Тиристор в цепи постоянного тока




Тиристор как релейный элемент

 

Простейший ре­лейный элемент, использующий тиристор, показан на рисунке 1г. Источник питания переменного тока. Цепь управления питается от того же источника. Напряжение питания выбирается так, что Uмакс < U т.макс. При разомк­нутом ключе K1 ток Iу=0, тиристор закрыт и ток в на­грузке Rн равен нулю. После замыкания K1 при положи­тельной полуволне напряжения тиристор открывается и через нагрузку протекает ток, пока полярность напряже­ния не станет отрицательной. В следующий положитель­ный полупериод через нагрузку снова протекает ток. После размыкания ключа К1 в положительный полупери­од напряжения ток продолжает протекать через нагруз­ку до своего нулевого значения. После прохода тока че­рез нуль цепь разрывается.

Резистор R1 ограничивает ток Iу, а вентиль Д1 защи­щает управляющий переход тиристора от обратного на­пряжения. Следует отметить, что принципиально схема может работать и на постоянном токе, но для закрытия тиристора после снятия управляющего сигнала необхо­димо применение специальных схем, которые отключае­мый постоянный ток превращают в переменный, после чего цепь разрывается тиристором.

Ключ K1 может быть бесконтактным (транзистор, магнитный усилитель).

На рисунке 2 представлена схема управления обмот­кой Л мощного контактора. Элемент Т-402 имеет мощ­ность 3 Вт, недостаточную для управления таким контак­тором. При подаче напряжения на вход 3 или 5 транзи­стор открывается. Точка 9 соединяется с нулевой шиной. Потенциал управляющего электрода становится поло­жительным. Тиристор открывается, и через него получа­ет питание обмотка Л. Резистор R ограничивает ток уп­равляющего электрода. Коэффициент усиления тиристо­ра по току достигает 104, а по мощности 105.

 

 

Рисунок 2 - Схема тиристорного усилителя

 

Тиристор как регулирующий элемент

 

Если использовать для управления тиристором МУС или БМУ, то, изменяя ток управления усилителя, мы можем изменять угол насыщения магнитопровода и момент появления на­пряжения на нагрузке, которое открывает тиристор. Та­ким образом, система МУС — тиристор позволяет осу­ществить широтно-импульсное регулирование то­ка в нагрузке.

На рисунке 3 представлена тиристорная схема управ­ления двигателем постоянного тока. Тиристор в этой схе­ме является управляемым выпрямителем. Управление тиристором производится напряжением, создаваемым на резисторе Rн током нагрузки МУС. Магнитодвижущая сила обмотки смещения wсм выбирается такой, чтобы при токе управления МУС, равном нулю, ток нагрузки через резистор Rн был минимальным. Диод Д2 служит для то­го, чтобы тиристор Т не открывался током холостого хода МУС (напряжение холостого хода на резисторе Rн мень­ше порогового напряжения диода Д2). При подаче тока управления в МУС напряжение, создаваемое на резисто­ре Rн, открывает тиристор, через двигатель протекает ток iа. Из-за наличия индуктивности цепи якоря тиристор за­крывается не в нуле напряжения, а в момент t2, когда ток становится равным нулю. Регулируя ток управления МУС, можно менять угол открытия тиристора а и сред­ний ток, протекающий через якорь.

 

Тиристор в цепи постоянного тока

 

Включение обычного тиристора осуществляется подачей импульса тока в цепь управления положительной полярности, относительно катода. На длительность переходного про­цесса при включении значительное влияние оказывают характер нагрузки (актив­ный, индуктивный и пр.), амплитуда и скорость нарастания импульса тока управления Iу, температура полупроводниковой структуры тиристора, приложенное напряжение и ток нагрузки. В цепи, содержащей тиристор, не должно возникать недопустимых значений скорости нарастания прямого напряжения dUт/dt,при которых может произойти самопроизвольное включение тиристора при отсутствии сигнала управления Iу и скорости нарастания тока dIу/dt. В то же время крутизна сигнала управления должна быть высокой.

 

Рисунок 3 - Тиристорная схема управления двигателем постоянного тока

 

Среди способов выключения тиристоров принято различать естественное выключение (или естественную коммутацию) и принудительное (или искусственную коммутацию). Естественная коммутация происходит при работе тиристоров в цепях переменного тока в момент спадания тока до нуля.

Способы принудительной коммутации весьма разнообразны. Наиболее характерны из них следующие: подключение предварительно заряженного конденсатора С ключом S (рисунок 4 а); подключение LC -цепи с предварительно заряженным конденсатором CK (рисунок 4 б); использование колебательного характера переходного процесса в цепи нагрузки (рисунок 4 в).

а б в

 

а) – посредством заряженного конденсатора С; б) – посредством колебательного разряда LC -контура; в) – за счёт колебательного характера нагрузки

Рисунок 4 - Способы искусственной коммутации тиристоров

При коммутации по схеме на рисунке 4 а подключение коммутирующего конденсатора с обратной полярностью, например другим вспомогательным тиристором, вызовет его разряд на прово­дящий основной тиристор. Так как разрядный ток конденсатора направлен встречно прямому току тиристора, последний снижается до нуля и тиристор выключится.

В схеме на рисунке 4 б подключение LC-контура вызывает колебательный разряд коммутирующего конденсатора Ск. При этом в начале разрядный ток протекает через тиристор встречно его прямому току, когда они становятся равными, тиристор выключается. Далее ток LC-контура переходит из тиристора VS в диод VD. Пока через диод VD протекает ток контура, к тиристору VS будет приложено обратное напряжение, равное падению напряжения на открытом диоде.

В схеме на рисунке 4 в включение тиристора VS на комплексную RLC -нагрузку вызовет переходный процесс. При определенных па­раметрах нагрузки этот процесс может иметь колебательный характер с изменением полярности тока нагрузки Iн. В этом случае после выключения тиристора VS происходит включение диода VD, который начинает проводить ток противоположной полярности. Иногда этот способ коммутации называется квазиестественным, так как он связан с изменением полярности тока нагрузки.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2018-01-30 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: