразователях. Различные источники питания, частотные преобразователи, регуляторы, возбудительные устройства для синхронных двигателей и много других устройств строились на тиристорах, а в последнее время их вытесняют преобразователи на транзисторах. Основной задачей для тиристора является включение нагрузки в момент подачи управляющего сигнала. В этой статье мы рассмотрим, как управлять тиристорами и симисторами.

Определение

Тиристор (тринистор) — это полупроводниковый полууправляемый ключ. Полууправляемый — значит, что вы можете только включать тиристор, отключается он только при прерывании тока в цепи или если приложить к нему обратное напряжение.

Он, подобно диоду, проводит ток только в одном направлении. То есть для включения в цепь переменного тока для управления двумя полуволнами нужно два тиристора, для каждой по одному, хотя не всегда. Тиристор состоит из 4 областей полупроводника (p-n-p-n).

Другой подобный прибор называется симистор — двунаправленный тиристор. Его основным отличием является то, что ток он может проводить в обе стороны. Фактически он представляет собой два тиристора соединённых параллельно навстречу друг другу.

Основные характеристики

Как и любых других электронных компонентов у тиристоров есть ряд характеристик:

  • Падение напряжения при максимальном токе анода (VT или Uос).

  • Прямое напряжение в закрытом состоянии (VD(RM) или Uзс).

  • Обратное напряжение (VR(PM) или Uобр).

  • Прямой ток (IT или Iпр) – это максимальный ток в открытом состоянии.

  • Максимально допустимый прямой ток (ITSM) — это максимальный пиковый ток в открытом состоянии.

  • Обратный ток (IR) — ток при определенном обратном напряжении.

  • Постоянный ток в закрытом состоянии при определенном прямом напряжении (ID или Iзс).

  • Постоянное отпирающее напряжение управления (VGT или UУ).

  • Ток управления (IGT).

  • Максимальный ток управления электрода IGM.

  • Максимально допустимая рассеиваемая мощность на управляющем электроде (PG или Pу)

Принцип работы

Когда на тиристор подают напряжение он не проводит ток. Есть два способа включит его – подать напряжение между анодом и катодом достаточное для открытия, тогда его работа ничем не будет отличаться от динистора.

Другой способ – это подать кратковременный импульс на управляющий электрод. Ток открытия тиристора лежит в пределах 70-160 мА, хотя на практике эта величина, как и напряжение которое нужно приложить к тиристору зависит от конкретной модели и экземпляра полупроводникового прибора и даже от условий, в которых он работает, таких, например, как температура окружающей среды.

Кроме управляющего тока, есть такой параметр как ток удержания — это минимальный ток анода для удержания тиристора в открытом состоянии.

После открытия тиристора управляющий сигнал можно отключать, тиристор будет открыт до тех пор, пока через него протекает прямой ток и подано напряжение. То есть в цепи переменного тиристор будет открыт в течении той полуволны напряжение которой смещает тиристор в прямом направлении. Когда напряжение устремится к нулю, снизится и ток. Когда ток в цепи упадет ниже величины тока удержания тиристора — он закроется (выключится).

Полярность управляющего напряжения должна совпадать с полярностью напряжения между анодом и катодом, что вы наблюдаете на осциллограммах выше.

Управление симистором аналогично хоть и имеет некоторые особенности. Для управления симистором в цепи переменного тока нужно два импульса управляющего напряжения — на каждую полуволну синусоиды соответственно.

После подачи управляющего импульса в первой полуволне (условно положительной) синусоидального напряжения ток через симистор будет протекать до начала второй полуволны, после чего он закроется, как и обычный тиристор. После этого нужно подать еще один управляющий импульс для открытия симистора на отрицательной полуволне. Это наглядно проиллюстрировано на следующих осциллограммах.

Полярность управляющего напряжения должна соответствовать полярности приложенного напряжения между анодом и катодом. Из-за этого возникают проблемы при управлении симисторами с помощью цифровых логических схем или от выходов микроконтроллера. Но это легко решается путем установки симисторного драйвера, о чем мы поговорим позже.

Распространенные схемы управления тиристорами или симисторами

Самой распространенной схемой является симисторный или тиристорный регулятор.

Здесь тиристор открывается после того как на конденсаторе будет достаточная величина для его открытия. Момент открытия регулируется с помощью потенциометра или переменного резистора. Чем больше его сопротивление — тем медленнее заряжается конденсатор. Резистор R2 ограничивает ток через управляющий электрод.

Эта схема регулирует оба полупериода, то есть вы получаете полную регулировку мощности почти от 0% и почти до 100%. Это удалось достичь, установив регулятор в диодном мосте, таким образом регулируется одна из полуволн.

Упрощенная схема изображена ниже, здесь регулируется лишь половина периода, вторая полуволна проходит без изменения через диод VD1. Принцип работы аналогичен.

Симисторный регулятор без диодного моста позволяет управлять двумя полуволнами.

По принципу действия почти аналогична предыдущим, но построена на симисторе с её помощью регулируются уже обе полуволны. Отличия заключаются в том, что здесь импульс управления подаётся с помощью двунаправленного динистора DB3, после того как конденсатор зарядится до нужного напряжения, обычно это 28-36 Вольт. Скорость зарядки также регулируется переменным резистором или потенциометром. Такая схема реализована в большинстве бытовых диммеров.

Интересно:

Такие схемы регулировки напряжения называется СИФУ — система импульсного фазового управления.

На рисунке выше изображен вариант управления симистором с помощью микроконтроллера, на примере популярной платформы Arduino. Симисторный драйвер состоит из оптосимистора и светодиода. Так как в выходной цепи драйвера установлен оптосимистор на управляющий электрод всегда подаётся напряжение нужной полярности, но здесь есть некоторые нюансы.

Дело в том, что для регулировки напряжения с помощью симистора или тиристора нужно подавать управляющий сигнал в определенный момент времени, так чтобы срез фазы происходил до нужной величины. Если наугад стрелять управляющими импульсами — схема работать конечно будет, но регулировок добиться не выйдет, поэтому нужно определять момент перехода полуволны через ноль.

Так как для нас не имеет значения полярность полуволны в настоящий момент времени — достаточно просто отслеживать момент перехода через ноль. Такой узел в схеме называют детектор нуля или нуль-детектор, а в англоязычных источниках «zero crossing detector circuit» или ZCD. Вариант такой схемы с детектором перехода через ноль на транзисторной оптопаре выглядит следующим образом:

Оптодрайверов для управления симисторами есть множество, типовые – это линейка MOC304x, MOC305x, MOC306X, произведенные компанией Motorola и другими. Более того – эти драйверы обеспечивают гальваническую развязку, что убережет ваш микроконтроллер в случае пробоя полупроводникового ключа, что вполне возможно и вероятно. Также это повысит безопасность работы с цепями управления, полностью разделив цепь на «силовую» и «оперативную».

Заключение

Мы рассказали базовые сведения о тиристорах и симисторах, а также управлении ими в цепях с «переменкой». Стоит отметить, что мы не затрагивали тему запираемых тиристоров, если вас интересует этот вопрос – пишите комментарии и мы рассмотрим их подробнее. Также не были рассмотрены нюансы использования и управления тиристорами в силовых индуктивных цепях. Для управления «постоянкой» лучше использовать транзисторы, поскольку в этом случае вы решаете, когда ключ откроется, а когда он закроется, повинуясь управляющему сигналу…

Алексей Бартош

Источник: http://electrik.info/main/praktika/1490-sposoby-i-shemy-upravleniya-tiristorom-ili-simistorom.html

9zip.ru Радиотехника, электроника и схемы своими руками Тиристорные регулируемые выпрямители
Простейшее мощное зарядное устройство можно собрать с применением силовых тиристоров. В подобных схемах они выполняют функцию выпрямителей, к которым подведено фазовое регулирование.
Как известно, тиристор открывается при протекании тока через управляющий электрод. Величины напряжения и тока можно найти в справочниках и даташитах. Силовым тиристорам для открытия требуется импульс, что делает управление экономичным, но усложняет схему. Закрывается тиристор, как и симистор, сам, на нуле синусоиды.
Так как мы рассматриваем простейшие схемы, то рассмотрим вариант обычного фазового регулирования, который подойдёт для проверки. Первый вариант — с трансформатором, имеющим две вторичных силовых обмотки (или одну со средней точкой). В этом случае требуется всего два выпрямительных элемента, роль которых и выполняют тиристоры. Силовая часть отмечена на схеме красным цветом.

Так как мощные зарядные устройства требуются, как правило, для высоковольтных аккумуляторных батарей, то получать низкое напряжение управления с силовой вторичной обмотки не выгодно по причине рассеивания большой мощности на гасящем резисторе, который также выполняет функции регулировочного. Поэтому для питания цепей управления, помеченных на схеме зелёным цветом, имеется дополнительная обмотка, которую легко можно намотать монтажным проводом на любой части трансформатора. Количество витков следует подобрать таким, чтобы напряжение соответствовало паспортному на конкретный тиристор.
Фазовое регулирование работает очень просто. Через регулировочный резистор R1 заряжаются конденсаторы С1 и C2. Время их заряда зависит от ёмкости и сопротивления резистора. Это время и определяет момент открытия тиристора. Чем меньше сопротивление, тем быстрее зарядится конденсатор и тем раньше на данном полупериоде откроется тиристор, и тем больший ток получит нагрузка. Для тиристоров Т161 понадобились конденсаторы на 100 мкФ и резистор на 33 Ом. Обрати внимание, что ток диодов моста DB1, мощность резистора R1, ток диодов D1 и D2 должны быть соответствующими токам управления тиристоров.
Схема мощного регулируемого зарядного устройства для трансформатора с одной силовой обмоткой будет отличаться лишь тем, что здесь требуется полноценный мост из четырёх выпрямительных элементов. В качестве двух из них используем силовые диоды VD1 и VD2. Управляющая часть схемы остаётся прежней.

В случае же, если напряжение силовой обмотки невысокое, то напряжение для управления тиристорами регулятора можно брать с неё же.
Как уже было сказано, эти схемы годятся лишь для проверки работы тиристорных регуляторов; такое управление допустимо лишь на сравнительно малых токах. Для управления мощными силовыми тиристорами, работающими на больших токах, управление следует делать импульсным. Возможная схема такого управления представлена ниже:

Однопереходный транзистор здесь может быть заменён аналогом из двух биполярных. Он открывается, когда напряжение на конденсаторе C1 достигнет определённого значения, а это время определяется, как и в предыдущей схеме, ёмкостью и сопротивлением. Для того, чтобы импульс управления получился токовым, добавлен транзистор VT2. Трансформатор должен иметь соотношение обмоток 1:1 и быть импульсным, желательно — на пермаллое. Фазировка обмоток — такая, какая была на оригинальной схеме из интернета, и, возможно, здесь есть ошибка. Для управления двумя тиристорами следует добавить на этот трансформатор ещё одну обмотку.

Источник: https://9zip.ru/home/tiristornye_reguliruemye_vypryamiteli.htm

Мощный управляемый выпрямитель на тиристорах


Мощный управляемый выпрямитель на тиристорах

  Управляемый выпрямитель на тиристорах — элементах, обладающих большим коэффициентом усиления по мощности, позволяет получать большие токи в нагрузке при незначительной мощности, затрачиваемой в цепи управления тиристора. На первых двух рисунках изображены варианты выпрямителей на тиристорах, которые обеспечивают максимальный ток в нагрузке до 6 А с пределом регулировки напряжения от 0 до 15 в (рис. 1) и от 0,5 до 15 в (рис. 2). На рис. 3 представлена диаграмма напряжений, помогающая понять принцип работы выпрямителя собранного по схеме рис. 1. В течение одного полупериода к аноду тиристора приложено положительное относительно катода напряжение.

  Пока на управляющий электрод не подан положительный сигнал определенной амплитуды со схемы запуска, тиристор не пропускает ток в прямом направленип. Через некоторый произвольный угол задержки а между напряжениями на управляющем электроде и катоде прикладывается положительный запускающий сигнал, вызывающий протекание тока через тиристор и соответственно через нагрузку. При перемене полярности напряжения на аноде тиристора последний закрывается независимо от величины управляющего напряжения, при этом аналогично рассмотренному ранее начинает работать другое плечо схемы. Регулируя угол задержки включения а по отношению к приложенному напряжению, можно изменять соотношение фаз начала протекания тока и приложенного напряжения и регулировать величину среднего значения выпрямленного тока (напряжения) нагрузки от максимума (а = 0) до нуля (а = Пи).

  Угол задержки включения тиристоров Д1 и Д4 изменяется потенциометром R1. Диоды Д3 защищают цени управления (запуска) от отрицательного напряжения в то время, когда напряжение на анодах тиристоров отрицательное. Для получения широких пределов регулировки а (0 — Пи) применены RC — цепи. В выпрямителе (рис.2) тиристор и схема запуска работают как в положительный, так и в отрицательный полупериоды, время разряда конденсаторов сокращается, что приводит к уменьшению диапазона изменения угла а и, соответственно, к уменьшению пределов регулирования напряжения на нагрузке. Для устранения этого явления включен диод Д3.

  Тиристоры для выпрямителя (рис. 1) желательно выбирать с близким значением сопротивления участка управляющий электрод — катод. Если не удается подобрать одинаковые тиристоры, то схему можно симметрировать с помощью дополнительного сопротивления. Для этого включают эквивалент нагрузки и изменением величины сопротивления потенциометра R1 устанавливают максимальный ток. Поочередно отключая цепи управления тиристоров, измеряют ток каждого плеча выпрямителя. Переменное сопротивление величиной 10 ком. подключается параллельно управляющему электроду к катоду того тиристора, через который течет больший ток. Изменяя величину этого сопротивления, добиваются одинаковых показаний тока.

  Учитывая разброс параметров тиристоров, необходимо скорректировать сопротивления резисторов R1 и R2. Вначале R1 берется несколько больше рассчитанного, а R2 определяется как остаточное сопротивление потенциометра R1 при условии, что его изменение не приводит к увеличению тока нагрузки. Максимальная величина R1 ограничивается сопротивлением, при котором ток нагрузки равен нулю.

  Конструктивно тиристоры необходимо размещать на радиаторах с площадью 50 кв.см (рис. 1), 250 кв.см — (рис. 2). Во всех вариантах использован трансформатор, собранный на обычном сердечнике УШ35х55. Для намотки взят провод марки ПЭВ. Первичная обмотка содержит 550 витков, диаметр провода 0,55 мм. Данные вторичных обмоток: для варианта на рис.1 — число витков 2х60 проводом ПЭЛ диаметром 1,35 мм.; для варианта на рис.2 — число витков 2х64 проводом ПЭЛ диаметром 1,35 мм.

И. СЕРЯКОВ
Ю. РУЧКИН
Радио №2, 1971

Источник: shems.h2.ru

Однофазные и трехфазные выпрямители | Electric-Blogger.ru

2018-02-15 Теория  

Продолжаем тему полупроводниковых выпрямителей. В прошлый раз были рассмотрены основные схемы однофазных и трехфазных полупроводниковых выпрямителей на основе диодов. Такие схемы можно рассматривать как нерегулируемые по току и напряжению. Но как я уже упоминал в конце прошлой статьи, помимо этого часто встречаются выпрямители на основе управляемых полупроводниковых приборов. О них и пойдет речь.

Конечно если говорить совсем точно, то регулирование в схемах на основе диодов также возможно. Для этого применяются либо ЛАТР, включенный в цепь переменного тока, либо реостаты в цепи выпрямленного тока. Но такие способы регулировки имеют существенные недостатки, в первую очередь низкий КПД, а также громоздкость такой схемы. Управляемые схемы на основе тиристоров или симисторов лишены таких недостатков.

Рассмотрим схему простого управляемого двухполупериодного выпрямителя. Как видно на рисунке, схема очень напоминает схему диодного двухполупериодного выпрямителя, единственное отличие в том, что вместо двух диодов в схему были добавлены два тиристора.

Момент открытия тиристоров совпадает с началом положительной полуволны напряжения U2, и ток в нагрузке будет протекать в течении всего полупериода. Тиристоры открываются только при подаче на них управляющего импульса. Если смотреть на диаграмму, то видно, что начало действия управляющего импульса Iy сдвинуто по времени на Ty относительно начала периода напряжения Uy и ток в нагрузке существует в течении времени T/2 — Ty. Следовательно, уменьшается и среднее значение тока Ioa по сравнению со средним значением тока при включении тиристора в начале периода при t=0.

Время подачи управляющего сигнала устанавливает подачу на управляющий электрод тиристора положительного управляющего импульса. Если угол управления равен нулю (a=0), то среднее значение напряжения на нагрузке (Uo) и тока (Io) будут максимальными. При увеличении времени подачи сигнала напряжение и ток будут уменьшаться.

В случае когда время подачи управляющего сигнала достигнет своего максимума a=180, напряжение и ток в нагрузке станут равными нулю. Зависимость значения напряжения и тока от времени подачи управляющего сигнала называют регулировочной характеристикой управляемого выпрямителя. Таким образом, меняя момент подачи управляющего импульса, можно автоматически регулировать средние значения тока и напряжения на нагрузке.

Так работает однофазный двухполупериодный выпрямитель. По аналогии с этой схемой работают и трехфазные выпрямители, применяемые для питания постоянным током мощных производственных установок.

Стоит отметить, что помимо тиристорных и симисторных выпрямителей, не отличающихся особой надежностью, применяются схемы с использованием IGBT транзисторов.

В такой схеме используются модули, состоящие из IGBT транзисторов и диода, включенного встречно-параллельно, который выполняет функцию защиты от обратного напряжения. IGBT работают попарно, так же как вентили в схеме неуправляемых выпрямителей.

Наши разработки

Как мы разработали свой контроллер «Сигма».

В начале 2000-х годов мы эксплуатировали, у себя на небольшом литейном производстве, дуговую печь постоянного тока с диодным выпрямителем. Печь была собрана местными «Кулибиными» из подручных материалов. В процессе эксплуатации этой печи возникали разного рода проблемы из-за эксплуатационных коротких замыканий, которые создают повышенную нагрузку на питающую сеть и т.д. Печь постоянно дорабатывалась, и к 2006 году у нас имелся неплохой агрегат с тиристорным выпрямителем и системой управления на контроллере «Mitsubishi».

В 2006 году мы решили производить ДППТ с управляемым тиристорным выпрямителем для рынка. Сначала мы применяли для управления выпрямителем приводы постоянного тока. Но из-за сложности применения, от них пришлось отказаться.

Была также предпринята попытка изготовить систему управления на базе модуля тиристорного выпрямителя ДТТСМ производства ОАО «Протон» г. Орел и контроллера «Альфа» ф. «Mitsubishi». Такое решение было дешевле и проще чем на приводе постоянного тока, но качество регулирования тока существенно хуже.

В результате было принято решение разработать собственную систему управления тиристорным выпрямителем, имеющую следующие особенности:

  • Высокая стабильность тока при изменении величины нагрузки в широких пределах

  • Устойчивость к эксплуатационным коротким замыканиям

  • Простота в наладке и обслуживании

  • Низкая цена

  • Высокая надежность системы управления

 

Управляемый тиристорный выпрямитель

Тиристорный выпрямитель на базе модулей семейства «Сигма» имеет небольшое количество блоков, прост в обслуживании, имеет развитую диагностику, что позволяет минимизировать простои оборудования.

Применение:

  1. работа в составе дуговой плавильной печи в качестве источника постоянного тока;
  2. источник постоянного тока для термогальваники, электролизеров, электрофореза.

Параметры выпрямителя определяются по согласованию с заказчиком.

Максимальное выходное напряжение выпрямителя – 250В (определяется напряжением вторичной обмотки трансформатора).

Максимальный выходной ток – до 2000А (воздушное охлаждение), до 8000А (жидкостное охлаждение).

Схема выпрямления – схема Ларионова (6-пульсная, либо 12-пульсная). 6-пульсный выпрямитель может иметь электронную коммутацию полярности выходного напряжения.

Конструктивное исполнение: до 4000А  — шкаф 800*600*1800 мм, на большие токи может быть шкаф двойной ширины.

Задание величины тока, включение и выключение выпрямителя производится от внешней системы управления. Включение и выключение – дискретными сигналами, величина тока – аналоговым сигналом, либо по последовательному каналу. 

Управление тиристорным выпрямителем – задача нетривиальная, стандартный программируемый логический контроллер (ПЛК) для этого не подойдет. На рынке нет предложения специализированных контроллеров для тиристорных выпрямителей. Поэтому нами была разработана линейка изделий для систем управления дуговых печей.

Все наши изделия имеют название «Сигма».

Первый контроллер тиристорного выпрямителя был разработан в 2010 году и получил название «Сигма-Т». На нем отрабатывались алгоритмы управления трехфазным тиристорным выпрямителем. Включение тиристоров производится специальными модулями — драйверами тиристоров. Драйверы вырабатывают управляющий сигнал с параметрами, рекомендованными изготовителем тиристоров.

 

Контроллер «Сигма-2»

Контроллер «СИГМА-2» является дальнейшим развитием хорошо себя зарекомендовавшего контроллера «Сигма-Т». Это центральный узел системы управления.

Основные преимущества «Сигма-2» перед «Сигма-Т»:

  • Уменьшенное время реакции на бросок тока.
  • Наличие диагностики цепей управления тиристорами.
  • Контроль пропадания фаз на вторичной обмотке силового трансформатора.
  • Наличие канала RS-485.
  • Двухстрочный алфавитно-цифровой дисплей.
  • Поддерживает работу выпрямителей с электронной коммутацией полярности.

Контроллер вырабатывает импульсы нужной длительности для управления тиристорами выпрямителя в зависимости от заданной и реальной величины тока. На передней панели контроллера имеются цифровые и единичные индикаторы для отображения параметров и состояния регулятора, а также кнопки для настройки и калибровки.

Контроллер выполнен в малогабаритном пластмассовом корпусе, предназначенном для крепления на DIN-рейку. При производстве применяются современные комплектующие изделия.

Основные узлы и функциональная схема контроллера «Сигма-2»:

  • ПИД-регулятор. На вход регулятора поступают аналоговые сигналы задания величины тока и сигнал обратной связи с токоизмер
    ительного шунта. Регулятор вырабатывает сигнал величины угла открывания тиристоров, поступающий на вход узла управления тиристорами.
  • Контроль уровня. Узел слежения за величиной тока выхода и токов фаз на входе выпрямителя. Вырабатывает сигналы ограничения выходного тока и аварийного отключения по перегрузке. Уровни ограничения и отключения программируются пользователем.
  • Фильтр. При работе выпрямителя во время коммутации тиристоров возникают кратковременные провалы напряжения, могущие привести к сбою синхронизации. Для устранения этого явления имеется аппаратно-программный фильтр НЧ.
  • Узел управления. Принимает входные сигналы для включения/выключения выпрямителя, сброса аварии.
  • Узел управления тиристорами. Вырабатывает управляющие импульсы в соответствии с сигналами синхронизации, и выходным сигналом ПИД-регулятора.
  • Узел логики. Контролирует наличие аварийных ситуаций, состояние и режим работы контроллера и вырабатывает выходные сигналы управления.
  • Индикация. Отображение состояния контроллера, входных сигналов, аварийных ситуаций и программирование. 
  • Последовательный канал RS485. По последовательному каналу можно устанавливать различные режимы выпрямителя, а также считывать информацию о состоянии контроллера. Канал имеет гальваническую развязку.

 

Изображение внутреннего монтажа контроллера «Сигма-2»:

 

Нормирующий усилитель

На рынке имеется достаточное количество усилителей сигнала с гальванической развязкой между входом и выходом. Однако наш опыт работы с изделиями различных фирм показал их недостаточную надежность и устойчивость работы в условиях сильных помех. В связи с этим нами был разработан специализированный двухканальный усилитель.

Нормирующий усилитель УИ-2к-2 предназначен для гальванической развязки и усиления сигналов тока (от шунта 75мВ) и напряжения. Разработан специально для применения в составе тиристорного выпрямителя.

Функциональная схема нормирующего усилителя и его внешний вид:

 

Драйверы тиристоров

Имеются две модели драйверов – одноканальная и двухканальная, предназначенная для выпрямителей с выходным током более 5000А. Предназначены для гальванической развязки и усиления управляющих импульсов до величины, рекомендованной заводом-изготовителем тиристоров. Количество драйверов в системе определяется количеством тиристоров. Драйвер контролирует исправность цепи управляющего электрода тиристора.

 

Двухканальный ключ
Разработан специально для управления пропорциональным клапаном движения электрода. Отличается от существующих отсутствием «мертвых зон» на передаточной характеристике, что благотворно сказывается на плавности и точности хода электрода. Может применяться также для управления обычными гидро- и пневмоклапанами. Рабочее напряжение =24В, ток выхода 2А. Имеется защита от перегрузки выхода и от короткого замыкания. Информация о перегрузке выводится на диагностический выход модуля.

 

Модуль контроля трансформатора

Преобразует напряжение вторичной обмотки трансформатора до необходимого  уровня и отфильтровывает высокочастотные помехи.

Все электронные модули изготовлены на современной элементной базе и имеют небольшие габариты. Корпуса модулей предназначены для установки на DIN-рейку, что упрощает их монтаж.

Управляемый тиристорный выпрямитель имеет защиту от превышения входного и выходного тока, контролирует исправность тиристоров и температуру радиатора охлаждения. Информация об аварийных ситуациях передается системе управления.

 

Контроллер дуговой печи «Сигма-3»

Обычно система управления дуговой печи строится на базе промышленного ПЛК. Такая СУ имеет панель визуализации, на которой отображается протекание процесса плавки, развитую диагностику и, соответственно, различные сообщения о предаварийных режимах и возникших авариях, что позволяет персоналу оперативно реагировать на событие. Естественно, СУ на базе ПЛК имеет достаточно высокую цену.

Для реализации бюджетных систем нами разработан контроллер дуговой печи «Сигма-3». Этот контроллер предназначен для дуговых печей постоянного тока с диодным или тиристорным выпрямителем. Тиристорный выпрямитель должен работать под управлением «Сигма-2».

Дуговая печь может иметь один или два сводовых электрода. Контроллер «Сигма-3» позволяет управлять электродами в ручном или автоматическом режиме. Кроме управления электродами он производит измерение времени плавки, мощности, вводимой в печь, а также считает потребление электроэнергии. Контроллер оборудован ярким OLED-дисплеем с крупными символами, что позволяет считывать информацию с достаточно большого расстояния. Небольшие габариты позволяют разместить его на ограниченном пространстве пульта плавильщика.

 

Контроллер тиристорного выпрямителя «Сигма-4»

Дальнейшее развитие контроллера «Сигма-2». Добавлены следующие возможности:

  • Поддержка 12-пульсных выпрямителей;
  • Работа в составе группы выпрямителей.

Для обеспечения групповой работы выпрямителей в контроллер «Сигма-4»  добавлен специализированный последовательный канал для межконтроллерного обмена. Это позволяет улучшить стабильность тока при параллельном и последовательном включении выпрямителей. В групповом режиме поддерживается работа до 4-х контроллеров «Сигма-4»

 

Схема управляемого выпрямителя — Энциклопедия по машиностроению XXL

Схема управляемого выпрямителя для непрерывного питания лампы накачки  [c.30]

При имеющей конечные значения, т. е. при работе выпрямителя на смешанную нагрузку, для вычисления / а используется предыдущее уравнение, справедливое для любой схемы выпрямления. Основные соотношения между параметрами в различных схемах управляемых выпрямителей приведены в табл, 17. Управляемый выпрямитель имеет внешнюю характеристику  [c.137]

Рис. 2-6. Принципиальная схема управляемого выпрямителя с приводом от синхронного двигателя.

В схеме управляемого выпрямителя тиристоры УВ1 и УВЗ отпираются поочередно с тиристорами УВ2 и УВ4 подачей импульсов. на нх управляющие электроды.  [c.18]

Поскольку основным источником питания ЭП служит сеть переменного тока, то таким источником обычно является преобразователь, выполненный по схеме управляемого выпрямителя (УВ).  [c.181]

Ведомые сетью инверторы выполняют функцию преобразования энергии источника постоянного тока (напряжения), входящего в состав инвертора, в энергию сети переменного тока. Схемы ведомых (зависимых) тиристорных инверторов не отличаются от схем управляемых выпрямителей на тиристорах, различие заключается лишь в направлении преобразования энергии.  [c.228]

Для установок большой мощности — порядка нескольких сот и тысяч киловатт— применяются схемы, в которых якорь двигателя получает питание от отдельного генератора (система Г —Д), а обмотки возбуждения генератора и двигателя—от ртутных управляемых выпрямителей.  [c.520]

Схема регулятора состоит из двух основных узлов управляемого выпрямителя на тиристорах и управляющей схемы на транзисторах. Управляемый выпрямитель выполнен по однофазной мостовой схеме на двух тиристорах Т1 п Т2 типа ТЛ-100-6 и трех неуправляемых полупроводниковых вентилях Д1, Д2, ДЗ типа ВК2-100-6. При этом неуправляемый вентиль ДЗ используется в качестве обратного диода, шунтирующего обмотку возбуждения генератора повышенной частоты. Питание управляемого выпрямителя осуществляется непосредственно от сети переменного тока напряжением 220 Б.  [c.218]

Цепочки, состоящие из резисторов R1—R4 и конденсаторов С1—С4, предназначены для защиты тиристоров от коммутационных перенапряжений. Резисторы R5 и R6 используются для настройки величин токов управления тиристорами согласно их паспортным данным. Предельная мощность управляемого выпрямителя определяется типом и номинальными параметрами выбираемых тиристоров и неуправляемых вентилей. Параметры всех остальных элементов схемы для любых тиристоров остаются неизменными.  [c.218]

В последнее время все большее распространение получают сварочные выпрямители с тиристорным и транзисторным управлением. Силовая схема данного выпрямителя представляет собой неуправляемый сварочный трансформатор в сочетании с управляемым блоком выпрямления, собранным по мостовой схеме из управляемых диодов — тиристоров или транзисторов. Формирование ВВАХ источника питания осуществляется посредством фазового управления работой блока выпрямления тиристорного выпрямителя и частотно- или широтно-импульсного управления работой вышеназванного блока транзисторного выпрямителя. При этом для тиристорного выпрямителя возможно управление как во вторичной цепи сварочного трансформатора, так и в первичной.  [c.128]


Низкочастотные зарядные устройства могут быть построены на базе управляемых выпрямителей [54, 55]. р зменением угла регулирования вентилей управляемого выпрямителя можно поддерживать неизменный ток зарядки емкостного накопителя. В ряде случаев удается построить малогабаритные зарядные устройства. Однако подобные схемы не получили большого распространения. Это связано с наличием достаточно сложной системы управления, которая должна обеспечить строгую синхронизацию каждого импульса зарядного тока с частотой питающего напряжения. При каждом сбое импульса синхронизации в цепи повышающего трансформатора появляется постоянная составляющая тока, которая может привести к перегреву трансформатора и выходу его из строя. Не меньшую опасность для зарядного устройства представляют токи короткого замыкания, возникающие при переходе импульсных газоразрядных ламп в непрерывный режим.  [c.49]

Выпрямитель. В установках применяются полупроводниковые управляемые выпрямители. В установках, питающихся от сети 380 В, выпрямитель выполнен на диодах, а регулирование осуществляется с помощью тиристоров с низкой стороны силового (анодного) трансформатора. Принципиальная схема выпрямителя с симметричным входом приведена на рис. 59 [3 .  [c.83]

Управляемые выпрямители с тиристорными регуляторами выполняются по трехфазной мостовой или шестифазной однотактной параллельной вентильным схемам.  [c.163]

Если на выходе трансформатора применена мостовая схема выпрямления, как, например, в схеме автоматической катодной станции, разработанной Академией коммунального хозяйства, можно включить тиристоры в катодную группу моста, а неуправляемые диоды — в анодную группу (создается так называемая несимметричная мостовая схема). Применение подобной схемы уменьшает общее число тиристоров, включаемых в установку, а также необходимое число каналов управления (два вместо четырех). Схема несимметричного моста непригодна для управляемых выпрямителей большой мощности из-за ряда недостатков, но в схемах автоматических защитных противокоррозионных устройств, мощность которых, как правило, не превышает 3—Ъ ква, ее использование целесообразно.  [c.45]

Схема 13. Двухтактный ЭМВ, обмотка которого питается от сети переменного тока через управляемые выпрямители (тиристоры) Т1 и Тг. Преимуществом данного привода является легкость изменения амплитуды колебания рабочего органа и возможность создания схем автоматического управления вибратором.  [c.189]

Аппаратное и объединенное регулирование представлено схемами на рис. 20, б, в используется и сигнал состояния дизеля, передаваемый через индуктивный датчик ИД. Регулятором возбуждения генератора являются магнитный усилитель МУ (рис. 20, б), управляемый выпрямитель УВВ (см. гл. 6, 7 и 8). Здесь широко используются полупроводниковые аппараты  [c.18]


Схема с магнитным усилителем может служить примером каскадной схемы — регулирование здесь перенесено с цепи возбуждения генератора Г на цепь возбуждения его возбудителя В, в связи с чем здесь имеется дополнительная электрическая машина малой мощности — синхронный подвозбудитель СПВ. Принципиально каскад может быть построен и в схеме с управляемыми выпрямителями возбуждения.  [c.19]

Принцип действия управляемого выпрямителя рассмотрим на примере выпрямителя однофазного тока с нулевым выводом. Вентили в простой схеме выпрямления (рис. 121) проводят ток поочередно каждый во время той части периода, когда напряжение на его аноде более положительно. Среднее значение выпрямленного напряжения зависит от его амплитудного значения.  [c.136]

Заменив в схеме вентили на тиристоры (рис. 122), получаем управляемый выпрямитель. Когда вступает в работу фазовое управление, включение каждого вентиля запаздывает, чем задерживается передача тока от предыдущего тиристора к следующему. Это заставляет ток течь в вентиле, который имеет меньшее положительное среднее напряжение за время интервала его проводимости. Задержка может быть достаточной, чтобы среднее за время интервала проводимости тиристора значение напряжения стало отрицательным. Задержка передачи тока от тиристора к тиристору может принимать любое значение в пределах от О до 180°. Пока задержка увеличивается от О до 90°, среднее значение выпрямленного напряжения уменьшается до О (рис. 122, в), при задержке 90—180° среднее значение напряжения делается отрицательным (рис. 122, г). Режим работы системы в этом случае называется инверторным, и для создания тока в схеме необходимо иметь в ней источник постоянного тока.  [c.136]

Способы регулирования напряжения в автономных инверторах. В отличие от управляемого выпрямителя или зависимого инвертора в автономном инверторе регулировать выходное напряжение изменением фазы отпирающих импульсов нельзя. Для этого требуется введение либо дополнительных регулирующих силовых звеньев, либо увеличение мощности и усложнение схемы самого инвертора. Известно несколько способов регулирования напряжения регулирование в цепи постоянного тока регулирование в цепи переменного тока на выходе инвертора широтно-импульсное регулирование с помощью вентилей инвертора регулирование параметров элементов собственно инвертора фазовое регулирование посредством сложения напряжений двух или нескольких блоков.  [c.143]

Перевод тяговой схемы из тягового режима в тормозной осуществляется тормозным переключателем ТП в обесточенном состоянии. Питание обмотки возбуждения тягового генератора, как и в тяговом режиме, происходит от возбудителя СВ через управляемый выпрямитель УВВ. Это дает возможность плавно регулировать возбуждение тяговых электродвигателей в требуемых пределах.  [c.204]

Действие остаточного напряжения генератора вызывает протекание размагничивающего тока через обмотку возбуждения по цепи тока 61 — резистор Ц1 — обмотка возбуждения — точка В результате остаточное напряжение генератора снижается до значения, обеспечивающего возможность регулирования напряжения при максимальной скорости входа в торможение. В процессе торможения ток в обмотке возбуждения генератора определяется разностью напряжений управляемого выпрямителя и генератора. Перевод схемы в тяговый режим сопровождается исключением напряжения генератора из его цепи возбуждения при помощи тормозного переключателя и реле Р. При этом точки (21—61 замыкаются, точки 61—вг размыкаются, отключая резистор / / от управляемого выпрямителя.  [c.205]

Дежурный ток основной дуги, ограничиваемый сопротивлением К2 до 30—70 А, обеспечивает первоначальное формирование дежурной дуги. Дальнейшее увеличение рабочего тока до установленного значения осуществляется путем плавного автоматического уменьшения угла открывания тиристоров. Благодаря наличию непрерывного дежурного тока при значительных пульсациях рабочего тока наблюдается устойчивое горение дуги в широком диапазоне регулирования при приемлемой индуктивности сглаживающего фильтра. Внешние характеристики источника питания (линии 1, 2, 3 на рис. 93, б) можно регулировать изменением коэффициентов обратных связей. Прямая 6 — внешняя характеристика источника без обратных связей. Область рабочих напряжений на дуге ограничена прямыми 4 и 5. Отсутствие балластных элементов в силовой схеме тиристорного выпрямителя позволяет экономично регулировать и стабилизировать ток в широких пределах изменения напряжения (практически от 0,1 до 0,9 / хх)- Указанным источникам питания, несмотря на устойчивое горение дуги, свойственны все остальные недостатки источника питания на управляемых вентилях.  [c.169]

В качестве управляемого выпрямителя в векторметре Ц-50 применяется эксцентрик с приводом от синхронного двигателя, замыкающий контакты выпрямителя. Принципиальная схема такого выпрямителя показана на рис. 2-6. Она отличается от схемы с обычным механическим управляемым выпрямителем (поляризованное реле) тем, что контакты 2 замыкаются с помощью эксцентрика /, укрепленного на оси синхронного двигателя СД, делающего один оборот за период. При вращении эксцентрик часть периода нажимает на подвижной контакт и замыкает цепь измерительного механизма ИМ.  [c.67]

Как видно из схемы, гальванометр измеряет среднее значение напряжения последнее связано с максимальной индукцией формулой (2-17а). Последовательно с гальванометром включены переменный резистор г для регулировки пределов измерений и механический управляемый выпрямитель МУВ. Управление осуществляется от фазовращателя, вращением ручки которого добиваются максимального (при данном значении [/ср) отклонения гальванометра.  [c.233]


Тиратроны применяются в схемах управляемых выпрямителей, релакса-1Щ0ННЫХ схемах и многих других устройствах автоматики. Основные данные-некоторых маломощных тиратронов нриведены в табл. 23. 6..  [c.702]

Тиристор — электропреобразовательный полупроводниковый прибор с тремя или более р—п переходами, в вольтамперной характеристике которого имеется участок отрицательного дифференциального сопротивления и который используется для переключения тиристоры получили широкое распространение в управляемых выпрямителям и в схемах регулируемого привода различают тиристоры диодные и триодные (3, 10].  [c.156]

На рис. 2.10 изображена упрощенная схема источника питания СН-4, предназначенного для питания газоразрядной лампы накачки ДКрТВ-3000 непрерывного излучателя ЛТ-2. В этой схеме управляемый трехфазный выпрямитель собран на диодах Д1 — ДЗ и тиристорах Д9 — ДИ. На входе выпрямителя установлены три однофазных трансформатора Тр1 — ТрЗ. Выпрямленное напряжение сглаживается дросселем Др, конденсаторной батареей С и электронным фильтром ЭФ. Схема зажигания СЗ выполнена двухступенчатой. Фазовое регулирование выпрямителя осуществляется системой управления СУ. Для синхронизации импульсов, включающих тиристоры при положительных полуволнах переменного напряжения, служат диоды Д4 — Д6. Система управления (на рисунке не показана) формирует импульсы частотой 150 Гц, определяющие срабатывание тиристора Д8 и включение одного из тиристоров Д9 — Д11, у которого напряжение анод — катод имеет прямую полярность. Импульсы управления могут сдвигаться относительно фазы сетевого напряжения в зависимости  [c.30]

Частоты повторения разрядных импульсов, соизмеримые с частотой питающей сети, можно получить в управляемых выпрямителях с нулевой фазой включения переменного напряжения [56-59]. Здесь зарядный процесс начинается в момент прихода на управляемый вентиль положительной полуволны и заканчивается при достижении амплитудного значения входного напряжения, т. е. примерно через четверть периода питающего напряжения. Если требуется регулировка напряжения, то возникает необходимость установки в зарядное устройство полностью управляемого коммутатора (например, тиристора с принудительным запиранием). Это большой недостаток подобных схем, который удается в ряде случаев компенсировать лишь возможностью получения ми-> ВДмальных габаритных размеров зарядного устройства при частоте повторения разрядных импульсов 100 Гц. Такая частота характерна (и в определенном смысле оптимальна) для твердотельных излучателей на гранате.  [c.49]

Схемы с нулевой фазой включения управляемого выпрямителя обеспечивают только дискретные и кратные частоте сети значения частоты повторения импульсов накачки. Расширение частотного диапазона зарядных устройств может быть достигнуто преобразованием источника переменного напряжения в источник выпрямленного (постоянного) напряжения с последующим то-коограничением [60, 61].  [c.50]

Схемы полупроводниковых выпрямителей могут быть классифицированы по выходной мощности — установки малой мощности (единицы киловатт), средней (десятки киловатт) и большой мощности по числу фаз источника питания — напрямители однофазного тока и трехфазного тока по возможностям регулировки — неуправляемые и управляемые. Выпрямители однофазного и трехфазного тока в зависимости от схемы включения вентилей и схе] ы соединения обмоток трансформатора в свою очередь подразделяют на схемы со средней точкой, мостовые и т. д. Иногда выпрямители классифицируют и по ряду других признаков характеру нагрузки (активная, активно-индуктивная, активно-емкостная, нагрузка с противоэдс), напряжению (низкого, среднего и высокого), частоте выпрямленного тока и т. д.  [c.23]

Питание якоря электродвигателя М1 привода осуществляется через управляемый выпрямитель, собранный по мостовой схеме с диодами ДЗ—Д6. Диоды Д1—Д4 образуют мостовой выпрямитель для питания обмотки возбуждения 0ВМ1 двигателя. Изменение величины выпрямленного напряжения на якоре двигателя, а следовательно, и регулирование скорости движения транспортера осуществляются плавным сдвиго.м фазы управляющего напряжения относительно напряжения сети.  [c.332]

Общая функциональная схема автоматического регулирования управляемого выпрямителя в системе возбуждения тягового генератора тепловозов серии 2ТЭ116 приведена на рис. 123. Система является совокупностью отдельных элементов и устройств, направленно воздействующих друг на друга и выполняющих каждое в oтдeJ Iьнo ти определенную задачу.  [c.140]

При исключении балластного резистора из цепи возбуждения электродвигателей схема оборудуется устройством реализации жесткой обратной связи и размагничивания синхронного генератора. В этом случае непосредственно включается выпрямленное напряжение генератора ((Уду) в цепь его возбуждения (рис. 164). Схема применена на тепловозах 2ТЭ116 М и 2ТЭ121. При торможении цепь возбуждения генератора размыкается контактами тормозного переключателя П (точки 01,61), а контактами Т параллельно управляемому выпрямителю УВВ подключается резистор Н1, реле Р также получает питание. Замыкающие контакты реле Р подключают выпрямленное напряжение генератора к собственной обмотке возбуждения, следовательно, вводят выходное напряжение генератора в цепь его возбуждения.  [c.205]

Мостовые выпрямительные схемы однофазного тока могут быть и несимметричными. В таких схемах в два плеча включаются управляемые вентили, а в два других — обычные неуправляемые вентили. Несимметричный управляемый выпрямитель применен в качестве усилителя УВВ (рис. 8) в системе регулирования возбуждения синхронного генератора тепловоза ТЭ109.  [c.20]

Рис, 9.12. Принципиальные схемы а — блока управления возбуждением БУВ б — управляемого выпрямителя УВВ БП, БГ2 блокинг-генераторы МУ—магнитный усилитель (ФУ — фазосдвигающее устройство) ТI, Т2— тиристоры Ст1, Ст2— стабилитроны С — конденсатор Тр1, Тр2— трансформаторы ОбГ — обмотка возбуждения генератора ТЧ, Т 2— транзисторы ДЗ, Д4— диоды  [c.199]

Схема возбудителя включает в себя БУВ — блок управления возбуждением (тиристорами) УВВ — управляемый выпрямитель возбуждения (тиристорный мост), нагрузкой которого служит обмотка возбуждения тягового синхронного генератора ОВГ СВ — синхронный возбудитель и СУ — селективный узел, в котором формируется управляющий импульс у в зависимости от тока и напряжения тягового генератора, частоты вращения вала дизеля и сигнала от индуктивного датчика ИД. Блок управления в свою очередь состоит из СП — статического преобразователя МУ—магнитного усилителя с внутренней обратной связью, выполняющего роль фазосдвигающего устройства БП, БГ2 — двух блокинг-гене-  [c.204]


Выходной сигнал рассогласования по каждому каналу через усилитель УС и блок управления БУВ1 управляет тиристорным преобразователем возбуждения тягового генератора УВВ , уменьшая ток возбуждения СГ при увеличении сигнала обратной связи. Возбуждение генераторов тягового агрегата осуществляется от обмоток статора генератора собственных нужд через индивидуальные управляемые выпрямители (тиристорные преобразователи), выполненные по трехфазной несимметричной мостовой схеме с нулевыми диодами (рис. 162). Тиристорные преобразователи имеют независимую вентиляцию.  [c.267]

Жесткая обратная связь создается непосредственным подключением выпрямленного напряжения СГ в цепь его возбуждения (рис. 167,6) или через трансформаторный преобразователь. Сигналы обратной связи по скорости V, току обмотки якоря /я и возбуждению /в тяговых электродвигателей подаются в блок управления возбуждением БУВ. Выходным сигналом, сформированным в блоке, является угол регулирования а включения тиристоров управляемого выпрямителя УВВ. Напряжение возбуждения О вг синхронного генератора в узле УС сравнивается с сигналом, подаваемым жесткой обратной связью. Сигнал рассогласования поступает в обмотку возбуждения СГ. Схема ЭТ без балластного резистора применена, на тепловозах 2ТЭ121 и ТЭП70.  [c.278]


ТИРИСТОРНЫЕ УПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ И РЕГУЛЯТОРЫ МОЩНОСТИ

7.7.1. ОДНОФАЗНЫЕ УПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ

 
 

Управлять амплитудой напряжения можно различными способами. Можно установить автотрансформатор, на выходе которого напряжение изменяется в зависимости от положения бегунка автотрансформатора. Другим вариантом управления напряжением является подмагничивание сердечника трансформатора или применение дросселей насыщения, которые при подмагничивании изменяют переменную составляющую магнитного поля и соответственно напряжения. Оба приведенных метода требуют наличия громоздких и тяжелых установок.

Решение данной проблемы возможно при использовании тиристоров, которые позволяют управлять как выпрямленным действующим напряжением, так и действующим значением переменного напряжения.

На рис. 7.8, а и б представлены тиристорный управляемый выпрямитель и тиристорный регулятор мощности. Эти схемы отличаются друг от друга тем, что нагрузка в случает тиристорного управляемого выпрямителя включена после выпрямителя, а в случае тиристорного регулятора мощности — до выпрямителя. В первом случае происходит управление действующим значением выпрямленного напряжения, а во втором — действующим значением переменного напряжения.

 
 

По нагрузке, включенной после выпрямителя, протекает постоянный по направлению ток. По нагрузке, включенной перед выпрямителем, протекает переменный по направлению ток. При отсутствии запускающего импульса формирователя тиристор не открывается, поэтому ток по нагрузке не идет и падение напряжения на ней отсутствует. При отсутствии запускающих импульсов формирователя тиристор закрыт. Напряжение на тиристоре растет до того момента, пока не произойдет отпирание тиристора. При этом напряжение с открывшегося тиристора перераспределяется на нагрузку. На рис. 7.9. (под пунктирной линией) — падение напряжения на закрытом тиристоре, а заштрихованная площадь — соответствует действующему значению напряжения на нагрузке.

Угол управления тиристора отсчитывается от момента прохождения напряжения через нулевую точку. Чем больше угол управления тиристора, тем дольше он остается закрытым, тем позже тиристор открывается, тем меньше действующее значение напряжения на нагрузке. Для однофазной цепи предельный угол управления тиристора составляет 180.электрическ. градусов. При этом угле мгновенное значение напряжения тиристора равно нулю и следовательно с подачей управляющего импульса в этот момент действующее значение напряжения на нагрузке равно нулю.

Тиристорные регуляторы мощности могут быть выполнены по разнообразным схемам. Одна из таких схем представлена на рис. 7.10. Открывание тиристоров VS1 и VS2 происходит поочередно. В первый полупериод открывается тиристор VS1, а во второй — VS2. Запускающие импульсы управления поступают с формирователя импульсов на тиристор по заданному углу управления. Пусть требуется получить напряжение на выходе тиристорного управляемого выпрямителя, равное половине входного, что соответствует углу управления 90о, при максимальном углеуправления 180о. Частота сети 50 Гц, что соответствует периоду колебаний

или 20 мС.

Одна полуволна имеет длительность 10 мС, что соответствует углу управления 180о. Для получения угла управления в 90о необходимо запустить тиристор через 5мС после момента достижения напряжением нулевой отметки.

Схема простейшего тиристорного управляемого выпрямителя представлена на рис. 7.11.

Особенностью тиристорных регуляторов является необходимость синхронизации работы формирователя импульсов и напряжения сети. При отсутствии таковой незначительный уход частоты приведет к существенному изменению угла управления, а следовательно, и требуемое напряжение не будет соответствовать реальному напряжению.

Тиристорный управляемый выпрямитель состоит из силового блока и синхронизируемого формирователя импульсов. В состав силового блока входит выпрямитель на диодах VD1-VD4, тиристор VS и нагрузка. При больших мощностях нагрузки тиристор и диоды должны выдерживать тот ток, который требуется потребителю. Расчет этих элементов приведен в разделе «Полупроводниковые диоды».

Формирователь импульсов состоит из параметрического стабилизатора напряжения, который одновременно выполняет функции синхронизатора и блока формирования импульсов по заданному углу управления.

Параметрический стабилизатор состоит из балластного сопротивления Rб и стабилитрона VD5. Резисторы R1 и R2 — делитель напряжения, задающий режим работы аналога тиристора с управлением по аноду на транзисторах VT1 и VT2. Фазовращатель или времязадающая цепь построена на резисторе R4 и конденсаторе С.

Переменный ток не пойдет через диоды выпрямителя до тех пор, пока тиристор VS не получит запускающий импульс от формирователя. Для получения запускающего импульса необходимо чтобы открылся аналог тиристора. С приходом выпрямленного напряжения на параметрический стабилизатор избытки напряжения, превышающие напряжение стабилизации падают на резистор Rб, а на стабилитроне остается напряжение стабилизации, зависящее от параметров стабилитрона. На выходе параметрического стабилизатора возникают импульсы трапециидальной формы. Одновременно нулевому значению входного напряжения соответствует нулевое значение напряжения на выходе стабилизатора, т.е. происходит синхронизация напряжения питания и формирователя импульсов.

При появлении напряжения на выходе стабилитрона начинает заряжаться конденсатор С через резистор R4. Когда напряжение на конденсаторе достигнет напряжения срабатывания аналога тиристора, произойдет его открытие. Возникнет импульс тока разряда конденсатора С через транзисторы VT1,VT2, и резистор R3на корпус схемы. На рис 7.11 ток разряда конденсатора показан пунктирной линией. Всплеск тока через резистор R3 приведет к всплеску напряжения на управляющем электроде тиристора и запуску последнего. Время заряда конденсатора С относительно нулевого значения напряжения определяется параметрами резистора R4 и емкостью конденсатора С. Цепь R4 – C задает угол управления тиристора, соответствующий времени задержки запуска тиристора относительно нулевого напряжения. Для рассматриваемой схемы максимальный угол управления для однофазного тиристорного регулятора на частоте 50 Гц составляет 10 мС, что соответствует углу управления 180о. Для угла управления в 90о задержка запуска тиристора относительно нулевого значения напряжения составляет 5 мС. Изменяя положение ручки реостата R4 можно задать любое время заряда конденсатора, т.е. задать угол управления тиристора. При перемещении бегунка реостата вверх растет сопротивление реостата, увеличивается время заряда конденсатора до напряжения включения тиристора, а, следовательно, растет угол управления тиристора и снижается действующее значение напряжения на нагрузке.

Действующее значение напряжения на нагрузке определяется по формуле

где Ud— действующее значение напряжения на нагрузке; U – максимальное значение напряжения на нагрузке при угле управления j = 00; φ— угол управления тиристора.

При включении нагрузки Rн2 до выпрямителя, по ней протекает переменный по направлению ток только в том случае, если тиристор будет открыт. Тогда форма выходного напряжения, (т.е. на нагрузке) будет соответствующей рис. 7.12, е. Заштрихована действующая часть напряжения на нагрузке. При включении нагрузки перед выпрямителем по ней протекает переменный по направлению ток, действующее значение которого определяется временем открытого состояния тиристора, а форма выходного напряжения имеет вид рис. 7.1, ж.

Тиристор остается в схеме на прежнем месте, и формирователь остается тем же. В зависимости от того, в какой части схемы установлен резистор нагрузки, ток по ней протекает постоянный или переменный по направлению. Если по нагрузке проходит постоянный по направлению регулируемый ток, схема называется «Тиристорный управляемый выпрямитель». При включении нагрузки перед выпрямителем по ней протекает переменный по направлению ток, и схема называется «Тиристорный регулятор мощности».

Регулятор мощности можно построить и на симисторе (рис. 7.13).

Последовательно с симистором VS включена нагрузка HL. Для открытия симистора необходимы управляющие импульсы, формирователь которых построен на парах транзисторов VT1-VT2 и VT3-VT4. Каждая па
ра транзисторов представляющих собой аналоги тиристоров: VT1-VT2–с управлением по катоду, а VT3 и VT4 — с управлением по аноду. Балластное сопротивление Rб и стабилитроны VD1 и VD2 образуют стабилизатор переменного напряжения. Угол управления симистора задается сопротивлением резистора (Rо+R1) и емкостью конденсатора С. При положительной полуволне верхняя обкладка конденсатора заряжается положительно, и когда напряжение на нем достигнет напряжения включения аналога тиристора происходит открытие аналога тиристора и запуск симистора VS.

Импульс тока разряда конденсатора проходит через резистор R6 и открывает симистор.

При отрицательном полупериоде открывается аналог тиристора, построенный на транзисторах VT3VT4 и снова запускает симистор.

При работе тиристорных управляемых выпрямителей на индуктивную нагрузку (обмотки возбуждения и якорь двигателей постоянного тока) возникают проблемы выключения тиристоров, связанные с отставанием тока от напряжения. Для выключения тиристора требуется принудительная коммутация, так как ток самоиндукции обмоток возбуждения или якоря двигателя продолжает идти после достижения напряжением нулевого уровня. Этот вопрос в учебном пособии не рассматривается.

 

Выпрямитель на тиристорах своими руками

Хочешь почитать ещё про схемы своими руками? Вот что наиболее популярно на этой неделе:
Регулируемый блок питания из блока питания компьютера ATX
Схемы и печатные платы блоков питания на микросхемах UC3842 и UC3843
Зарядное устройство на UC3842/UC3843 с регулировкой напряжения и тока
Коля одобряет.

Испытанная временем схема регулирования тока мощных потребителей отличается простотой в наладке, надежностью в эксплуатации и широкими потребительскими возможностями. Она хорошо подходит для управления режимом сварки, для пуско-зарядных устройств и для мощных узлов автоматики.

Принципиальная схема

При питании мощных нагрузок постоянным током часто применяется схема (рис.1) выпрямителя на четырех силовых вентилях. Переменное напряжение подводится к одной диагонали «моста», выходное постоянное (пульсирующее) напряжение снимается с другой диагонали. В каждом полупериоде работает одна пара диодов (VD1-VD4 или VD2-VD3).

Это свойство выпрямительного «моста» существенно: суммарная величина выпрямленного тока может достигать удвоенной величины предельного тока для каждого диода. Предельное напряжение диода не должно быть ниже амплитудного входного напряжения.

Поскольку класс напряжения силовых вентилей доходит до четырнадцатого (1400 В), с этим для бытовой электросети проблем нет. Существующий запас по обратному напряжению позволяет использовать вентили с некоторым перегревом, с малыми радиаторами (не злоупотреблять!).

Рис. 1. Схема выпрямителя на четырех силовых вентилях.

Внимание! Силовые диоды с маркировкой «В» проводят ток, «подобно» диодам Д226 (от гибкого вывода к корпусу), диоды с маркировкой «ВЛ» — от корпуса к гибкому выводу.

Использование вентилей различной проводимости позволяет выполнить монтаж всего на двух двойных радиаторах. Если же с корпусом устройства соединить «корпуса» вентилей «ВЛ» (выход «минус»), то останется изолировать всего один радиатор, на котором установлены диоды с маркировкой «В». Такая схема проста в монтаже и «наладке», но возникают трудности, если приходится регулировать ток нагрузки.

Если со сварочным процессом все понятно (присоединять «балласт»), то с пусковым устройством возникают огромные проблемы. После пуска двигателя огромный ток не нужен и вреден, поэтому необходимо его быстро отключить, так как каждое промедление укорачивает срок службы батареи (нередко батареи взрываются!).

Очень удобна для практического исполнения схема, показанная на рис.2, в которой функции регулирования тока выполняют тиристоры VS1, VS2, в этот же выпрямительный мост включены силовые вентили VD1, VD2. Монтаж облегчается тем, что каждая пара «диод-тиристор» крепится на своем радиаторе. Радиаторы можно применить стандартные (промышленного изготовления).

Другой путь — самостоятельное изготовление радиаторов из меди, алюминия толщиной свыше 10 мм. Для подбора размеров радиаторов необходимо собрать макет устройства и «погонять» его в тяжелом режиме. Неплохо, если после 15-минутной нагрузки корпуса тиристоров и диодов не будут «обжигать» руку (напряжение в этот момент отключить!).

Корпус устройства необходимо выполнить так, чтобы обеспечивалась хорошая циркуляция нагретого устройством воздуха. Не помешает установка вентилятора, который «помогает» прогонять воздух снизу вверх. Удобны вентиляторы, устанавливаемые в стойках с компьютерными платами либо в «советских» игровых автоматах.

Рис. 2. Схема регулятора тока на тиристорах.

Возможно выполнение схемы регулируемого выпрямителя полностью на тиристорах (рис.3). Нижняя (по схеме) пара тиристоров VS3, VS4 запускается импульсами от блока управления.

Импульсы приходят одновременно на управляющие электроды обоих тиристоров. Такое построение схемы «диссонирует» с принципами надежности, но время подтвердило работоспособность схемы («сжечь» тиристоры бытовая электросеть не может, поскольку они выдерживают импульсный ток 1600 А).

Тиристор VS1 (VS2) включен как диод — при положительном напряжении на аноде тиристора через диод VD1 (или VD2) и резистор R1 (или R2) на управляющий электрод тиристора будет подан отпирающий ток. Уже при напряжении в несколько вольт тиристор откроется и до окончания полуволны тока будет проводить ток.

Второй тиристор, на аноде которого было отрицательное напряжение, не будет запускаться (это и не нужно). На тиристоры VS3 и VS4 из схемы управления приходит импульс тока. Величина среднего тока в нагрузке зависит от моментов открывания тиристоров — чем раньше приходит открывающий импульс, тем большую часть периода соответствующий тиристор будет открыт.

Рис. 3. Схемы регулируемого выпрямителя полностью на тиристорах.

Открывание тиристоров VS1, VS2 через резисторы несколько «притупляет» схему: при низких входных напряжениях угол открытого состояния тиристоров оказывается малым — в нагрузку проходит заметно меньший ток, чем в схеме с диодами (рис.2).

Таким образом, данная схема вполне пригодна для регулировки сварочного тока по «вторичке» и выпрямления сетевого напряжения, где потеря нескольких вольт несущественна.

Эффективно использовать тиристорный мост для регулирования тока в широком диапазоне питающих напряжений позволяет схема, показанная на рис.4,

Устройство состоит из трех блоков:

  1. силового;
  2. схемы фазоимпульсного регулирования;
  3. двухпредельного вольтметра.

Трансформатор Т1 мощностью 20 Вт обеспечивает питание блока управления тиристорами VS3 и VS4 и открывание «диодов» VS1 и VS2. Открывание тиристоров внешним блоком питания эффективно при низком (автомобильном) напряжении в силовой цепи, а также при питании индуктивной нагрузки.

Рис. 4. Тиристорный мост для регулировки тока в широком диапазоне.

Рис. 5. Принципиальная схема блока управления тиристорами.

Открывающие импульсы тока с 5-вольтовых обмоток трансформатора подводятся в противофазе к управляющим электродам VS1, VS2. Диоды VD1, VD2 пропускают к управляющим электродам только положительные полуволны тока.

Если фазировка открывающих импульсов «подходит», то тиристорный выпрямительный мост будет работать, иначе тока в нагрузке не будет.

Этот недостаток схемы легко устраним: достаточно повернуть наоборот сетевую вилку питания Т1 (и пометить краской, как нужно подключать вилки и клеммы устройств в сеть переменного тока). При использовании схемы в пуско-зарядном устройстве заметно увеличение отдаваемого тока по сравнению со схемой рис.3.

Очень выгодно наличие слаботочной цепи (сетевого трансформатора Т1). Разрывание тока выключателем S1 полностью обесточивает нагрузку. Таким образом, прервать пусковой ток можно маленьким концевым выключателем, автоматическим выключателем или слаботочным реле (добавив узел автоматического отключения).

Это очень существенный момент, поскольку разрывать сильноточные цепи, требующие для прохождения тока хорошего контакта, намного труднее. Мы не случайно вспомнили о фазировке трансформатора Т1. Если бы регулятор тока был «встроен» в зарядно-пусковое устройство или в схему сварочного аппарата, то проблема фазировки была бы решена в момент наладки основного устройства.

Наше устройство специально выполнено широкопрофильным (как пользование пусковым устройством определяется сезоном года, так и сварочные работы приходится вести нерегулярно). Приходится управлять режимом работы мощной электродрели и питать нихромовые обогреватели.

На рис.5 показана схема блока управления тиристорами. Выпрямительный мостик VD1 подает в схему пульсирующее напряжение от 0 до 20 В. Это напряжение через диод VD2 подводится к конденсатору С1, обеспечивается постоянное напряжение питания мощного транзисторного «ключа» на VT2, VT3.

Пульсирующее напряжение через резистор R1 подводится к параллельно соединенным резистору R2 и стабилитрону VD6. Резистор «привязывает» потенциал точки «А» (рис.6) к нулевому, а стабилитрон ограничивает вершины импульсов на уровне порога стабилизации. Ограниченные импульсы напряжения заряжают конденсатор С2 для питания микросхемы DD1.

Эти же импульсы напряжения воздействуют на вход логического элемента. При некотором пороге напряжения логический элемент переключается. С учетом инвертирования сигнала на выходе логического элемента (точка «В») импульсы напряжения будут кратковременными -около момента нулевого входного напряжения.

Рис. 6. Диаграмма импульсов.

Следующий элемент логики инвертирует напряжение «В», поэтому импульсы напряжения «С» имеют значительно большую длительность. Пока действует импульс напряжения «С», через резисторы R3 и R4 происходит заряд конденсатора C3.

Экспоненциально нарастающее напряжение в точке «Е», в момент перехода через логический порог, «переключает» логический элемент. После инвертирования вторым логическим элементом высокому входному напряжению точки «Е» соответствует высокое логическое напряжение в точке «F».

Двум различным величинам сопротивления R4 соответствуют две осциллограммы в точке «Е»:

  • меньшее сопротивление R4 — большая крутизна — Е1;
  • большее сопротивление R4 — меньшая крутизна — Е2.

Следует обратить внимание также на питание базы транзистора VT1 сигналом «В», во время снижения входного напряжения до нуля транзистор VT1 открывается до насыщения, коллекторный переход транзистора разряжает конденсатор С3 (происходит подготовка к зарядке в следующем полупериоде напряжения). Таким образом, логический высокий уровень появляется в точке «F» раньше или позже, в зависимости от сопротивления R4:

  • меньшее сопротивление R4 — раньше появляется импульс — F1;
  • большее сопротивление R4 — позже появляется импульс — F2.

Усилитель на транзисторах VT2 и VT3 «повторяет» логические сигналы -точка «G». Осциллограммы в этой точке повторяют F1 и F2, но величина напряжения достигает 20 В.

Через разделительные диоды VD4, VD5 и ограничительные резисторы R9 R10 импульсы тока воздействуют на управляющие электроды тиристоров VS3 VS4 (рис.4). Один из тиристоров открывается, и на выход блока проходит импульс выпрямленного напряжения.

Меньшему значению сопротивления R4 соответствует большая часть полупериода синусоиды — h2, большему — меньшая часть полупериода синусоиды — h3 (рис.4). В конце полупериода ток прекращается, и все тиристоры закрываются.

Рис. 7. Схема автоматического двухпредельного вольтметра.

Таким образом, различным величинам сопротивления R4 соответствует различная длительность «отрезков» синусоидального напряжения на нагрузке. Выходную мощность можно регулировать практически от 0 до 100%. Стабильность работы устройства определяется применением «логики» — пороги переключения элементов стабильны.

Конструкция и налаживание

Если ошибок в монтаже нет, то устройство работает стабильно. При замене конденсатора С3 потребуется подбор резисторов R3 и R4. Замена тиристоров в силовом блоке может потребовать подбора R9, R10 (бывает, даже силовые тиристоры одного типа резко отличаются по токам включения — приходится менее чувствительный отбраковывать).

Измерять напряжение на нагрузке можно каждый раз «подходящим» вольтметром. Исходя из мобильности и универсальности блока регулирования, мы применили автоматический двухпредельный вольтметр (рис.7).

Измерение напряжения до 30 В производится головкой PV1 типа М269 с добавочным сопротивлением R2 (регулируется отклонение на всю шкалу при 30 В входного напряжения). Конденсатор С1 необходим для сглаживания напряжения, подводимого к вольтметру.

Для «загрубления» шкалы в 10 раз служит остальная часть схемы. Через лампу накаливания (бареттер) HL3 и подстроечный резистор R3 запитывается лампа накаливания оптопары U1, стабилитрон VD1 защищает вход оптрона.

Большое входное напряжение приводит к снижению сопротивления резистора оптопары от мегаом до ки-лоом, транзистор VT1 открывается, реле К1 срабатывает. Контакты реле при этом выполняют две функции:

  • размыкают подстроечное сопротивление R1 — схема вольтметра переключается на высоковольтный предел;
  • вместо зеленого светодиода HL2 включается красный светодиод HL1.

Красный, более заметный, цвет специально выбран для шкалы больших напряжений.

Внимание! Подстройка R1(шкала 0. 300) производится после подстройки R2.

Питание к схеме вольтметра взято из блока управления тиристорами. Развязка от измеряемого напряжения осуществлена с помощью оптрона. Порог переключения оптрона можно установить немного выше 30 В, что облегчит подстройку шкал.

Диод VD2 необходим для защиты транзистора от всплесков напряжения в момент обесточивания реле. Автоматическое переключение шкал вольтметра оправдано при использовании блока для питания различных нагрузок. Нумерация выводов оптрона не дана: с помощью тестера нетрудно различить входные и выходные выводы.

Сопротивление лампы оптрона равно сотням ом, а фоторезистора — мегаом (в момент измерения лампа не запитана). На рис.8 показан вид устройства сверху (крышка снята). VS1 и VS2 установлены на общем радиаторе, VS3 и VS4 — на отдельных радиаторах.

Резьбу на радиаторах пришлось нарезать под тиристоры. Гибкие выводы силовых тиристоров обрезаны, монтаж осуществлен более тонким проводом.

Рис. 8. Вид устройства сверху.

На рис.9 показан вид на лицевую панель устройства. Слева расположена ручка регулирования тока нагрузки, справа — шкала вольтметра. Около шкалы закреплены светодиоды, верхний (красный) расположен около надписи «300 В».

Клеммы устройства не очень мощные, так как применяется оно для сварки тонких деталей, где очень важна точность поддержания режима. Время пуска двигателя небольшое, поэтому ресурса клеммных соединений хватает.

Рис. 9. Вид на лицевую панель устройства.

Верхняя крышка крепится к нижней с зазором в пару сантиметров для обеспечения лучшей циркуляции воздуха.

Устройство легко поддается модернизации. Так, для автоматизации режима запуска двигателя автомобиля не нужны дополнительные детали (рис.10).

Необходимо между точками «D» и «E» блока управления включить нормально замкнутую контактную группу реле К1 из схемы двухпредельного вольтметра. Если перестройкой R3 не удастся довести порог переключения вольтметра до 12. 13 В, то придется заменить лампу HL3 более мощной (вместо 10 установить 15 Вт).

Пусковые устройства промышленного изготовления настраиваются на порог включения даже 9 В. Мы рекомендуем настраивать порог переключения устройства на более высокое напряжение, так как еще до включения стартера аккумулятор немного подпитывается током (до уровня переключения). Теперь пуск производится немного «подзаряженным» аккумулятором вместе с автоматическим пусковым устройством.

Рис. 10 . Автоматизация режима запуска двигателя автомобиля.

По мере увеличения бортового напряжения автоматика «закрывает» подачу тока от пускового устройства, при повторных пусках в нужные моменты подпитка возобновляется. Имеющийся в устройстве регулятор тока (скважности выпрямленных импульсов) позволяет ограничить величину пускового тока.

Н.П. Горейко, В.С. Стовпец. г. Ладыжин. Винницкая обл. Электрик-2004-08.

Мощный управляемый выпрямитель на тиристорах

Управляемый выпрямитель на тиристорах — элементах, обладающих большим коэффициентом усиления по мощности, позволяет получать большие токи в нагрузке при незначительной мощности, затрачиваемой в цепи управления тиристора. На первых двух рисунках изображены варианты выпрямителей на тиристорах, которые обеспечивают максимальный ток в нагрузке до 6 А с пределом регулировки напряжения от 0 до 15 в (рис. 1) и от 0,5 до 15 в (рис. 2). На рис. 3 представлена диаграмма напряжений, помогающая понять принцип работы выпрямителя собранного по схеме рис. 1. В течение одного полупериода к аноду тиристора приложено положительное относительно катода напряжение.

Пока на управляющий электрод не подан положительный сигнал определенной амплитуды со схемы запуска, тиристор не пропускает ток в прямом направленип. Через некоторый произвольный угол задержки а между напряжениями на управляющем электроде и катоде прикладывается положительный запускающий сигнал, вызывающий протекание тока через тиристор и соответственно через нагрузку. При перемене полярности напряжения на аноде тиристора последний закрывается независимо от величины управляющего напряжения, при этом аналогично рассмотренному ранее начинает работать другое плечо схемы. Регулируя угол задержки включения а по отношению к приложенному напряжению, можно изменять соотношение фаз начала протекания тока и приложенного напряжения и регулировать величину среднего значения выпрямленного тока (напряжения) нагрузки от максимума (а = 0) до нуля (а = Пи).

Угол задержки включения тиристоров Д1 и Д4 изменяется потенциометром R1. Диоды Д3 защищают цени управления (запуска) от отрицательного напряжения в то время, когда напряжение на анодах тиристоров отрицательное. Для получения широких пределов регулировки а (0 — Пи) применены RC — цепи. В выпрямителе (рис.2) тиристор и схема запуска работают как в положительный, так и в отрицательный полупериоды, время разряда конденсаторов сокращается, что приводит к уменьшению диапазона изменения угла а и, соответственно, к уменьшению пределов регулирования напряжения на нагрузке. Для устранения этого явления включен диод Д3.

Тиристоры для выпрямителя (рис. 1) желательно выбирать с близким значением сопротивления участка управляющий электрод — катод. Если не удается подобрать одинаковые тиристоры, то схему можно симметрировать с помощью дополнительного сопротивления. Для этого включают эквивалент нагрузки и изменением величины сопротивления потенциометра R1 устанавливают максимальный ток. Поочередно отключая цепи управления тиристоров, измеряют ток каждого плеча выпрямителя. Переменное сопротивление величиной 10 ком. подключается параллельно управляющему электроду к катоду того тиристора, через который течет больший ток. Изменяя величину этого сопротивления, добиваются одинаковых показаний тока.

Учитывая разброс параметров тиристоров, необходимо скорректировать сопротивления резисторов R1 и R2. Вначале R1 берется несколько больше рассчитанного, а R2 определяется как остаточное сопротивление потенциометра R1 при условии, что его изменение не приводит к увеличению тока нагрузки. Максимальная величина R1 ограничивается сопротивлением, при котором ток нагрузки равен нулю.

Конструктивно тиристоры необходимо размещать на радиаторах с площадью 50 кв.см (рис. 1), 250 кв.см — (рис. 2). Во всех вариантах использован трансформатор, собранный на обычном сердечнике УШ35х55. Для намотки взят провод марки ПЭВ. Первичная обмотка содержит 550 витков, диаметр провода 0,55 мм. Данные вторичных обмоток: для варианта на рис.1 — число витков 2х60 проводом ПЭЛ диаметром 1,35 мм.; для варианта на рис.2 — число витков 2х64 проводом ПЭЛ диаметром 1,35 мм.

SCR Выпрямитель с кремниевым управлением »Электроника

Тиристоры из кремния Управляемые выпрямители, тиристоры представляют собой полупроводниковые устройства, которые могут действовать как электронные переключатели, иногда управляющие цепями с высокими уровнями напряжения и тока.


Triac, Diac, SCR Учебное пособие включает:
Основы тиристоров Конструкция тиристорного устройства Работа тиристора Затвор отключающий тиристор, ГТО Характеристики тиристора Что такое симистор Технические характеристики симистора Обзор Diac


Тиристоры или кремниевые выпрямители (SCR), как их иногда называют, могут показаться необычными электронными компонентами во многих отношениях, но они особенно полезны для управления силовыми цепями.

Как таковые, эти электронные компоненты используются во многих приложениях управления мощностью, часто там, где уровни тока и напряжения относительно высоки. Тиристоры также могут использоваться в приложениях с низким энергопотреблением, включая управление освещением, а также для защиты источников питания и многих других приложений. Тиристоры просты в использовании и дешевы, что делает их идеальным вариантом для многих схем.

Идея тиристора не нова. Идея устройства была впервые выдвинута в 1950 году Уильямом Шокли, одним из изобретателей транзистора.Хотя некоторые более поздние исследования устройства были предприняты другими несколькими годами позже, они стали доступны только в начале 1960-х годов. После появления тиристоров они вскоре стали популярными для электронных схем переключения и питания.

Сильноточный тиристор / SCR

Что такое тиристор?

Тиристор можно рассматривать как довольно необычную форму электронного компонента, поскольку он состоит из четырех слоев кремния с различным легированием, а не из трех слоев обычных биполярных транзисторов.

В то время как обычные биполярные транзисторы могут иметь структуру pnp или npn с электродами, называемыми коллектор, база и эмиттер, тиристор имеет структуру pnpn с внешними слоями с их электродами, называемыми анодом (n-типа) и катодом (p -тип). Управляющий вывод SCR называется затвором, и он подключен к слою p-типа, который примыкает к катодному слою.

Основная структура тиристора / SCR

Тиристоры обычно изготавливаются из кремния, хотя теоретически могут использоваться и другие типы полупроводников.Первая причина использования кремния для тиисторов заключается в том, что кремний является идеальным выбором из-за его общих свойств. Он способен выдерживать напряжение и токи, необходимые для приложений большой мощности. Кроме того, он обладает хорошими тепловыми свойствами. Вторая важная причина заключается в том, что кремниевая технология хорошо зарекомендовала себя и широко используется для различных полупроводниковых устройств. В результате производители полупроводников могут очень дешево и легко использовать их для своих электронных компонентов.

Применение тиристоров

Тиристоры, или кремниевые выпрямители, тиристоры используются во многих областях электроники, где они находят применение во множестве различных приложений.Некоторые из наиболее распространенных приложений для них описаны ниже:

  • Регулятор мощности переменного тока (включая фонари, двигатели и т. Д.).
  • Электронная коммутация переменного тока.
  • Лом для защиты от перенапряжения для источников питания.
  • Элементы управления в контроллерах, срабатывающих по углу фазы.
  • В фотовспышках, где они действуют как электронный выключатель, разряжая накопленное напряжение через лампу-вспышку, а затем выключают его в нужное время.

Тиристоры способны переключать высокие напряжения и выдерживать обратные напряжения, что делает их идеальными для электронных коммутационных приложений, особенно в сценариях переменного тока.

Открытие тиристора

Идея тиристора была впервые описана Шокли в 1950 году. Он упоминался как биполярный транзистор с p-n крючком-коллектором. Механизм операции был дополнительно проанализирован в 1952 году Эберсом.

Затем в 1956 году Молл исследовал механизм переключения тиристора.Разработка продолжалась, и об устройстве стало больше известно, так что первые выпрямители с кремниевым управлением стали доступны в начале 1960-х годов, когда они начали приобретать значительный уровень популярности для переключения мощности.

Когда GE выпустила свои устройства, они использовали термин кремниевый управляемый выпрямитель, или SCR, потому что он работал только в одном направлении и был управляемым. Они использовали название SCR как торговую марку для своей продукции.

Как работает тиристор?

Принцип работы тиристора отличается от работы других устройств.Обычно через устройство не протекает ток. Однако, если к устройству подключен источник питания, и на затвор подается небольшой ток, устройство будет «срабатывать» и проводить ток. Он будет оставаться в проводящем состоянии до тех пор, пока не будет отключен источник питания.

Чтобы увидеть, как работает тиристор, стоит взглянуть на эквивалентную схему тиристора. Для пояснения схему тиристора можно рассматривать как два встречных транзистора. Первый транзистор с эмиттером, подключенным к катоду тиристора, является транзистором NPN, тогда как второй транзистор с эмиттером, подключенным к аноду тиристора, SCR является транзистором PNP.Затвор подключен к базе транзистора NPN, как показано ниже.

Эквивалентная схема тиристора

Когда на тиристор подается напряжение, ток не течет, потому что ни один из транзисторов не проводит ток. Однако, если на затвор будет подано напряжение, это вызовет протекание тока в базе, и это заставит TR2 включиться. Когда TR2 включен, это опускает базу TR1, вызывая включение этого транзистора, и, в свою очередь, проталкивает ток через базу TR2, что означает, что устройство останется включенным, даже если напряжение затвора будет снято.

Обозначения и основные сведения о тиристорах

Тиристорный или кремниевый управляемый выпрямитель, SCR, представляет собой полупроводниковое устройство, которое имеет ряд необычных характеристик. Он имеет три вывода: анод, катод и затвор, отражающий термоэлектронный клапан / вакуумную трубку. Как и следовало ожидать, затвор является управляющим выводом, в то время как основной ток протекает между анодом и катодом.

Как можно понять из обозначения схемы, показанной ниже, это устройство является «односторонним устройством», отсюда и название GE — кремниевый управляемый выпрямитель.Поэтому, когда устройство используется с переменным током, оно будет работать максимум половину цикла.

В работе тиристор или тиристор изначально не работают. Требуется определенный уровень тока, чтобы течь в ворота, чтобы «выстрелить». После срабатывания тиристор будет оставаться в проводящем состоянии до тех пор, пока напряжение на аноде и катоде не будет снято — это, очевидно, происходит в конце полупериода, в течение которого тиристор проводит. Следующий полупериод будет заблокирован в результате действия выпрямителя.Затем потребуется ток в цепи затвора, чтобы снова запустить тиристор. Таким образом, тиристор можно использовать как электронный переключатель.

Кремниевый управляемый выпрямитель, тиристор или символ тиристора, используемый для принципиальных схем или схем, стремится подчеркнуть характеристики выпрямителя, одновременно показывая управляющий вентиль. В результате символ тиристора представляет собой традиционный символ диода с входом управляющего затвора рядом с переходом.

Обозначение тиристора или цепи тиристора
Примечание по схемам и конструкции тиристоров:

Тиристоры или тиристоры имеют характеристику, заключающуюся в том, что, когда затвор получает ток срабатывания, он запускает тиристор, позволяя току течь до тех пор, пока не будет снято напряжение между анодом и катодом.Это позволяет тиристору переключать высокие напряжения и токи, хотя это только половина цикла. Цепи могут приглушать свет, управлять двигателями и вообще переключать высокие напряжения и токи.

Подробнее о Схемы и конструкция тиристоров

Характеристики тиристора

Чтобы выбрать правильное тиристорное устройство для любой схемы, необходимо изучить спецификации и убедиться, что устройство имеет правильные характеристики для предполагаемой схемы или применения.

Тиристоры — довольно уникальные компоненты, и их спецификации и параметры таблицы отличаются от других более широко используемых электронных компонентов, таких как биполярные транзисторы и полевые транзисторы JFET, полевые МОП-транзисторы и т. Д.

Другие типы тиристоров или тиристоров

Существует несколько типов тиристоров — это варианты базового компонента, но они предлагают разные возможности, которые могут использоваться в различных случаях и могут быть полезны для определенных схем.

  • Тиристор с обратной проводимостью, RCT: Хотя тиристоры обычно блокируют ток в обратном направлении, существует одна форма, называемая тиристором с обратной проводимостью, который имеет встроенный обратный диод для обеспечения проводимости в обратном направлении, хотя нет управления в этом направлении.

    Внутри тиристора с обратной проводимостью само устройство и диод не проводят одновременно. Это означает, что они не производят тепло одновременно. В результате они могут быть объединены и охлаждены вместе.

    RCT может использоваться там, где в противном случае потребовался бы обратный диод или диод свободного хода. Тиристоры с обратной проводимостью часто используются в преобразователях частоты и инверторах.

  • Тиристор с автоматическим выключением, GATT: GATT используется в случаях, когда необходимо быстрое выключение.Чтобы помочь в этом процессе, иногда может применяться отрицательное напряжение затвора. Помимо снижения анодного катодного напряжения. Это обратное напряжение затвора помогает истощить неосновные носители, хранящиеся в базовой области n-типа, и гарантирует, что переход затвор-катод не будет смещен в прямом направлении.

    Структура GATT аналогична структуре стандартного тиристора, за исключением того, что часто используются узкие катодные полоски, чтобы обеспечить больший контроль затвора, поскольку он находится ближе к центру катода.

  • Тиристор отключения затвора, GTO: GTO иногда также называют выключателем затвора. Это устройство необычно для семейства тиристоров, потому что его можно выключить, просто приложив отрицательное напряжение к затвору — нет необходимости снимать напряжение с анода и катода. См. Дальнейшую страницу в этой серии с более полным описанием GTO.
  • Асимметричный тиристор: Это устройство используется в схемах, где тиристор не воспринимает обратное напряжение и, следовательно, выпрямитель не требуется.В результате можно сделать второй переход, часто называемый J2 (см. Стр. О структуре устройства), можно сделать намного тоньше. Результирующая n-базовая область обеспечивает уменьшенный V на , а также улучшенное время включения и выключения.

Тиристоры широко используются во многих областях электроники, выступая в роли электронных переключателей. Тиристорные схемы можно использовать во многих энергетических приложениях, поскольку эти электронные компоненты могут очень легко переключать большие токи.В дополнение к этому они очень дешевы и широко доступны.

Другие электронные компоненты:
Резисторы Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы Разъемы RF Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты». . .

Тиристоры, выпрямители с кремниевым управлением, модуль SCR

C&H Technology специализируется на сильноточных тиристорах с фазовой регулировкой и тиристорах с быстрым переключением.Типичные области применения включают переключатели переменного тока, регуляторы затемнения, регулирование температуры для духовок, твердотельные реле, средства управления двигателями постоянного тока, сварку, плавный пуск для приводов двигателей переменного тока и тяговые рынки.

Тиристоры также называются SCR (выпрямители с кремниевым управлением). Модуль SCR используется для управления и выпрямления тока только в одном направлении. Модуль SCR работает как механический переключатель: он либо включен, либо выключен. Когда на затвор SCR подается импульс тока / напряжения, он срабатывает и начинает проводить.SCR будет продолжать проводить, даже когда ток затвора полностью удален. Выпрямитель с кремниевым управлением выключится, когда ток нагрузки упадет ниже нуля.

