Тиристорные коммутационные аппараты постоянного тока

Тиристоры - это полупроводниковые приборы, выполненные на основе четырехслойной полупроводниковой структуры. Тиристоры выполняются как на малые токи и напряжения, так и на большие и способны включать и отключать установки мощностью до сотен киловатт, т. е. выполнять роль силовых переключателей (контакторов, пускателей и др.). Тиристоры имеют выводы от двух крайних областей (анода и катода) и внутренней базовой области (управляющего электрода). На рис. 5.1 приведена вольт-амперная характеристика тиристора.

Когда на анод подан положительный потенциал, при возрастании напряжения до величины Uп.max ток через тиристор будет небольшим. Это соответствует отключенному состоянию (участок 1). При достижении напряжения, соответствующего переключению тиристора Uп.max, резко уменьшается его внутреннее сопротивление (участок 2) и тиристор переходит во включенное состояние (участок 3). Падение напряжения на тиристоре становится небольшим (единицы вольтов) и величина тока определяется сопротивлением внешней нагрузки, включенным в анодную цепь.

Напряжение переключения (Uп.max) имеет максимальное значение при отсутствии тока в цепи управляющего электрода. Uп.max зависит от типа (класса) тиристора. При увеличении тока управления величина напряжения переключения падает. При токе управления порядка I = 100 мА оно уменьшается до нескольких десятков вольтов. Выключенное состояние тиристора (участок 4) характеризуется допустимым обратным напряжением.обр тоже зависит от типа (класса) тиристора. Значения Uп.max, Uобр., I для разных типов тиристоров различны.

Тиристор может оставаться включенным длительное время даже при отсутствии тока в цепи управляющего электрода. Номинальные токи мощных тиристоров определяются сотнями и тысячами амперов. Коэффициенты усиления тиристоров по току (отношение анодного тока к току в цепи управляющего электрода) достигают , а по мощности оказываются еще более высокими.

Отключение производится понижением напряжения на тиристоре до напряжения меньше UВЫКЛ. Тиристор переходит также в выключенное состояние при анодном токе, равном 0. Понижение напряжения может быть произведено или за счет понижения напряжения питания Е или шунтирования тиристора ключом. Подача запирающего напряжения уменьшает время выключения до 5 - 25 мкс вместо 100 мкс и более. В качестве источника запирающего напряжения обычно используется коммутирующий конденсатор СК.

где IH - ток нагрузки во время коммутации; UC - напряжение на конденсаторе; tВЫКЛ - время выключения.

Ввиду малости времени выключения, даже при больших выключаемых токах емкость конденсатора получается сравнительно небольшой.

Для включения тиристоров используют схемы включения. При этом длительность времени подачи управляющего сигнала должна быть несколько больше времени включения тиристора, т. е можно использовать импульсы длительностью больше времени включения тиристора. Схема подачи управляющего сигнала показана на рис. 5.2

Способы формирования управляющего сигнала ey и его подачи на управляющий электрод тиристора могут быть различными (контактные и бесконтактные ключи, использование источников постоянного и переменного напряжений, магнитные усилители, импульсные трансформаторы). При этом в качестве источника управляющего напряжения можно непосредственно использовать напряжение питания Е. На рис. 5.3 приведена схема релейного усилителя с питанием от источника постоянного тока. В качестве управляющего напряжения здесь используется источник нагрузки. Включение этого устройства происходит при подаче небольшого сигнала на управляющий электрод тиристора VS1.

Перейти на страницу: 1 2

Похожые стьтьи по экономике

Разработка устройства Синхронный двоичный счетчик на JK-триггерах
Микросхемотехника - область знаний, охватывающая проектирование и системное применение интегральных схем и других средств микроэлектроники. Слово «Микросхемотехника» является русским эк ...

Разработка логической схемы реализации линии связи
  К общей шине (ОШ) подключены несколько абонентов, каждый из которых функционирует автономно в соответствии с управляющей информацией, полученной от специального устройства - арбитра общей ш ...

Электронно-микроскопические методы исследования материалов
Разрешающая способность человеческого глаза - около 100 микрометров (0,1 мм), что примерно соответствует толщине волоска. Чтобы увидеть более мелкие предметы, требуются специальные устр ...

Разделы

© 2020 - www.frontinformatics.ru