Полупроводникови устройства за променлив ток

Основната схема и конструктивното изпълнение на полупроводникови електронни устройства с променлив ток се определят от целта, изискванията и критериите за ефективност. С изобилното приложение, което безконтактните устройства откриват, има огромно изобилие от възможности за тяхното внедряване. Независимо от това, всички те могат да бъдат представени чрез обобщена структурна диаграма, която показва необходимия брой многофункционални единици и тяхното взаимодействие.

Фигура 1 показва структурната диаграма на полупроводникови устройства с променлив ток в еднополюсно изпълнение. Той съдържа четири функционално пълни възли.

Захранващият блок 1 с елементи за защита от пренапрежение (RC схема на Фигура 1) е в основата на превключващото устройство, неговото изпълнително тяло. Тя може да бъде направена на базата само на контролирани клапани - тиристори или с въвеждането на диоди.

При проектирането на устройства за ток надвишава сегашното ограничение стойността на първото устройство изисква тяхното паралелно свързване. С всичко това трябва да се вземат специални мерки, които да елиминират неравномерно rassredotachivaniya ток на отделните устройства, които не се оказаха идентични с техните характеристики ток напрежение в проводящ състоянието и разпространението на по-време.

Контролният блок 2 включва устройства, които произвеждат селекция и запаметяването на команди, които идват от органи за управление или защита формират контролните импулси с дадените параметри, синхронизирани доставяне на тези импулси на тиристорите токови входа преход моменти в натоварването през нулата.

Корпусът на управляващото устройство е значително по-сложен, ако устройството, освен функцията за превключване на веригата, трябва да извършва контрол на напрежението и тока. В този случай той се допълва от устройство за фазово управление, осигуряващо преместване на управляващите импулси под определен ъгъл по отношение на нулевия ток.

Сензорният модул на работния режим на устройството 3 съдържа устройства за измерване на ток и напрежение, защитни релета за различни цели, схема за генериране на логически команди и сигнализиране на позицията на превключване на апарата.

Принудителният комутационен блок 4 свързва кондензаторната банка, зарядната верига и комутационните тиристори. В устройства с променлив ток, това устройство се съдържа само ако се използва като защита (прекъсвач).

част на мощност на устройството може да се направи съгласно схемата с анти-паралелно свързани тиристори (вж. скица 1) на базата на един симетричен тиристор (триак) (скица 2а) и в различни комбинации от тиристори и диоди (скица 2, В и С).

Във всеки конкретен случай, когато изберете верига трябва да се вземе под внимание последващо причини: характеристиките на напрежението и тока развита машина, броят на използваните устройства, товароносимостта в непрекъснат режим и устойчивост на свръхток, степента на трудност управление на тиристори, изисквания за тегло и размери, цена.

Фигура 1 - Структурна схема на AC тиристорно устройство

Фигура 2 - Захранващи блокове на полупроводникови устройства за променлив ток

Сравнението на мощностите, показано на фигури 1 и 2, показва, че предимствата на веригата са с противоположно паралелно свързаните тиристори. Тази схема съдържа по-малко устройства, характеризира се с най-малките размери, масата, енергийните загуби и цената.

В сравнение с триаци, тиристорите с еднопосочна (еднопосочна) проводимост имат по-високи токови и напреженови характеристики, са в състояние да издържат на значително огромно токово претоварване.

Тиристорите на таблетната конструкция имат по-висока термична цикличност. Следователно веригата с въвеждането на триаци може да бъде посъветвана за движещи се токове, които обикновено не превишават класификационната стойност на тока на едно устройство, т.е. когато тяхната група връзка не е необходима. Обърнете внимание, че използването на триаци улеснява опростяването на системата за управление на агрегата, тя трябва да съдържа изходен канал към полюса на устройството.

Диаграмите, показани на фигури 2, b, c, илюстрират възможността за проектиране на AC превключващи устройства с използване на диоди. И двете схеми са лесни за управление, но имат недостатъци поради използването на голям брой устройства.

В веригата на Фигура 2Ь захранващия източник на напрежение с помощта на ректификация диод мост пълен вълна се превръща в импулсна напрежение на една полярност. В резултат на това само един тиристор е включен на изхода на токоизправител мост (мост диагонал), тя се превръща в състояние да контролира токът в товара по време на двата цикъла половина, всеки половин цикъл, ако първият му вход ще дойдат контролните импулси. Веригата се изключва, когато токът на товара преминава през нула след спиране на генерирането на управляващи импулси.

Трябва да се разбере, но тази надеждна изключване на веригата се осигурява само с малка индуктивност на веригата от страната на ректифицирания ток. При един неприятен случай, дори и при спадане на напрежението в края на половин цикъл до нула, токът ще продължи да тече през тиристора, за да не го изключи. Опасността от аварийна работа на веригата (не е изключена) също се получава, когато се увеличи честотата на захранващото напрежение.

Във веригата, на фиг. 2, контролът на натоварването се извършва от два противоположно свързани тиристори, като всеки от тях се премества в обратна посока чрез неконтролиран вентил. Тъй като при тази връзка, катодите на тиристорите са под един и същ потенциал, това позволява използването на генератори на импулси за управление с един изход или с два изхода с обща основа.

Основните схеми на тези генератори са значително опростени. В допълнение, тиристорите във веригата на фигура 2, в, са защитени от обратното напрежение и, както следва, трябва да бъдат избрани само чрез директно напрежение.

В размер, технически характеристики и икономически показатели на устройства, изработени съгласно схемите, Nym е показано на фигура 2В, в нисши превключващи устройства, които вериги са показани на Фигури 1, 2, и. И все пак, те са широко използвани в автоматизация и релейни устройства за защита, където силата на превключване се измерва с вата сто квадратни метра. А именно, те могат да бъдат използвани като изходни устройства на импулсни формовъри за управление на тиристорни блокове от по-масивни устройства.

Timofeev A.S.

Училище за електротехник