Тиристоры с фазовым управлением (выпрямители с кремниевым управлением)

  • Ток: от 16А до 4150А
  • Напряжение: от 200 В до 5000 В
  • Пакеты шпилек: компрессионная и паяная
  • Пакеты Hockey Puk: от 19 мм до 100 мм
  • Пакеты модулей SCR: T-Module, Add-A-Pak, Int-A-Pak, Magn-A-Pak, Super Magn-A-Pak
    • Ток: от 25А до 500А
    • Напряжение: от 200 В до 2000 В
    • Высокое напряжение изоляции (2500 В)
    • Соответствует RoHS, одобрено UL
    • Настраивается под конкретные нужды применения
  • Дискретные пакеты: D2, TO-220, TO-247, Full Pack,

Преобразователь класса

  • Ток: от 110А до 1200А
  • Напряжение: от 200 В до 2100 В
  • сжатый шпилька
  • Хоккейный Пук

Тиристорная матрица

  • Инвертор с фазовым управлением и быстрым переключением
  • Диапазон напряжения от 200 до 2000 вольт
  • Wire Bondable от.От 180 до 480 мил квадратных
  • Связываемый припой от 19 мм до 77 мм круглый

Свяжитесь с нами сегодня по поводу SCR или другой тиристорной продукции.

Однофазный тиристорный выпрямитель | Plexim

Принцип работы

Однофазный тиристорный выпрямитель преобразует переменное напряжение в постоянное на выходе. Поток мощности является двунаправленным между стороной переменного и постоянного тока. Работа схемы зависит от состояния источника переменного тока и угла зажигания α двухимпульсного генератора.Индуктивность источника L s не учитывается для простоты.

  • α = 0 °: Когда угол включения тиристоров равен нулю, данная схема сводится к диодному выпрямителю с индуктивной нагрузкой.
  • 0 ° <α <90 °: Угол зажигания больше нуля означает, что тиристор также будет нести положительное запирающее напряжение. Это приводит к отрицательным напряжениям постоянного тока, а также к меньшему среднему напряжению нагрузки V load = 0.9 · V s, rms · cos (α).
  • 90 ° <α <180 °: Схема находится в режиме инвертора, и мощность течет от постоянного тока к переменному току.

Влияние индуктора источника L

с и напряжения нагрузки В нагрузка
  • Как и в случае однофазного диодного выпрямителя, индуктивность источника L с больше нуля приводит к интервалу коммутации тока между парами тиристоров T 1 / T 2 и T 3 / T 4 . Этот интервал увеличивает угол включения тиристора α и приводит к дальнейшему снижению среднего напряжения нагрузки.
  • При увеличении напряжения нагрузки ток через дроссель уменьшается. Как и в случае преобразователей постоянного тока в постоянный, в установившемся режиме считается, что схема работает в режиме прерывистой проводимости, если ток через L d достигает нуля, и в режиме непрерывной проводимости, если ток никогда не достигает нуля.

Эксперименты

  • Установите индуктивность сетки и угол включения тиристора α равными нулю и запустите стационарный анализ. Убедитесь, что результаты в точности соответствуют результатам, полученным для диодного выпрямителя с индуктивной нагрузкой и индуктивностью источника L с = 0 H.
  • Установите L d = 100 мкГн, α = 45 ° и V нагрузка = 150 В. Посмотрите, как ток нагрузки достигает нуля во время установившейся работы — преобразователь теперь работает в режиме прерывистой проводимости.
  • Убедитесь, что при увеличении углов зажигания α> 45 ° и индуктивности источника L с > 100 мкГн выходное напряжение снижается.

Что такое SCR (выпрямитель с кремниевым управлением), как он работает и различные типы SCR и пакеты

Термин SCR означает кремниевый управляемый выпрямитель, который является одним из наиболее важных членов семейства тиристоров .Он более популярен, чем другие тиристоры, такие как TRIAC, SCS, DIAC и т. Д., Поэтому некоторые люди даже используют слова Thyristor и SCR как синонимы. Так что в следующий раз, когда кто-то скажет просто «тиристор» в целом, они будут иметь в виду SCR.

SCR

изготовлены из кремния и чаще всего используются для преобразования переменного тока в постоянный (выпрямление), отсюда и название Кремниевый управляемый выпрямитель . Они также используются в других приложениях, таких как регулирование мощности, инверсия и т. Д.SCR обладают способностью выдерживать высокие значения тока и напряжения, поэтому они используются в большинстве промышленных приложений.

Символ SCR

Символ SCR будет аналогичен символу диода, кроме того; он имеет терминал ворот, как показано ниже. SCR — это однонаправленное устройство, которое позволяет току течь в одном направлении и противодействовать ему в другом направлении.SCR имеет три контакта, а именно анод (A), катод (K) и затвор (G), он может быть включен или выключен, контролируя условия смещения или вход затвора.

И снова символ тиристора и символ SCR одинаковы. Теперь, когда мы знаем, как можно представить тиристор / тиристор на принципиальной схеме, давайте рассмотрим конструкцию и работу тиристора , чтобы понять его подробнее.

Строительство SCR

SCR — это четырехслойное полупроводниковое устройство, которое формирует структуру NPNP или PNPN, которая в конечном итоге формирует три перехода J1, J2 и J3.Среди трех выводов SCR анод является положительным электродом, он будет на P-слое, а катод — отрицательным электродом, он будет на N-слое SCR, затвор действует как управляющий вывод SCR. Изображение SCR Construction показано ниже.

Внешние слои P и N, на которых размещены два электрода, будут сильно легированы, а средние слои P и N будут слегка легированы, вывод затвора будет соединен с P-слоем в середине.SCR имеют три различных типа: плоский, Mesa-тип и Press pack.

Как работает SCR

Чтобы понять принцип работы SCR , мы должны изучить различные способы его работы. В зависимости от полярности приложенного напряжения и импульса затвора, подаваемого на SCR, он может работать в трех различных режимах, таких как

  • Режим блокировки вперед
  • Режим прямой проводимости
  • Обратный режим блокировки

Теперь давайте разберемся, как работает тиристор , посмотрев на каждый из режимов работы с его принципиальной схемой.

Режим прямой блокировки

В этом режиме работы положительное напряжение подается на анод, а отрицательное напряжение подается на катод, импульс на затвор не подается, он будет оставаться в открытом состоянии. После подачи напряжения переходы J1 и J3 будут смещены в прямом направлении, а переход J2 — в обратном. Поскольку J2 смещен в обратном направлении, ширина обедненной области увеличивается, и она действует как препятствие для проводимости, поэтому только небольшое количество тока будет течь от J1 к J3.

Когда напряжение, приложенное к SCR, увеличивается и если оно достигает напряжения пробоя SCR , переход J2 истощается из-за лавинного пробоя. Как только произойдет сбой в лавине , ток начнет течь через тиристор. В этом режиме работы тиристор смещен в прямом направлении, но никакого протекания тока не будет.

Режим прямой проводимости

Режим прямой проводимости — единственный режим, в котором SCR будет находиться во включенном состоянии и будет проводить.Мы можем сделать тиристор проводящим двумя разными способами: один — мы можем увеличить приложенное напряжение прямого смещения сверх напряжения пробоя , либо мы можем подать положительное напряжение на вывод затвора.

Когда мы увеличиваем приложенное прямое напряжение смещения между анодом и катодом, переход J2 будет истощен из-за лавинного пробоя, и SCR начнет проводить. Мы не можем сделать это для всех приложений, и этот метод активации SCR в конечном итоге сократит срок службы SCR .

Если вы хотите использовать тиристор для низковольтных приложений, вы можете подать положительное напряжение на затвор тиристора. Приложенное положительное напряжение поможет тиристору перейти в состояние проводимости. В этом режиме работы тиристор будет работать в прямом смещении, и через него будет протекать ток.

Обратный режим блокировки

В режиме обратной блокировки положительное напряжение подается на катод (-), а отрицательное напряжение подается на анод (+). На затвор не будет подаваться импульс, он будет сохранен как разомкнутая цепь. .В этом режиме работы переходы J1 и J3 будут смещены в обратном направлении, а переход J2 будет смещен в прямом направлении. Поскольку переходы J1 и J3 смещены в обратном направлении, через тиристор не будет протекать ток. Хотя будет протекать небольшой ток утечки из-за дрейфующих носителей заряда в смещенном в прямом направлении переходе J2, этого недостаточно для включения тринистора.

VI Характеристики SCR

Характеристики VI SCR получаются путем работы SCR в трех разных областях, а именно в области прямой блокировки, области прямой проводимости и области обратной блокировки

Когда SCR работает в режиме обратной блокировки , будет небольшой ток утечки, протекающий в обратном направлении SCR, который упоминается как обратный ток утечки на графике, обратный ток утечки будет расположен в отрицательном направлении. квадранты графа.

Теперь, если вы подадите положительное напряжение на анод и отрицательное напряжение на катод, SCR начнет работать в режиме прямой блокировки , и небольшой ток утечки будет проходить через SCR в положительном направлении, следовательно, кривая начинает подниматься до определенного значения. уровень в положительных квадрантах графика, который упоминается как прямой ток утечки.

Когда график достигает определенного уровня напряжения, называемого напряжением пробоя, или если ток затвора Ig подается на SCR, SCR переходит в режим проводимости , и через SCR начинает течь большой ток.Ток представлен как прямая проводимость на кривой VI . Применяемый ток затвора обозначается как Ig1, Ig2 и Ig3, чем выше приложенный ток затвора, тем быстрее SCR переходит в состояние проводимости как Ig3> Ig2> Ig1.

Приложения SCR

От схем преобразователя до схем управления, тиристоры используются в широком диапазоне приложений. Невозможно обсудить все применения тиристора , но в основном они используются для управления током или напряжением на устройстве.Например, давайте рассмотрим пример, в котором SCR используются для управления скоростью двигателя.

На приведенной выше принципиальной схеме SCR показано устройство для управления скоростью двигателя постоянного тока с использованием SCR. Двигатель будет иметь две обмотки, а именно обмотку возбуждения и обмотку якоря . Управляя током, подаваемым на обмотку якоря, мы можем управлять скоростью двигателя постоянного тока. Обмотка якоря двигателя подключена к источнику переменного тока через трансформатор и два тиристора, соединенных параллельно друг другу.

Во время положительного полупериода питания переменного тока, , тиристор 1 смещен в прямом направлении и начинает проводить, если подан импульс затвора, ток в обмотке якоря будет протекать через тиристор 1. Точно так же во время отрицательного полупериода подачи переменного тока SCR2 будет смещен в прямом направлении, и SCR1 будет смещен в обратном направлении, и, следовательно, SCR1 перейдет в состояние ВЫКЛ. Изменяя триггерный импульс, подаваемый на вентили соответствующих SCR, мы сможем управлять входом, подаваемым на двигатель постоянного тока, следовательно, он контролирует скорость двигателя.

Различные типы SCR и пакетов

Существует множество типов SCR в зависимости от технических характеристик и применения. Мы уже обсуждали популярные SCR, такие как BT151, 2P4M, TYN608 и т. Д. SCR доступны в различных пакетах, которые можно использовать для разных типов приложений. SCR доступны в следующих пакетах

Дискретный пластик: Дискретный пластиковый корпус — это широко известный тип тиристоров, которые имеют три контакта, прикрепленные к покрытому пластиком полупроводниковому материалу.Эти SCR имеют плоскую конструкцию и являются самым дешевым типом SCR по сравнению с другими блоками. Они доступны для приложений 25A и 1000V , их можно легко установить в цепи любого типа с большим количеством других компонентов.

Пластиковый модуль: Пластиковый модуль имеет те же характеристики, что и дискретный пластиковый корпус, он также содержит более одного устройства и доступен в диапазоне тока от до 100 А .Использование этих модулей улучшит внешний вид схемы, поскольку их можно установить на платы, прикрутив болтами радиатор к плате.

Основание шпильки: Устройство основания шпильки будет иметь резьбовое основание, оно имеет двойное преимущество — низкое тепловое сопротивление и простоту монтажа. Они доступны в диапазоне тока от 5 до 150 A и во всем диапазоне напряжений. Единственный недостаток, которым он обладает, это то, что его нелегко изолировать от радиатора

.

Плоское основание: Плоское основание обладает теми же характеристиками, что и основание шпильки SCR, дополнительным преимуществом является то, что они изолированы от радиатора тонким слоем изоляции.Они доступны в диапазоне тока от 10 до 400 А.

Press Pack: Прессы SCR используются для сильноточных приложений 200A или выше и приложений с более высоким напряжением , превышающим 1200V . Структура SCR и электроды упакованы в керамическую оболочку, которая обеспечивает необходимую изоляцию между анодом и катодом. Обе поверхности прижимаются к радиатору; следовательно, они обладают лучшим электрическим контактным сопротивлением и минимальным тепловым сопротивлением.

Как выпрямитель с кремниевым управлением (тиристорный выпрямитель) обеспечивает выпрямление и регулирование напряжения? — Статьи знаний — Новости

31 мая 2020

Выпрямитель — это устройство, преобразующее переменный ток в постоянный. Основное применение выпрямителя — преобразование мощности переменного тока в мощность постоянного тока. Поскольку для многих электрооборудования необходимо использовать постоянный ток, но энергокомпания использует переменный ток, поэтому, если не используется батарея, в противном случае выпрямители незаменимы внутри источника питания.

Как обычно используемый выпрямитель, выпрямители с кремниевым управлением широко используются в ионообменном мембранном электролизе каустической соды, электролизе цветных металлов, электролизе воды для получения водорода, электролизе редкоземельных элементов, электролизе фтороводорода для получения хлора, электролизе морской воды для производства гипохлорита натрия, электролиза рассола для производства гипохлорита натрия, гальваники, анодирования Электрофорез, электрополировка, зарядка, нагрев в дуговых печах постоянного тока, нагрев кристаллов, ядерно-энергетические эксперименты и другие области широко используются в различных отраслях народного хозяйства.

Так как же кремниевый выпрямитель обеспечивает преобразование переменного тока в постоянный, то есть выпрямление и регулировку выходного напряжения?

1. Схема диодного выпрямителя

Выпрямление (схема выпрямления) — это процесс, который использует однонаправленную проводимость диода для преобразования переменного тока в пульсирующий постоянный ток. Обычные выпрямительные схемы имеют однополупериодное, двухполупериодное, мостовое выпрямление и удвоитель напряжения.

