Тиристорные выпрямители принцип работы. Тиристорные выпрямители: принцип работы, схемы и особенности применения

Как работают тиристорные выпрямители. Какие бывают схемы выпрямления. Каковы преимущества и недостатки тиристорных выпрямителей. Для каких целей они применяются.

Принцип работы тиристорного выпрямителя

Тиристорный выпрямитель — это устройство для преобразования переменного тока в постоянный с возможностью регулирования выходного напряжения. Основным элементом такого выпрямителя является тиристор — полупроводниковый прибор с тремя p-n переходами.

Принцип работы тиристорного выпрямителя заключается в следующем:

• На входе выпрямителя переменное напряжение
• Тиристоры открываются в определенные моменты времени с помощью управляющих импульсов
• Открытый тиристор пропускает ток в одном направлении
• Изменяя момент подачи управляющего импульса, можно регулировать выходное напряжение

Таким образом, тиристорный выпрямитель позволяет не только выпрямить переменный ток, но и плавно регулировать величину выпрямленного напряжения.

Схемы тиристорных выпрямителей

Существует несколько основных схем тиристорных выпрямителей:

1. Однофазная однополупериодная схема

Самая простая схема, содержит один тиристор. Коэффициент пульсаций высокий, поэтому применяется редко.

2. Однофазная мостовая схема

Содержит 4 тиристора, включенных по мостовой схеме. Обеспечивает лучшее качество выпрямления по сравнению с однополупериодной схемой.

3. Трехфазная схема с нулевой точкой

Содержит 3 тиристора. Применяется при питании от трехфазной сети. Обеспечивает меньшие пульсации выходного напряжения.

4. Трехфазная мостовая схема

Содержит 6 тиристоров. Обеспечивает наилучшее качество выпрямления среди рассмотренных схем.

Преимущества тиристорных выпрямителей

Тиристорные выпрямители имеют ряд достоинств по сравнению с другими типами выпрямителей:

• Возможность плавного регулирования выходного напряжения
• Высокий КПД (до 98%)
• Быстродействие
• Надежность и долговечность
• Возможность работы при высоких токах и напряжениях

Недостатки тиристорных выпрямителей

К недостаткам можно отнести:

• Относительно высокая сложность схемы управления
• Генерация высших гармоник в питающую сеть
• Низкий коэффициент мощности при глубоком регулировании

Применение тиристорных выпрямителей

Тиристорные выпрямители широко применяются в различных областях техники:

• Электропривод постоянного тока
• Гальванические установки
• Сварочные аппараты
• Зарядные устройства
• Электротранспорт
• Системы электроснабжения

Как работает тиристорный выпрямитель на активную нагрузку

При работе тиристорного выпрямителя на активную нагрузку процессы протекают следующим образом:

1. В положительный полупериод входного напряжения на анод тиристора подается положительный потенциал
2. При подаче управляющего импульса тиристор открывается и пропускает ток
3. Ток протекает через нагрузку, создавая на ней падение напряжения
4. В отрицательный полупериод тиристор закрывается и ток прекращается
5. Изменяя фазу управляющих импульсов, можно регулировать среднее значение выходного напряжения

Особенности работы на активно-индуктивную нагрузку

При наличии индуктивности в цепи нагрузки процессы в выпрямителе несколько усложняются:

• Ток в нагрузке не может мгновенно измениться из-за индуктивности
• После закрытия тиристора ток некоторое время поддерживается энергией, накопленной в индуктивности
• Возникает режим прерывистого тока при малых углах управления
• Требуется применение обратных диодов для защиты тиристоров

Учет этих особенностей необходим при проектировании тиристорных выпрямителей для конкретных применений.

Элементы схем управления тиристорных выпрямителей

Для правильной работы тиристорного выпрямителя необходима система управления, которая включает следующие основные элементы:

• Генератор опорного напряжения — формирует синхронизирующие импульсы
• Фазосдвигающее устройство — регулирует фазу управляющих импульсов
• Формирователь импульсов — создает импульсы требуемой формы
• Усилитель — усиливает управляющие импульсы по мощности
• Распределитель импульсов — подает импульсы на нужные тиристоры

Правильный выбор и настройка элементов системы управления обеспечивает требуемые характеристики выпрямителя.

принцип работы, схема, область применения

С целью управления напряжением в сети используются электронные выпрямители. Данные устройства работают путем изменения частоты. Многие модификации разрешается применять в сети переменного тока.

К основным параметрам выпрямителей относится проводимость. Также стоит учитывать показатель допустимого перенапряжения. Для того чтобы более детально разобраться в вопросе, надо рассмотреть схему выпрямителя.

Устройство модификаций

Схема выпрямителя предполагает использование контактного тиристора. Стабилизатор, как правило, применяется переходного типа. В некоторых случаях он устанавливается с системой защиты. Еще имеется множество модификаций на триодах. Работают данные устройства при частоте от 30 Гц. Для коллекторов они неплохо подходят. Также схема выпрямителя включает в себя компараторы низкой проводимости. Чувствительность у них соответствует показателю не менее 10 мВ. Определенный класс устройств оснащается варикапом. За счет этого модификации можно подключать к однофазной цепи.

Как это работает?

Как говорилось ранее, выпрямитель работает за счет изменения частоты. Первоначально напряжение попадает на тиристоры силовые. Процесс преобразования тока осуществляется при помощи триода. Чтобы избежать перегрева устройства, имеется стабилизатор. При появлении волновых помех в работу включается компаратор.

Область применения устройств

Наиболее часто устройства устанавливаются в трансформаторы. Также есть модификации для приводных модулей. Еще не стоит забывать про автоматизированные устройства, которые используются на производстве. В модуляторах выпрямители играют роль регулятора напряжения. Однако в данном случае многое зависит от типа устройства.

Существующие типы модификаций

По конструкции выделяют полупроводниковые, тиристорные и мостовые модификации. В отдельную категорию относят силовые устройства, которые могут работать при повышенной частотности. Двухполупериодные модели для этих целей не подходят. Дополнительно выпрямители отличают по фазе. На сегодняшний день можно встретить одно-, двух- и трехфазные устройства.

Полупроводниковые модели

Полупроводниковые выпрямители замечательно подходят для понижающих трансформаторов. Многие модификации выпускаются на базе коннекторных конденсаторов. Проводимость на входе у них не превышает 10 мк. Также стоит отметить, что полупроводниковые выпрямители отличаются по чувствительности. Устройства до 5 мВ способны использоваться при напряжении 12 В.

Системы защиты у них применяются класса Р30. Для подключения модификаций используются переходники. При напряжении 12 В параметр перезарузки в среднем равен 10 А. Модификации с обкладками выделяются высоким параметром рабочей температуры. Многие устройства способны работать от транзисторов. Для понижения искажений используются фильтры.

Особенности тиристорных устройств

Тиристорный выпрямитель предназначен для регулировки напряжения в сети постоянного тока. Если говорить про модификации низкой проводимости, то у них используется только один триод. Предельное напряжение при загрузке в 2 А составляет не менее 10 В. Система защиты у представленных выпрямителей используется, как правило, класса Р44. Также стоит отметить, что модели хорошо подходят для силовых проводников. Как работает трансформатор на тиристорных выпрямителях? В первую очередь напряжение попадает на реле.

Преобразование постоянного тока происходит благодаря транзистору. Для контроля выходного напряжения используются конденсаторные блоки. У многих моделей имеется несколько фильтров. Если говорить про недостатки выпрямителей, то стоит отметить, что у них высокие тепловые потери. При выходном напряжении свыше 30 В, показатель перегрузки значительно снижается. Дополнительно стоит учитывать высокую цену на тиристорный выпрямитель.

Мостовые модификации

Мостовые выпрямители работают при частоте не более 30 Гц. Угол управления зависит от триодов. Компараторы в основном крепятся через диодные проводники. Для силового оборудования модели подходят не лучшим образом. Для модулей применяются стабилизаторы с низкоомным переходником. Если говорить про минусы, то следует учитывать низкую проводимость при высоком напряжении. Системы защиты, как правило, применяются класса Р33.

Многие модификации подключаются через дипольный триод. Как работает трансформатор на этих выпрямителях? Первоначально напряжение подается на первичную обмотку. При напряжении свыше 10 В в работу включается преобразователь. Изменение частоты осуществляется при помощи обычного компаратора. С целью уменьшения тепловых потерь на мостовой управляемый выпрямитель устанавливается варикап.

Силовые устройства

Силовые выпрямители в последнее время считаются очень распространенными. Показатель перегрузки при невысоком напряжении у них не превышает 15 А. Система защиты в основном используется серии Р37. Модели применяются для понижающих трансформаторов. Если говорить про конструктивные особенности, то важно отметить, что устройства выпускаются с пентодами. Они выделяются хорошей чувствительностью, но у них низкий параметр рабочей температуры.

Конденсаторные блоки разрешается применять на 4 мк. Выходное напряжение свыше 10 В задействует преобразователь. Фильтры, как правило, используются на два изолятора. Также стоит отметить, что на рынке имеется множество выпрямителей с контроллерами. Основное их отличие кроется в возможности работы при частоте свыше 33 Гц. При этом перегрузка в среднем соответствует 10 А.

Двухполупериодные модификации

Двухполупериодный однофазный выпрямитель способен работать на разных частотах. Основное преимущество модификаций кроется в высоком параметре рабочей температуры. Если говорить про конструктивные особенности, то важно отметить, что тиристоры силовые используются интегрального типа, и проводимость у них не превышает 4 мк. При напряжении 10 В система в среднем выдает 5 А.

Системы защиты довольно часто применяются серии Р48. Подключение модификаций осуществляется через адаптеры. Также стоит отметить недостатки выпрямителей этого класса. В первую очередь это низкая восприимчивость к магнитным колебаниям. Параметр перегрузки порой может быстро изменяться. При частоте ниже 40 Гц чувствуются перепады тока. Еще эксперты отмечают, что модели не способны работать на одном фильтре. Дополнительно для устройств не подходят полевые транзисторы.

Однофазные устройства

Однофазный управляемый выпрямитель способен выполнять множество функций. Устанавливают модели чаще всего на силовые трансформаторы. При частоте 20 Гц параметр перегрузки в среднем не превышает 50 А. Система защиты у выпрямителей используется класса Р48. Многие эксперты говорят о том, что модели не боятся волновых помех и отлично справляются с импульсными скачками. Есть ли недостатки у моделей данного типа? В первую очередь они касаются низкого тока при высокой загруженности. Чтобы решить эту проблему, устанавливаются компараторы. Однако стоит учитывать, что они не могу работать в цепи переменного тока.

Дополнительно периодически возникают проблемы с проводимостью тока. В среднем данный параметр равен 5 мк. Понижение чувствительности сильно влияет на работоспособность триода. Если рассматривать однофазные неуправляемые выпрямители, то обкладки у них используется с переходником. У многих моделей имеется несколько изоляторов. Также стоит отметить, что выпрямители данного типа не подходят для понижающих трансформаторов. Стабилизаторы чаще всего применяются на три выхода, и предельное напряжение у них не должно превышает 50 В.

Параметры двухфазных устройств

Двухфазные выпрямители производятся для цепей постоянного и переменного тока. Многие модификации эксплуатируются на триодах контактного типа. Если говорить про параметры модификаций, то стоит отметить малое напряжение при больших перегрузках. Таким образом, устройства плохо подходят для силовых трансформаторов. Однако преимуществом устройств считается хорошая проводимость.

Чувствительность у моделей стартует от 55 мВ. При этом тепловые потери незначительные. Компараторы применяются на две обкладки. Довольно часто модификации подключают через один переходник. При этом изоляторы предварительно проверяются на выходное сопротивление.

Трехфазные модификации

Трехфазные выпрямители активно применяются на силовых трансформаторах. У них очень высокий параметр перегрузки, и они способны работать в условиях повышенной частотности. Если говорить про конструктивные особенности, то важно отметить, что модели собираются с конденсаторными блоками. За счет этого модификации разрешается подключать к цепи постоянного тока и не бояться про волновые помехи. Импульсные скачки блокируются за счет фильтров. Подключение через переходник осуществляется при помощи преобразователя. У многих моделей имеется три изолятора. Выходное напряжение при 3 А не должно превышать 5 В.

Дополнительно стоит отметить, что выпрямители этого типа используются при больших перегрузках сети. Многие модификации оснащаются блокираторами. Понижение частоты происходит при помощи компараторов, которые устанавливаются над конденсаторной коробкой. Если рассматривать релейные трансформаторы, то для подключения модификаций потребуется дополнительный переходник.

Модели с контактным компаратором

Управляемые выпрямители с контактным компаратором в последнее время пользуются большим спросом. Среди особенностей модификаций стоит отметить высокую степень перегрузки. Системы защиты в основном применяются класса Р55. Работают устройства с одной конденсаторной коробкой. При напряжении 12 В выходной ток равен не менее 3 А. Многие модели способны похвастаться высокой проводимостью при частоте 5 Гц.

Стабилизаторы довольно часто применяются низкоомного типа. Они хорошо себя показывают в цепи переменного тока. На производстве выпрямители применяются для работы силовых трансформаторах. Допустимый уровень проводимости у них равен не более 50 мк. Рабочая температура в данном случае зависит от типа динистора. Как правило, они устанавливаются с несколькими обкладками.

Устройства с двумя компараторами

Электронные выпрямители с двумя компараторами ценятся за высокий параметр выходного напряжения. При перегрузке в 5 А модификации способны работать без тепловых потерь. Коэффициент сглаживания у выпрямителей не превышает 60 %. Многие модификации обладают качественной системой защиты серии Р58. В первую очередь она призвана справляться с волновыми помехами. При частоте 40 Гц устройства в среднем выдают 50 мк. Тетроды для модификаций используются переменного типа, и чувствительность у них равна не более 10 мВ.

Есть ли недостатки у выпрямителей данного типа? В первую очередь надо отметить, что их запрещается подключать к понижающим трансформаторам. В сети постоянного тока у моделей малый параметр проводимости. Рабочая частотность в среднем соответствует 55 Гц. Под однополюсные стабилизаторы модификации не подходят. Чтобы использовать устройства на силовых трансформаторах, применяется два переходника.

Отличие модификаций с электродным триодом

Управляемые выпрямители с электродными триодами ценятся за высокий параметр выходного напряжения. При низких частотах они работают без тепловых потерь. Однако стоит учитывать, что параметр перегрузки в среднем равен 4 А. Все это говорит о том, что выпрямители не способны работать в сети постоянного тока. Фильтры разрешается применять лишь на две обкладки. Выходное напряжение, как правило, соответствует 50 В, а система защиты используется класса Р58. Для того чтобы подключить устройство, применяется переходник. Коэффициент сглаживания у выпрямителей данного типа составляет не менее 60 %.

Модели с емкостным триодом

Управляемые выпрямители с емкостным триодом способны работать в сети постоянного тока. Если рассматривать параметры модификаций, то можно отметить высокое входное напряжение. При этом перегрузка при работе не будет превышать 5 А. Система защиты используется класса А45. Некоторые модификации подходят для силовых трансформаторов.

В данном случае многое зависит от конденсаторного блока, который установлен в выпрямителе. Как утверждают эксперты, номинальное напряжение многих модификаций составляет 55 В. Выходной ток в системе составляет 4 А. Фильтры для модификаций подходят переменного тока. Коэффициент сглаживания у выпрямителей составляет 70 %.

Устройства на базе канального триода

Управляемые выпрямители с канальными триодами отличаются высокой степенью проводимости. Модели данного типа замечательно подходят для понижающих трансформаторов. Если говорить про конструкцию, то стоит отметить, что модели всегда производятся с двумя коннекторами, а фильтры у них используются на изоляторах. Если верить экспертам, то проводимость при частоте 40 Гц сильно не меняется.

Есть ли недостатки у данных выпрямителей? Тепловые потери являются слабой стороной модификаций. Многие эксперты отмечают низкую проводимость коннекторов, которые устанавливаются на выпрямители. Чтобы решить проблему, применяются кенотроны. Однако их не разрешается использовать в сети постоянного тока.

Отличие модификаций

Выпрямители на 12 В используются только для понижающих трансформаторов. Компараторы в устройствах устанавливаются с фильтрами. Предельная перегрузка модификаций составляет не более 5 А. Системы защиты довольно часто применяются класса Р48. Для преодоления волновых помех они замечательно подходят. Еще часто применяются преобразовательные стабилизаторы, у которых высокий коэффициент сглаживания. Если говорить про недостатки модификаций, то стоит отметить, что выходной ток в устройствах составляет не более 15 А.

принцип работы, схемы выпрямления при работе на активную и активно-индуктивную нагрузки.

В ряде случаев от ВУ требуется не только преобразовать переменный ток в постоянный, но и обеспечить возможность регулирования (управления) постоянной составляющей выпрямленного напряжения. ВУ, выполняющие указанные функции, называют управляемыми выпрямителями.

Элемент управляемых выпрямителей – тиристор.

В источниках питания тиристор используется для регулирования (стабилизации) напряжения в управляемых выпрямителях и стабилизаторах напряжения в цепи переменного тока. Изменение фазы подачи управляющего импульса на тиристор по отношению к точке “естественной” коммутации (коммутация в неуправляемых выпрямителях) изменяет уровень напряжения на нагрузке.

Кроме того, тиристор нашел широкое применение в защитных устройствах.

В состав выпрямителя входят тиристоры. Включение тиристора, происходит при выполнении двух условий: а) напряжение между анодом и катодом тиристора должно быть положительным; б) на управляющий электрод тиристора должен поступить управляющий импульс. Тиристор выключается при уменьшении тока через него до нуля.

Выпрямители обеспечивают при параллельном включении работу на одну нагрузку, при условии, что каждый выпрямитель получает питание от индивидуального трансформатора или от двух вторичных обмоток одного трёхобмоточного трансформатора. Обслуживание выпрямителей двухстороннее.

Основные пар-ры:

— допустимый прямой ток (среднее значение) и допустимое обратное напряжение (амплитудное значение).

— максимально допустимое прямое напряжение (напряжение, при котором тиристор будет переходить в проводящее состояние при отсутствии импульса управления).

— прямое падение напряжения на открытом тиристоре.

— ток удержания.

— время отпирания (включения).

— время восстановления управляемости (запирания).

— тепловое сопротивление.

12.Однофазный мостовой управляемый выпряимтель с активной и активно-индуктивной нагрузкой.принцип работы,временные диаграммы,среднее значение выпрямленного напряжения.Элементы схем управления тиристорных выпрямителей.

При полном числе тиристоров схема управления формирует им­пульсы, обеспечивающие на интервале каждого полупериода измене­ния ЭДС е₂ отпирание соответствующих диагональных тиристоров. Так, на полупериоде, когда е₂ направлена снизу вверх, как показано на рис. 3.11,а, схема управления обеспечивает отпирание тиристо­ров VS2, VS3 (рис. 3.11,в).

В случае же разрывных токов дросселя выключение ранее от­крытой пары тиристоров будет происходить в общем случае раньше, чем схема управления обеспечит открытие другой диагональной па­ры тиристоров. Кривые напряжения u₀₁ и тока iо для такого режима работы выпрямителя приведены на рис. 3.11,в. Как следует из кри­вой io(w

1_t), на интервале первого полупериода изменения ЭДС е₂ ток i₀ спадает до 0 в момент, соответствующий углу , тогда как тири­сторы VS2 и VS3 открываются в момент w1t = а.

Рассмотрим работу идеального выпрямителя в установившем­ся режиме в предположении, что индуктивность обмотки дросселя L —»∞. В момент, соответствующий w_1t = а, включается тиристор VS1 и напряжение u₀₁, начиная с Этого момента, до момента, соот­ветствующему w1t =π, совпадает с ЭДС е₂. На этом интервале ток iо замыкается по цепи: вывод а вторичной обмотки трансформатора Т — тиристор VS1 — CR_H — дроссель L •— диод VD2 — вывод b вто­ричной обмотки — вторичная обмотка трансформатора Т — вывод а.

При смене полярности ЭДС е₂ ранее открытый диод VD2 ока­жется под обратным напряжением, равным этой ЭДС. Энергия же запасенная дросселем L будет передавать в нагрузку через диод VD1 и ранее открытый тиристор VS1, так что на интервале π ≤w1t ≤π+а выходное напряжение uqi идеального выпрямителя и тОк вторичной(а следовательно, и первичной) обмотки трансформатора Т равны О (рис. 3.11,г). После открытия тиристора VS2 в момент w1t =π+а напряжение uo1 снова совпадает с ЭДС е₂.

Каждый из тиристоров и диодов в схеме рис. 3.11,б» работает, как и в случае неуправляемого выпрямителя, в течение половины периода, следовательно, выражения для действующего и среднего значений токов для этих приборов, полученные ранее в разд. 3.2, остаются справедливыми.

Поскольку длительность работы вторичной и первичной обмоток трансформатора в управляемом выпрямителе (рис. 3.11б) на интер­вале полупериода в

( — а)/π раз меньше по сравнению с неуправляемым выпрямителем, то и действующие значения этих токов в \/(( — а)/π раз оказываются меньше. Если всю эту хрень расчитать,то Расчет показывает, что при а = 60 эл. град коэффициент мощно­сти управляемого выпрямителя рис. 3.11,б»оказывается равным 0,826, тогда как для выпрямителя рис. 3.11,а он оказывается равным 0,45.

Устройство и принцип работы сварочного выпрямителя

Каталог

Бренды

Главная » Помощь покупателю » Сварочный выпрямитель – его устройство и принцип работы

Дата публикации: 27 августа 2021

Содержание

• Устройство сварочного выпрямителя
• Принцип действия сварочного выпрямителя
• Способы регулирования параметров электрического тока в сварочном выпрямителе
• Преимущества и недостатки сварочных выпрямителей
• Для каких видов сварочных процессов используются аппараты с выпрямительным блоком
• Виды сварочных выпрямителей
• Подготовка сварочного выпрямителя к работе
• Обслуживание и ремонт аппаратов с выпрямительными блоками

При выполнении сварочных работ необходимо обеспечить условия, способствующие образованию ровного, аккуратного, высокопрочного шва. Для этой цели предназначен сварочный выпрямитель, задачи которого – преобразовывать переменный ток в постоянный, снижать напряжение и повышать силу тока до оптимальных значений.

Устройство сварочного выпрямителя

Аппарат состоит из нескольких блоков разной функциональности. В его конструкцию входят:

• Силовой понижающий трансформатор, схожий по конструктивному исполнению с трансформатором, используемым для сварки на переменном токе.
• Выпрямительный диодный блок. В его состав могут входить неуправляемые вентили, функции которых выполняют кремниевые диоды, или управляемые вентили – тиристоры.
• Пусковое устройство. Полезная опция – отключение аппарата от сети в случае его выхода из строя.
• Панель управления, на которой расположены органы регулировки и контрольно-измерительные приборы.
• Блок защиты от перегрузок по току и перегрева. Играет важную роль – защищает аппарат от выход а из строя при ошибках сварщика.
• Система охлаждения – вентили и вентилятор. Во время работы полупроводниковые выпрямители охлаждаются воздушной струей. В современных аппаратах в конструкции предусмотрены специальные датчики, которые отключают оборудование в случае перегрева.

Оптимальный вариант – трехфазный выпрямитель, укомплектованный трехфазным трансформатором. Такой агрегат обеспечивает минимальные пульсации выпрямленного напряжения и получение качественного сварного шва.

Принцип действия сварочного выпрямителя

Основные этапы трансформации переменного тока:

• На первичную обмотку подается переменный ток – однофазный или трехфазный – от источника электропитания.
• На вторичной обмотке генерируется переменный электроток с пониженным напряжением и повышенной силой тока.
• Переменный электроток с обновленными характеристиками поступает на полупроводниковые выпрямители.
• Полученный постоянный ток с требуемыми параметрами поступает в зону сварки.

Мониторинг напряжения и силы тока осуществляют с помощью вольтметра и амперметра, имеющихся в составе аппарата.

Способы регулирования параметров электрического тока в сварочном выпрямителе

Существует несколько вариантов регулировки:

• витковая – характерна для агрегатов с секционированными обмотками;
• фазовая – происходит с применением тиристоров;
• импульсная – реализуется в инверторных моделях и аппаратах с транзисторным регулятором;
• магнитная – осуществляется с помощью дросселя насыщения, который находится между силовым трансформатором и выпрямительным блоком.

Преимущества и недостатки сварочных выпрямителей

Плюсы аппаратов, имеющих в конструкции выпрямительный блок, по сравнению с традиционными сварочными трансформаторами:

• высокая стабильность дуги;
• минимальное разбрызгивание расплавленного металла;
• высокое качество шва;
• обеспечение высокого качества сварного соединения элементов из легированных сталей, цветных металлов и сплавов.

Недостатки сварочных выпрямителей:

• восприимчивость к скачкам напряжения в электросети;
• высокая вероятность выхода из строя аппарата при коротком замыкании;
• высокие требования к влажности и уровню запыленности окружающего пространства.

Для обеспечения эффективности сварочных выпрямителей проводят мониторинг влажности и запыленности на объекте. В электросетях с нестабильным напряжением аппараты подключают через источник бесперебойного питания.

Для каких видов сварочных процессов используются аппараты с выпрямительным блоком

Сварочные выпрямители используются как при сварке, так и при резке металлов и сплавов. Условия их эффективного использования:

• толщина соединяемых элементов – 1-50 мм;
• применение плавящихся электродов 2-6 мм, неплавящихся вольфрамовых и угольных;
• соединяемые материалы – «черные» и легированные стали, чугун, цветные металлы и сплавы.

Виды сварочных выпрямителей

Аппараты с выпрямительным блоком разделяют по количеству фаз и постов.

По количеству фаз

По количеству фаз сварочные выпрямители разделяют на однофазные и трехфазные.

• Однофазные. Работают от однофазной бытовой электросети напряжением 220 В. Имеют малую и среднюю мощность. Выпрямитель – одно- или двухполупериодный. Второй вариант – более эффективный и имеющий более высокий КПД.
• Трехфазные. Функционируют от промышленной сети напряжением 380 В. Отличаются средней и высокой мощностью. Бывают одно- и многопостовые.

По количеству постов

Трехфазные аппараты могут быть рассчитаны на подключение одного или нескольких сварочных кабелей.

Однопостовые модели с одним подключенным кабелем применяют для реализации небольших объемов работ. Их отличают компактные размеры, небольшая масса и невысокая мощность. В конструкции предусмотрены защиты от перегрева и критически высокого напряжения. Такие аппараты используются в основном в бытовых домашних и небольших коммерческих мастерских. Для применения на объектах с естественной вентсистемой чаще всего приобретают агрегаты серии ВД.

Многопостовые модели применяются для ручной и механизированной сварки. Аппараты первого типа имеют достаточно простое конструктивное исполнение. Силой тока управляют с помощью балластного реостата. Для ручных моделей характерны стабильные параметры напряжения и силы тока. Аппараты для механизированной сварки обслуживают до 30 сварочных мест

Подготовка сварочного выпрямителя к работе

Перед началом проведения сварочных работ необходимо:

• тщательно изучить сопроводительную документацию;
• очистить устройство от пыли и других заземлений;
• проверить наличие и целостность защитного кожуха;
• обеспечить его заземление;
• проверить готовность к работе в соответствии с инструкцией.

Подключение к сети и регулирование параметров осуществляют электрики не ниже чем третьей группы безопасности. Сварщик должен иметь не ниже второй группы электробезопасности и, конечно же, удостоверение на право проведения сварочных работ.

Обслуживание и ремонт аппаратов с выпрямительными блоками

В перечень работ по обслуживанию входят следующие мероприятия:

• контроль целостности изоляции элементов конструкции, которые находятся под напряжением;
• проверка качества соединений;
• очистка внутренних механизмов от пыли.

Сигналами к проведению срочного ремонта обычно бывают гул и перегрев аппарата. Причинами поломок электрооборудования чаще всего являются: замыкание витков, обрыв вторичной обмотки. При непостоянстве напряжения холостого хода и рабочего напряжения рекомендуется проверить работоспособность ручки регулятора, целостность предохранителей в первичной обмотке, устойчивость клемм пускателя.

Как кремниевый управляемый выпрямитель (тиристорный выпрямитель) обеспечивает выпрямление и регулирование напряжения? — Статьи базы знаний — Новости

31 мая 2020 г.

Выпрямитель — это устройство, которое преобразует мощность переменного тока в мощность постоянного тока. Основным применением выпрямителя является преобразование мощности переменного тока в мощность постоянного тока. Поскольку многие электрические устройства должны использовать постоянный ток, но источник питания энергетической компании — переменный ток, поэтому, если не используется батарея, в противном случае выпрямители необходимы внутри источника питания.

Как обычно используемый выпрямитель, выпрямители с кремниевым управлением широко используются в электролизе каустической соды с ионообменной мембраной, электролизе цветных металлов, электролизе воды для получения водорода, электролизе редкоземельных элементов, электролизе фтористого водорода для получения хлора, электролизе морской воды для получения гипохлорита натрия, электролиза рассола для получения гипохлорита натрия, гальваники, анодирования, электрофореза, электрополировки, зарядки, нагрева дуговой печи постоянного тока, нагрева кристаллов, ядерно-энергетического эксперимента и других областей широко используются в различных отраслях народного хозяйства.

Так как же кремниевый управляемый выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный, т. е. выпрямляет и регулирует выходное напряжение?

1. Схема диодного выпрямителя              

Выпрямление (схема выпрямления) представляет собой процесс, в котором используется ток однонаправленной проводимости диода в переменный постоянный. Общие схемы выпрямителей имеют однополупериодное, двухполупериодное, мостовое и удвоенное выпрямление.

Давайте сначала используем диод в качестве примера для описания принципа выпрямления:

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

В положительной половине напряжения на вторичной стороне 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.

 

В одном цикле переменного напряжения u2 диоды D1, D3 и D2, D4 включаются и выключаются по очереди, и на нагрузке RL получается однонаправленное двухполупериодное пульсирующее напряжение и ток, этот процесс реализует переменный ток в DC, это 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 при воздействии слабого токового сигнала, которым он управляет различные схемы сильной электрической системы, поэтому применение полупроводниковой электронной технологии расширяется от слабого электрического поля до сильного электрического поля. Тиристоры могут пропускать большие токи и обладают такими преимуществами, как устойчивость к высокому давлению, быстрая реакция, хорошие характеристики управления, небольшой размер, малый вес, удобство использования и обслуживания и т. д., поэтому они широко используются в различных областях научных исследований, таких как мощность, электроники и управления, и находят все более широкое применение. В системе управления медицинским рентгеновским аппаратом. Однако у него также есть недостатки, такие как низкая перегрузочная способность и плохая помехоустойчивость, которые необходимо устранить в практических приложениях.

Тиристор добавляет вентиль на основе диода. В схеме выпрямителя сигнал триггера затвора должен подаваться на затвор, чтобы контролировать время проводимости тиристора для достижения выпрямления и регулировки выхода постоянного тока.

3.  Структура и принцип работы тиристора

(1) Структура тиристора

Тиристор состоит из двух слоев P-типа и двух слоев N-типа полупроводника попеременно. Его три электрода — анод А, катод К и управляющий электрод G. В середине этого устройства PNPN образованы три PN перехода J1, J2, J3, что эквивалентно трем последовательно включенным диодам в прямой и обратной фазах. Если между анодом А и катодом К приложено только напряжение, независимо от полярности приложенного напряжения, хотя бы один из трех диодов находится в обратном смещении, поэтому он не включится, а прибор находится в выключенном состоянии. государство.

 

(2) Принцип работы тиристора

Чтобы объяснить принцип работы тиристора, мы считаем, что он образован соединением двух кварцевых транзисторов типа PNP и NPN, база каждого транзистора подключена к 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 питания почти все добавляется к нагрузке, а ток нагрузки протекает через тиристор. После включения тиристора его состояние проводимости полностью сохраняется за счет эффект положительной обратной связи самой трубки. Даже если ток управляющего электрода исчезает, тиристор остается в состоянии проводимости. Поэтому роль управляющего полюса заключается только в том, чтобы вызвать включение тиристора, а после включения управляющий полюс теряет управление. Для выключения тиристора необходимо уменьшить анодный ток, чтобы он не мог поддерживать процесс положительной обратной связи, либо отключить питание анода, либо добавить обратное напряжение между анодом и катодом тиристора.

Таким образом, тиристор представляет собой управляемый однонаправленный проводящий переключатель. По сравнению с диодом отличие состоит в том, что прямая проводимость тринистора управляется током управляющего полюса; по сравнению с триодом разница в том, что тринистор не оказывает усиливающего действия на ток управляющего полюса.

4. Тиристорное выпрямление

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

В момент времени t1 включается T1, а в момент времени T/2 + t1 включается T2, и форма сигнала цепи показана на рисунке. Предположим, что

α=0，Uo=0.9U2，Выходное напряжение максимальное, что эквивалентно напряжению выпрямления однофазного моста неуправляемого диода; α=180°, Uo=0, тиристор полностью выключен. Среднее значение выпрямленного тока в сопротивлении нагрузки RL равно:    

 

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

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

По всем вопросам о выпрямителе звоните:

+86 13810151476

[email protected]

Веб-сайт: www.gprerectifier.com

2 Видео компании: https://

Подключиться на Linkedin: https://www.linkedin.com/in/alice-lee-20b63515b/ 

SCR (выпрямитель, управляемый кремнием) – конструкция, работа и запуск выпрямитель (SCR) тиристорный. Это четырехслойные полупроводниковые устройства, в которых три вывода известны как анод, катод и затвор. На основе триггера, применяемого на затворе, устройство можно рассматривать как переключатель или использовать как выпрямитель. Эти SCR непригодны для амплификации. SCR отвечают за проведение тока в одном направлении. Следовательно, это также однонаправленное устройство. Он состоит из трех узлов в нем. Это устройства, которые работают на основе токов. Поэтому они называются устройствами, управляемыми током. Они очень полезны для управления устройствами, когда питание переменного тока слишком высокое, для управления лампами и для обеспечения контроля фазы двигателей переменного тока.

Определение: Твердотельное устройство с четырехслойной структурой, ток в нем течет в одном направлении, как в диоде, где он имеет три перехода и три контакта. Эти устройства определяются как выпрямители с кремниевым управлением (SCR). Другое его название – тиристор. Это устройства, работающие от тока. Большое значение тока на выводе анода контролируется значением тока, подаваемого на затвор вывода. Следовательно, это устройства, управляемые током.

Символическое представление SCR

Конструкция SCR

SCR состоит из четырех слоев, состоящих из полупроводниковых материалов P-типа и N-типа. Они наслоены таким образом, что имеют тенденцию образовывать три соединения: J1, J2 и J3. Три клеммы, которые присоединены к нему, известны как анод, катод и затвор. Анод является основной клеммой, через которую протекает или входит ток в устройство. Где катод – это клемма, через которую вводимый ток выходит из устройства.

Клемма ввода тока имеет положительную полярность, а клемма, через которую выходит ток, имеет отрицательную полярность. В промежутке между потоками тока между клеммами должна быть клемма, которая может обеспечить управление. Это может быть обеспечено терминальными воротами. Этот терминал иногда также называют терминалом управления.

Тип SCR P-N-P-N

Предположим, что SCR имеет тип P-N-P-N. В этом случае, когда анод подключается сверху, то есть к P-типу, а катод подключается к концу, то есть к N-типу. Где конечные ворота также подключены к p-типу, но это будет второй P-тип в последовательности. Следовательно, клемма затвора расположена таким образом, что она находится ближе к катоду клеммы.

При этом соединение J1 формируется между первым P-типом и N-типом. Второй переход J2 будет располагаться между слоями N-типа и вторым P-слоями. Третье соединение будет между последними слоями P-типа и N-типа. В зависимости от требований или необходимости приложений эти слои тиристора легированы. Кремний, предпочтительный здесь для его конструкции, относится к собственному типу.

Работа/Эксплуатация SCR

Основной принцип работы SCR заключается в том, что когда на выводной затвор подается запуск или смещение, начинается проводимость. Поскольку это однонаправленное устройство, ток будет в одном направлении. Это похоже на работу диода, но с той лишь разницей, что он может выдерживать большое количество напряжений и мощностей.

Запуск

Запуск SCR — это метод включения устройства. Он должен быть применен с достаточным смещением к терминальному затвору. Следовательно, это известно как срабатывание SCR или срабатывание тиристора. Наконец, когда устройство переходит в состояние ВКЛ или проводящее состояние, максимальный ток протекает через терминальный анод. В SCR задействованы различные типы срабатывания. Это:

  1). Запуск по напряжению

Поскольку значение прямого напряжения превышает максимальную точку, это означает перенапряжение прямого отключения, и в этой ситуации затвор клеммы остается открытым. Этот тип срабатывания тиристора или SCR известен как срабатывание по напряжению. Но это обычно нежелательно, потому что SCR связаны с контролем высоких значений напряжения, если клемма затвора остается открытой, это не может соответствовать требованиям и приводит к разрушению устройства.

  2). Термическое срабатывание

Это срабатывание происходит при повышении температуры в устройстве. Это увеличение приводит к увеличению дырочной и электронной пар. Косвенно ток, известный как регенеративный ток, имеет тенденцию увеличиваться, заставляя устройство включаться. Этот тип срабатывания не является предпочтительным из-за теплового состояния, есть вероятность теплового разгона.

3). Запуск светом

В этом типе запуска световые лучи падают на поверхности тиристоров, так что количество пар электронов и дырок увеличивается. Следовательно, тиристор заставил включиться.

4). dv/dt Запуск

Если уровень напряжения между клеммами анода и соответствующего катода высок, в таких случаях этого уровня напряжения достаточно, чтобы включить тиристор. Но увеличение скорости тока может разрушить устройство. Следовательно, в этом случае срабатывания должна быть предусмотрена защита устройства.

5). Запуск ворот

Этот тип запуска используется наиболее часто. В этом случае клемма затвора срабатывает, чтобы на ней мог включиться тиристор. Когда устройство включается, контроль терминала ворот над устройством теряется. Причина потери управления в том, что регенерация носителей заряда.

Вот некоторые из способов запуска Тиристоров.

Приложения

Приложения SCR включают следующее.

• Тиристоры способны управлять устройствами с более высоким значением мощности переменного тока; их можно эффективно использовать там, где требуется управление устройствами с высоким значением напряжения и мощности. Он способен преобразовывать огромное количество энергии переменного тока в постоянный. Следовательно, это эффективный выпрямитель, способный выдерживать высокие напряжения.
• При управлении реле используются эти устройства.
• В элементах, где используется концепция индукционного нагрева, требуется контроль мощности в таком оборудовании. Следовательно, эти тиристоры применимы в таких концепциях.

Перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о выпрямителях с кремниевым управлением MCQ

Перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о MCQ Power Electronics

Выше приведены некоторые основные приложения, в которых устанавливаются тиристоры. Таким образом, основные функциональные возможности тиристора отличаются из-за сходства его односторонней проводимости с диодом и качества выпрямления. Они хорошо контролируют более высокое номинальное значение устройств с точки зрения мощности и напряжения. Легкий и простой по конструкции. Следовательно, эти устройства могут быть подключены к различным цепям, где требуется управление силовыми агрегатами, например, двигателями переменного тока. Теперь вы можете сказать, что делает тиристор таким уникальным с точки зрения конструкции?

Кремниевый управляемый выпрямитель (SCR) | Символ, работа, приложения

В этом уроке мы узнаем о кремниевом управляемом выпрямителе (SCR). Мы изучим его символ, структуру, работу, методы включения и выключения и некоторые приложения.

Краткое описание

Введение

Кремниевый управляемый выпрямитель (SCR) является наиболее важным и наиболее часто используемым представителем семейства тиристоров. SCR можно использовать для различных приложений, таких как выпрямление, регулирование мощности и инвертирование и т. д. Подобно диоду, SCR является однонаправленным устройством, которое пропускает ток в одном направлении и противодействует в другом направлении.

[адсенс1]

SCR – трехконтактное устройство; анод, катод и затвор, как показано на рисунке. SCR имеет встроенную функцию включения или выключения, и его переключение управляется условиями смещения и входной клеммой затвора.

Это приводит к изменению средней мощности, подаваемой на нагрузку, за счет изменения периодов включения тиристора. Он может обрабатывать несколько тысяч напряжений и токов. Символ SCR и его клеммы показаны на рисунке.

Наверх

Конструкция управляемого кремнием выпрямителя

Тиристор представляет собой четырехслойное устройство с тремя выводами. Четыре слоя, состоящие из слоев P и N, расположены попеременно так, что они образуют три соединения J1, J2 и J3. Эти соединения бывают сплавными или диффузными в зависимости от типа конструкции.

Внешние слои (P- и N-слои) сильно легированы, тогда как средние P- и N-слои легированы слабо. Клемма затвора находится на среднем P-слое, анод — на внешнем P-слое, а катод — на клеммах N-слоя. SCR изготовлен из кремния, потому что по сравнению с германием ток утечки в кремнии очень мал.

Для изготовления SCR используются три типа конструкций, а именно планарный тип, тип Mesa и тип Press pack. Для тиристоров малой мощности используется плоская конструкция, в которой все переходы в тиристорах рассеяны. В конструкции мезаобразного типа соединение J2 формируется диффузионным методом и, таким образом, к нему приплавляются внешние слои.

Эта конструкция в основном используется для мощных выпрямителей с кремниевым управлением. Для обеспечения высокой механической прочности SCR укреплен пластинами из молибдена или вольфрама. И одна из этих пластин припаяна к медной шпильке, на которой дополнительно нарезана резьба для подключения радиатора.

Наверх

[adsense2]

Работа или режимы работы SCR

В зависимости от смещения, заданного для SCR, работа SCR делится на три режима. Это

1.  Режим прямой блокировки
2.  Режим прямого проведения и
3.  Обратный режим блокировки

Режим прямой блокировки

В этом режиме работы кремниевый управляемый выпрямитель подключается таким образом, что вывод анода становится положительным по отношению к катоду, в то время как вывод затвора остается открытым. В этом состоянии контакты J1 и J3 смещены в прямом направлении, а соединение J2 смещено в обратном направлении.

Из-за этого через SCR протекает небольшой ток утечки. До тех пор, пока напряжение, приложенное к SCR, не превысит его пороговое напряжение, SCR оказывает очень высокое сопротивление протеканию тока. Таким образом, тиристор действует как разомкнутый переключатель в этом режиме, блокируя прямой ток, протекающий через тиристор, как показано на кривой характеристики VI тиристора.

Вернуться к началу

Прямой режим проводимости

В этом режиме SCR или тиристор переходит в режим проводимости из режима блокировки. Это можно сделать двумя способами: либо путем подачи положительного импульса на клемму затвора, либо путем увеличения прямого напряжения (или напряжения на аноде и катоде) выше напряжения отключения тиристора.

При применении любого из этих методов на стыке J2 происходит лавинный пробой. Поэтому тринистор переходит в режим проводимости и действует как замкнутый переключатель, поэтому через него начинает течь ток.

Обратите внимание, что на графике характеристики VI, если значение тока затвора высокое, минимальное время перехода в режим проводимости будет соответствовать Ig3 > Ig2 > Ig1. В этом режиме через тринистор протекает максимальный ток, и его величина зависит от сопротивления или импеданса нагрузки.

Также отмечено, что если ток затвора увеличивается, напряжение, необходимое для включения тиристора, меньше, если предпочтение отдается смещению затвора. Ток, при котором тринистор переходит из режима блокировки в режим проводимости, называется током фиксации (IL).

А также, когда прямой ток достигает уровня, при котором SCR возвращается в состояние блокировки, это называется током удержания (IH). При этом удерживающемся уровне тока область истощения начинает развиваться вокруг соединения J2. Следовательно, ток удержания немного меньше тока фиксации.

Вернуться к началу

Режим блокировки обратного хода

В этом режиме работы катод становится положительным по отношению к аноду. Тогда переходы J1 и J3 смещены в обратном направлении, а J2 смещена в прямом направлении. Это обратное напряжение переводит SCR в область обратной блокировки, что приводит к протеканию через него небольшого тока утечки и действует как разомкнутый переключатель, как показано на рисунке.

Таким образом, устройство обеспечивает высокий импеданс в этом режиме до тех пор, пока приложенное напряжение не станет меньше, чем обратное напряжение пробоя VBR тиристора. Если обратное приложенное напряжение превышает VBR, то на переходах J1 и J3 происходит лавинный пробой, что приводит к увеличению обратного тока, протекающего через SCR.

Этот обратный ток вызывает большие потери в тринисторах и даже увеличивает их нагрев. Таким образом, тиристор будет значительно поврежден, если обратное напряжение будет больше, чем VBR.

Вернуться к началу

Аналогия SCR с двумя транзисторами

Аналогия с двумя транзисторами или модель SCR с двумя транзисторами выражает самый простой способ понять работу SCR, визуализируя его как комбинацию двух транзисторов, как показано на рисунке. Коллектор каждого транзистора соединен с базой другого транзистора.

Предположим, что сопротивление нагрузки подключено между клеммами анода и катода, а небольшое напряжение приложено к клеммам затвора и катода. При отсутствии напряжения на затворе транзистор 2 находится в режиме отсечки из-за нулевого тока базы. Следовательно, через коллектор и, следовательно, через базу транзистора Т1 ток не течет. Следовательно, оба транзистора разомкнуты, и ток через нагрузку не течет.

Когда между затвором и катодом подается определенное напряжение, через базу транзистора 2 протекает небольшой ток базы, и, таким образом, ток коллектора увеличивается. И, следовательно, ток базы на транзисторе T1 переводит транзистор в режим насыщения, и, таким образом, ток нагрузки будет течь от анода к катоду.

На приведенном выше рисунке ток базы транзистора T2 становится током коллектора транзистора T1 и наоборот.

Отсюда

Ib2 = Ic1 и Ic2 = Ib1

Также ток через вывод катода, Ik = Ig + Ia ……(1)

Для транзистора,

Ib1 = Ie1 – Ic1 ……(2)

и Ic1 = α1Ie1 + Ico1……(3)

Где Ico1 — ток утечки.

Подставив уравнение 3 в уравнение 2, получим

Ib1 = Ie1 (1 – α1) – Ico1 ……. (4)

Из рисунка анодный ток — эмиттерный ток транзистора Т1,

Ia = Ie1

Тогда Ib1 = Ia (1 – α1) – Ico1

А также для транзистора T2

Ic2 = α2Ie2 + Ico2

3 Но Ik = Ie2

Следовательно, Ic2 = α2Ik + Ico2

Ic2 = α2 (Ig + Ia) + Ico2 …..(5)

Но Ib1 = Ic2 …..(6)

Подставляя уравнения 4 и 5 в уравнение 6 получаем

Ia (1 – α1) – Ico1 = α2 (Ig + Ia) + Ico2

Ia = [α2 Ig + Ico1 + Ico2] / [1- (α1 + α2)]

Предполагая, что токи утечки в обоих транзисторах пренебрежимо малы, получаем

Ia = [α2 Ig] / [1- (α1 + α2)]

, где α1 и α2 — соответствующие коэффициенты усиления двух транзисторов.

Вернуться к началу

Методы включения SCR

Из приведенного выше уравнения следует, что если (α1 + α2) равно единице, то Ia становится бесконечным. Это означает, что анодный ток внезапно возрастает до высокого значения и переходит в режим проводимости из непроводящего состояния. Это называется регенеративным действием SCR. Таким образом, для срабатывания тринистора значение тока затвора (α1 + α2) должно приближаться к единице. Из полученного уравнения условия включения тринистора включаются:

1. Ток утечки через тринистор увеличивается при очень высокой температуре устройства. Это превращает SCR в проводимость.

2. Когда ток, протекающий через устройство, очень мал, тогда α1 и α2 очень малы. Условиями пробоя по напряжению являются большие значения коэффициента размножения электронов Mn и коэффициента размножения дырок Mp вблизи перехода J2. Следовательно, увеличение напряжения на устройстве для отключения перенапряжения VBO вызывает пробой перехода J2, и, таким образом, SCR включается.

3. А также за счет увеличения α1 и α2 достигается условие обрыва. Усиление тока транзисторов зависит от значения Ig, поэтому, увеличивая Ig, SCR можно включить.

Вернуться к началу

Методы выключения SCR

SCR нельзя выключить с помощью клеммы затвора, как в процессе включения. Для выключения тиристора анодный ток должен быть снижен до уровня ниже уровня удерживающего тока тиристора. Процесс выключения SCR называется коммутацией. Два основных типа коммутации тринистора:

1.  Естественная коммутация и
2.  Принудительное переключение

Принудительная коммутация снова подразделяется на несколько типов, таких как

• Коммутация класса А
• Коммутация класса B
• Коммутация класса C
• Коммутация класса D
• Коммутация класса E

В начало

Управление двигателем постоянного тока с помощью SCR

Рассмотрим приведенный ниже рисунок, на котором тиристоры используются для управления скоростью двигателя постоянного тока. Как известно, двигатель постоянного тока состоит из обмотки возбуждения и обмотки якоря. Управляя напряжением, подаваемым на якорь, регулируют скорость двигателя постоянного тока.

Сеть переменного тока подключена к первичной и вторичной обмоткам трансформатора, два тиристора соединены параллельно, как показано на рисунке. Выход этих тиристоров приводит в действие двигатель постоянного тока. Обмотка возбуждения подключена через диоды, которые дают неконтролируемую мощность постоянного тока на обмотку возбуждения.

Во время положительного полупериода входа SCR1 смещен в прямом направлении, и когда импульс запуска подается на затвор, SCR1 начинает проводить. Таким образом, ток нагрузки течет к двигателю постоянного тока через SCR1. Во время отрицательного полупериода входа SCR 2 смещен в прямом направлении, а SCR 1 смещен в обратном направлении, и, следовательно, SCR1 выключен.

Когда запуск затвора передается на SCR2, он начинает проводить. Изменяя триггерный вход для соответствующих тиристоров, средний выходной сигнал двигателя постоянного тока изменяется и, следовательно, регулируется его скорость.

В начало

Управление двигателем переменного тока с помощью SCR

Скорость асинхронного двигателя переменного тока регулируется путем изменения подаваемого на него напряжения статора. На рисунке ниже показано подключение SCR для изменения напряжения, подаваемого на статор асинхронного двигателя.

Каждая фаза состоит из двух встречно-параллельных SCR, один для положительного пика, а другой для отрицательного пика. Следовательно, всего шесть конфигураций SCR используются для производства переменной мощности.

Входное трехфазное питание переменного тока подается на трехфазный асинхронный двигатель через этот набор тиристоров. Когда эти тиристоры запускаются импульсами с задержкой, среднее напряжение, подаваемое на асинхронный двигатель, изменяется и, следовательно, изменяется скорость.

Вернуться к началу

Преимущества управляемого кремнием выпрямителя

1.  По сравнению с электромеханическим или механическим переключателем, SCR не имеет движущихся частей. Следовательно, с высокой эффективностью он может обеспечить бесшумную работу.
2. Скорость переключения очень высока, поскольку он может выполнять 1 нанооперацию в секунду.
3. Они могут работать при высоких номинальных напряжениях и токах с малым током затвора.
4. Больше подходит для работы на переменном токе, поскольку при каждом нулевом положении цикла переменного тока SCR автоматически выключается.
5.  Небольшой размер, поэтому его легко монтировать и безотказно обслуживать.

В начало

Резюме

1.  Управляемый кремнием выпрямитель ведет себя как переключатель с двумя состояниями: либо непроводящим, либо проводящим.
2.  Существует три режима работы SCR. Это прямая блокировка, режим прямой проводимости и режим обратной блокировки.
3.  В основном существует два способа включения тиристора: либо путем увеличения напряжения на тиристоре выше предела напряжения отключения тиристора, либо путем подачи небольшого напряжения на затвор. Типичное значение затвора составляет 1,5 В, 30 мА. Если ток затвора увеличивается, SCR включится при значительно сниженном напряжении питания.
4.  SCR нельзя отключить через затвор, поэтому, чтобы открыть SCR, приложенное напряжение должно быть снижено до нуля.