Давайте сначала воспользуемся диодом в качестве примера, чтобы описать принцип выпрямления:

Мостовой выпрямитель (мостовой выпрямитель): четыре диода соединены в мост, поэтому он называется мостовым выпрямителем.

В положительной половине напряжения на вторичной обмотке трансформатора D1 и D3 включены, D2 и D4 выключены, а направление тока i1 показано красной стрелкой. Во время отрицательного полупериода напряжения направление тока i2 показано синей стрелкой.

За один цикл переменного напряжения u2 диоды D1, D3 и D2, D4 по очереди включаются и выключаются, и на нагрузке RL получается одно направление двухполупериодных пульсаций напряжения и тока, этот процесс реализует переменный ток до DC, то есть исправление.

2. Что такое SCR?

SCR (кремниевый управляющий выпрямитель) также называется тиристором, представляет собой управляемый однонаправленный проводящий переключатель, может использоваться в качестве мощного полупроводникового устройства, управляемого сильным электричеством, поскольку он может быть надежным под воздействием слабого токового сигнала, которым он управляет. различные схемы сильной электрической системы, поэтому применение технологии полупроводниковой электроники расширяется от слабого электрического поля до сильного электрического поля.Тиристоры могут пропускать большие токи и обладают такими преимуществами, как высокое сопротивление давлению, быстрый отклик, хорошие характеристики управления, небольшой размер, легкий вес, удобство использования и обслуживания и т. Д., Поэтому они широко используются в различных областях научных исследований, таких как энергетика, электроника и управление, и все чаще используются. В системе управления медицинского рентгеновского аппарата. Однако у него также есть недостатки, такие как низкая перегрузочная способность и плохая защита от помех, которые необходимо преодолеть в практических приложениях.

Тиристор добавляет затвор на основе диода. В схеме выпрямителя сигнал запуска затвора должен быть подан на затвор для управления временем проводимости тиристора для достижения выпрямления и регулировки выхода постоянного тока.

3. Устройство и принцип работы тиристора

(1) Структура тиристора

Тиристор состоит из двух слоев полупроводника P-типа и двух слоев полупроводника N-типа попеременно. Его три электрода: анод A, катод K и управляющий электрод G.В середине этого устройства PNPN сформированы три PN перехода J1, J2, J3, что эквивалентно трем диодам, включенным последовательно в прямой и обратной фазах. Если между анодом A и катодом K приложено только напряжение, независимо от полярности приложенного напряжения, по крайней мере, один из трех диодов находится в обратном смещении, поэтому он не будет включаться, и устройство находится в выключенном состоянии. государственный.

(2) Принцип работы тиристора

Чтобы объяснить принцип работы тиристора, мы рассматриваем его как образованный путем соединения двух кристаллических транзисторов типа PNP и NPN, база каждого транзистора соединена с коллектор другого транзистора, как показано на рисунке.Анод A соответствует эмиттеру PNP-транзистора T1, а катод K соответствует эмиттеру NPN-транзистора T2.

После включения падение напряжения очень мало, напряжение источника питания почти полностью добавляется к нагрузке, и ток нагрузки протекает через тиристор. После включения тиристора его состояние проводимости полностью поддерживается. положительный эффект обратной связи самой трубки. Даже если ток управляющего электрода пропадает, тиристор все еще находится в состоянии проводимости.Следовательно, роль полюса управления состоит только в том, чтобы активировать тиристор, и после включения полюс управления теряет управление. Чтобы выключить тиристор, анодный ток должен быть уменьшен так, чтобы он не мог поддерживать процесс положительной обратной связи, или может быть отключено питание анода или добавлено обратное напряжение между анодом и катодом тиристора.

Таким образом, тиристор представляет собой управляемый однонаправленный токопроводящий переключатель. По сравнению с диодом разница в том, что прямая проводимость SCR контролируется током управляющего полюса; по сравнению с триодом, отличие состоит в том, что тиристор не усиливает ток управляющего полюса.

4. Тиристорное выпрямление

Процесс применения тиристора для преобразования переменного тока в выходное напряжение постоянного тока с регулируемой величиной называется управляемым выпрямлением. Наиболее часто используемая схема управляемого выпрямителя представляет собой схему полууправляемого мостового выпрямителя, которая похожа на схему однофазного неуправляемого мостового выпрямителя, за исключением того, что диоды в двух плечах заменены тиристорами.

В момент времени t1 включается T1, а в момент T / 2 + t1 включается T2, и форма сигнала схемы такая, как показано на рисунке.Предположим, что

α = 0 , Uo = 0,9U2 , Выходное напряжение является самым высоким, что эквивалентно однофазному мостовому выпрямительному напряжению неуправляемого диода; α = 180 ° , Uo = 0 , Тиристор полностью выключен. Среднее значение выпрямленного тока в сопротивлении нагрузки RL составляет:

Видно, что при фиксированном U2 изменение угла управления α, то есть изменение времени добавления триггерного импульса, может изменить среднее значение. значение выходного напряжения постоянного тока, и цель управляемого выпрямления достигнута.

В практических приложениях форма выпрямления более сложная, с трехфазным мостовым полностью управляемым выпрямлением, двойной антизвездой со сбалансированной схемой выпрямителя реактора, 6-импульсным, 12-импульсным, 24-импульсным и другим многоимпульсным выпрямлением, синфазным. антипараллельная Несинфазная антипараллельная структура и так далее.

Если возникнут вопросы по выпрямителю, звоните нам:

+86 13810151476

[email protected]

сайт: www.gprectifier.com

Видео компании: https://youtu.be/VMMHVM-iDn0

Подключитесь к Linkedin: https://www.linkedin.com/in/alice-lee-20b63515b/

Руководство по выпрямителю с кремниевым управлением с характеристиками

Обычно мы используем множество электрических и электронных компонентов при разработке проектов электроники и общих схем. Эти основные компоненты включают резисторы, транзисторы, конденсаторы, диоды, катушки индуктивности, светодиоды, тиристоры или кремниевые выпрямители, ИС и т. Д.Рассмотрим выпрямители, которые подразделяются на два типа: неуправляемые выпрямители (диоды) и управляемые выпрямители (тиристоры). На самом деле, многие студенты-инженеры и любители электроники хотят знать основы электрических и электронных компонентов. Но здесь, в этой статье, давайте подробно обсудим основы и характеристики учебного пособия по тиристорному или кремниевому выпрямителю.

Выпрямитель с кремниевым управлением

Тиристорный или кремниевый выпрямитель представляет собой многослойное полупроводниковое устройство, аналогичное транзистору.Выпрямитель с кремниевым управлением состоит из трех выводов (анод, катод и затвор), в отличие от выпрямителя с двумя выводами диода (анод и катод). Диоды называются неуправляемыми выпрямителями, поскольку они проводят (в состоянии прямого смещения без какого-либо управления) всякий раз, когда анодное напряжение диода превышает катодное напряжение.


Диод и тиристор

Но кремниевые выпрямители не проводят ток, даже если анодное напряжение больше, чем катодное напряжение, если только не сработает (третий вывод) вывод затвора.Таким образом, подавая запускающий импульс на клемму затвора, мы можем управлять работой (ВКЛ или ВЫКЛ) тиристора. Следовательно, тиристор также называют управляемым выпрямителем или кремниевым выпрямителем.

Основы кремниевого управляемого выпрямителя

В отличие от двух слоев (P-N) в диоде и трех слоев (P-N-P или N-P-N) в транзисторах, кремниевый управляемый выпрямитель состоит из четырех слоев (P-N-P-N) с тремя последовательными переходами P-N. Кремниевый управляемый выпрямитель или тиристор обозначен символом, как показано на рисунке.

Кремниевый управляемый выпрямитель

Кремниевый выпрямитель также является однонаправленным устройством, поскольку он проводит только в одном направлении. При соответствующем срабатывании тиристор можно использовать как переключатель разомкнутой цепи, а также как выпрямительный диод. Однако тиристор нельзя использовать в качестве усилителя, и его можно использовать только для переключения, управляемой импульсным запуском клеммы затвора.

Тиристор может быть изготовлен из различных материалов, таких как кремний, карбид кремния, арсенид галлия, нитрид галлия и т. Д.Но хорошая теплопроводность, способность к высоким токам, возможность высокого напряжения, экономичная обработка кремния сделали его предпочтительным по сравнению с другими материалами для изготовления тиристоров, поэтому их также называют кремниевыми выпрямителями.


Работа кремниевого управляемого выпрямителя

Работу тиристора можно понять, рассмотрев три режима работы кремниевого управляемого выпрямителя. Три режима работы тиристора следующие:

  • Обратный режим блокировки
  • Прямой режим блокировки
  • Прямой проводящий режим
Обратный режим блокировки

Если мы поменяем местами анодные и катодные соединения тиристоров, то нижнее а верхние диоды имеют обратное смещение.Таким образом, нет пути проводимости, поэтому ток не будет течь. Следовательно, это называется режимом обратной блокировки.

Режим прямой блокировки

В общем, без какого-либо запускающего импульса на вывод затвора кремниевый выпрямитель остается выключенным, что указывает на отсутствие тока в прямом направлении (от анода к катоду). Это связано с тем, что мы соединили два диода (верхний и нижний диоды имеют прямое смещение) вместе, чтобы сформировать тиристор. Но соединение между этими двумя диодами имеет обратное смещение, что исключает прохождение тока сверху вниз.Следовательно, это состояние называется режимом прямой блокировки. В этом режиме, даже если тиристор находится в состоянии, аналогичном обычному диоду с прямым смещением, он не будет проводить, поскольку клемма затвора не срабатывает.

Режим прямой проводимости

В этом режиме прямой проводимости анодное напряжение должно быть больше, чем напряжение на катоде, и третий контактный затвор должен срабатывать соответствующим образом для проводимости тиристора. Это связано с тем, что всякий раз, когда срабатывает вывод затвора, нижний транзистор будет проводить, который включает верхний транзистор, а затем верхний транзистор включает нижний транзистор, и, таким образом, транзисторы активируют друг друга.Этот процесс внутренней положительной обратной связи обоих транзисторов повторяется до тех пор, пока оба не будут полностью активированы, а затем ток перейдет от анода к катоду. Таким образом, такой режим работы кремниевого управляемого выпрямителя называется режимом прямой проводимости.

Характеристики выпрямителя с кремниевым управлением

Характеристики выпрямителя с кремниевым управлением

На рисунке показаны характеристики выпрямителя с кремниевым управлением, а также представлена ​​работа тиристора в трех различных режимах, таких как режим обратной блокировки, режим прямой блокировки и режим прямой проводимости.V-I характеристики тиристора также представляют собой обратное запирающее напряжение, прямое запирающее напряжение, обратное напряжение пробоя, ток удержания, напряжение пробоя и т. Д., Как показано на рисунке.

Применения выпрямителя с кремниевым управлением

Применение выпрямителя с кремниевым управлением используется в схемах, работающих с большими токами и напряжениями, например, в электрических цепях системы питания с током более 1 кВ или более 100 А.

Тиристоры специально используются для уменьшения внутренних потерь мощности в цепи.Выпрямители с кремниевым управлением могут использоваться для управления мощностью в цепи без каких-либо потерь, используя двухпозиционное управление тиристорами.

Выпрямители с кремниевым управлением также используются для выпрямления, то есть для перехода от переменного тока к постоянному. Обычно тиристоры используются в преобразователях переменного тока в переменный (циклоконвертеры), которые являются наиболее распространенным применением кремниевых выпрямителей.

Практическое применение кремниевого управляемого выпрямителя Циклоконвертер на базе
SCR от Edgefxkits.com

Циклоконвертер на основе SCR представляет собой практическое применение кремниевого управляемого выпрямителя, в котором скорость однофазного асинхронного двигателя регулируется в три этапа. Асинхронные двигатели представляют собой машины с постоянной скоростью и часто используются в различных приложениях, таких как стиральные машины, водяные насосы и т. Д. Эти приложения требуют различных скоростей двигателя, которые могут быть достигнуты с помощью этой технологии на основе SCR. Блок-схема циклоконвертера на базе

SCR от Edgefxkits.com Циклоконвертор на базе тиристора

используется для ступенчатого управления скоростью асинхронного двигателя.В этом проекте пара переключателей связана с микроконтроллером 8051, и они используются для выбора желаемой скорости (F, F / 2 и F / 3) двигателя. В зависимости от состояния переключателей микроконтроллер подает импульсы запуска на кремниевые выпрямители двойного моста. Таким образом, скорость асинхронного двигателя регулируется в три этапа в зависимости от требований.

Хотите разрабатывать проекты электроники на основе кремниевых выпрямителей? Затем разместите свои идеи в разделе комментариев ниже, чтобы получить нашу техническую помощь в разработке ваших инженерных проектов.

Тиристорные выпрямители с кремниевым управлением | Закажите промышленный тиристор SCR онлайн в Darrah Electric

Пакеты для прессы

Полупроводниковый корпус, похожий на хоккейную шайбу. Конструкция пресс-пакета механически устанавливается или сжимается между двумя плоскими поверхностями, используемыми для отвода тепла и проведения тока.Сила давления или сжатия указывается производителем.

Тиристоры (тиристоры) / диодные модули

Диодные модули разделяют блоки питания, соединенные параллельно. Darrah предлагает диодные модули от 90 до 700 ампер и от 600 до 1800 вольт.

Шпильки

Полупроводниковый корпус шпильки обычно устанавливается через пластину или шину и фиксируется гайкой. Шпилька может быть анодным или катодным выводом устройства.

Тиристоры Выпрямители с кремниевым управлением — это устройства, которые действуют исключительно как бистабильные переключатели, проводящие, когда затвор получает ток триггера, и продолжают проводить, пока напряжение на устройстве не меняется на обратное (смещение в прямом направлении).Тиристоры Выпрямители с кремниевым управлением — это однонаправленные устройства, которые могут нормально срабатывать только токами, идущими в затвор. Darrah предлагает тиристорные выпрямители с кремниевым управлением в диапазоне от 40 до 6100 ампер и от 25 до 8500 вольт. Делайте покупки в наших пресс-пакетах для тиристоров и кремниевых выпрямителей сегодня!

Прикладные фильтры

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *