Что такое тиристорный блок БСТ. Как работают силовые тиристорные блоки. Каковы технические характеристики БСТ-160 и БСТ-250. Где применяются блоки силовые тиристорные. В чем преимущества тиристорных устройств перед контакторами.
Что представляют собой тиристорные блоки БСТ
Блоки силовые тиристорные типа БСТ — это полупроводниковые устройства, предназначенные для бесконтактного регулирования тока нагрузки в автоматизированных системах управления технологическими процессами. Они позволяют плавно и точно регулировать мощность электронагревателей или других активных нагрузок.
Основные компоненты тиристорного блока БСТ:
- Силовые тиристоры
- Схема управления на базе оптосимистора
- Радиатор для охлаждения
- Кронштейн для крепления
Схема управления обеспечивает оптическую развязку цепи управления от силовой цепи и включает детектор прохождения напряжения через ноль. Это позволяет открывать выходные тиристоры в момент, когда напряжение на них близко к нулю, что минимизирует помехи в сети.
Принцип работы тиристорных блоков
Как работает тиристорный блок БСТ? Принцип действия основан на использовании двух встречно-параллельно включенных тиристоров, которые действуют как переключатель переменного тока:
- При подаче управляющего сигнала открывается один из тиристоров, пропуская ток в одном направлении.
- При смене полярности напряжения открывается второй тиристор, пропуская ток в обратном направлении.
- Изменяя момент подачи управляющего сигнала (угол открытия), можно регулировать среднее значение выходного напряжения и тока.
Тиристоры открываются в момент перехода сетевого напряжения через ноль, что обеспечивает минимальный уровень помех. Блок может работать по методу управления средней мощностью или по методу широтно-импульсной модуляции (ШИМ).
Технические характеристики блоков БСТ-160 и БСТ-250
Рассмотрим основные технические параметры наиболее распространенных моделей тиристорных блоков:
| Характеристика | БСТ-160 | БСТ-250 |
|---|---|---|
| Номинальный коммутируемый ток | 160 А | 250 А |
| Максимальный кратковременный ток (до 5 мин) | 180 А | 280 А |
| Диапазон коммутируемого напряжения | 30…380 В | 30…380 В |
| Входное напряжение управления | 5…30 В пост. тока | 5…30 В пост. тока |
| Максимальный входной ток | 20 мА | 20 мА |
| Время срабатывания | не более 10 мс | не более 10 мс |
Обе модели имеют схожие характеристики, отличаясь в основном номинальным коммутируемым током. Это позволяет подобрать оптимальный блок под конкретную нагрузку.
Области применения силовых тиристорных блоков
Где используются блоки БСТ? Основные сферы применения:
- Управление электронагревателями в промышленных печах и термокамерах
- Регулирование мощности в сварочном оборудовании
- Системы плавного пуска электродвигателей
- Автоматизированные линии производства
- Управление освещением
- Регулирование скорости вращения электродвигателей
Блоки БСТ эффективно заменяют электромагнитные пускатели в случаях, когда требуется длительный срок службы и большое количество коммутационных циклов. Они могут использоваться с любыми регуляторами температуры, реализующими различные алгоритмы управления мощностью нагрузки.
Преимущества тиристорных блоков перед контакторами
Почему тиристорные блоки лучше электромагнитных контакторов? Основные преимущества:
- Отсутствие механических частей обеспечивает высокую надежность и долговечность (срок службы 5-10 лет).
- Очень быстрое переключение позволяет точнее регулировать температуру.
- Улучшенное качество регулирования за счет поддержания постоянной температуры без колебаний.
- Увеличение срока службы нагревательных элементов благодаря отсутствию термических напряжений.
- Снижение затрат на техническое обслуживание и замену компонентов.
- Возможность точного ограничения тока и мощности.
- Снижение пиковых нагрузок на сеть.
Все это позволяет повысить качество продукции, снизить энергопотребление и уменьшить эксплуатационные расходы.
Особенности выбора и эксплуатации тиристорных блоков
На что обратить внимание при выборе и использовании БСТ:
- Номинальный ток блока должен соответствовать току нагрузки
- Необходимо обеспечить достаточное охлаждение (при необходимости использовать принудительное)
- Для трехфазной нагрузки требуется два или три однофазных блока
- Рекомендуется использовать быстродействующие предохранители для защиты тиристоров
- Желательно применять фильтры для подавления помех в сети
При правильном выборе и эксплуатации тиристорные блоки БСТ обеспечивают надежное и эффективное управление мощностью в различных промышленных системах.
Перспективы развития тиристорных устройств
Каковы тенденции совершенствования тиристорных блоков? Основные направления развития:
- Повышение рабочих напряжений и токов
- Улучшение быстродействия и снижение потерь при переключении
- Интеграция интеллектуальных функций управления и диагностики
- Развитие коммуникационных возможностей для работы в составе «умных» систем
- Применение новых полупроводниковых материалов (карбид кремния, нитрид галлия)
Это позволит расширить области применения тиристорных устройств и повысить эффективность систем управления мощностью в промышленности.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Блок предназначен для замены пускателей в том случае, когда требуется продолжительный срок службы и значительное количество коммутационных циклов. Блок может быть использован с любым регулятором температуры, в котором метод управления мощностью электронагревателя определяется регулятором температуры.
до 5 мин — 180 А)
./images/bg11.gif» align=»right»>Блоки силовые тиристорные БСТ-160 — ОВЕН СПБ
Блоки силовые тиристорные типа БСТ предназначены для бесконтактного регулирования тока нагрузки в автоматизированных системах измерения, регулирования и управления технологическими процессами.
Блок предназначен для замены пускателей в том случае, когда требуется продолжительный срок службы и значительное количество коммутационных циклов.
Блок может быть использован с любым регулятором температуры, в котором метод управления мощностью электронагревателя определяется регулятором температуры
| |
Технические характеристики БСT-160
| Наименование | Значение |
| Диапазон коммутируемого напряжения переменного тока | 30…380 В |
| Входное напряжение | 5…30 В пост. тока |
| Максимальный входной ток | 20 мА |
| Допустимый ток при температуре окружающего воздуха +850С, без обдува | 120,0 |
| Допустимый ток с обдувом воздушного потока со скоростью 6м/с | 160,0 |
| Силовой Элемент | тиристор Т161-160 |
| Время срабатывания | не более 10 мс |
| Сопротивление изоляции между входом и выходом | не менее 1 MОм при напряжении 500 В |
| Номинальный коммутируемый ток | 160 А (кратк. до 5 мин — 180 А) |
| Электрическая прочность изоляции между входом и выходом | не менее 1000 В |
| Условия эксплуатации: температура окружающего воздуха относительная влажность атмосферное давление | . +5…+45°С (30-80)% (84,0-106,7) кПа |
| Габаритные размеры | 240х140х250 мм |
| Масса | не более 1,8 кг |
Блоки БСТ могут работать:
— по методу управления средней мощностью электронагревателей (или методу равномерного по времени распределения рабочих сетевых периодов).
— по методу широтно-импульсной модуляции (ШИМ).
В методе широтно-импульсной модуляции нагрузка включается на долю периода ШИМ, который задается пользователем или управляющим прибором, например терморегулятором с ПИД-законом
Среднее значение выводимой мощности, в процентах от полной мощности нагревателя, определяется отношением времени включения к периоду ШИМ.
Для охлаждения тиристоров силовой блок имеет радиаторы (охладители). Площадь радиатора подобрана так, чтобы при максимальном токе и температуре воздуха 30°С, температура радиатора не превышала 100°С.
Для управления трехфазной нагрузкой необходимо использовать два или три однофазных блока регулирования.
Что такое тиристорный блок
Тиристорный блок представляет собой полупроводниковое устройство, которое действует как переключатель, образованный двумя тиристорами, включенными встречно-параллельно.
Каждый тиристор подобен одноходовому вентилю, который может открываться только при выполнении следующих условий:
Для формирования настоящего переключателя переменного тока необходимо использовать два тиристора, включенных встречно-параллельно.
Здесь ниже мы можем видеть, как работает тиристорный блок
|
Когда L1 положителен, ток течет A по сравнению только с сигналом стробирования ВКЛ.
Теперь мы можем изобразить, чтобы подать сигнал затвора, когда напряжение не равно нулю
Как можно понять изменение угла открытия θ возможно ли иметь переменное напряжение нагрузки.
ЗАЩИТА ОТ НАПРЯЖЕНИЯ
Снаббер и варистор используются для защиты от переходных процессов напряжения. Быстродействующие полупроводниковые предохранители с надлежащим I2t используются, чтобы не повредить SCR. Внешние предохранители предлагаются с держателем предохранителя, способным разрывать цепь от 15 до 110 А в однофазных блоках и от 15 до 55 А в 2-х и 3-х фазных блоках. При превышении этого значения устройство будет иметь внутренние предохранители. CD Automation предлагает в качестве опции H.B. цепь плюс сигнализация короткого замыкания SCR.
ТОКОВАЯ ЗАЩИТА С ПРЕДОХРАНИТЕЛЯМИ Ток неисправности может возникнуть в результате короткого замыкания во внешних соединениях. Тиристор из-за своей малой тепловой массы имеет очень ограниченную перегрузочную способность по сравнению с двигателями, трансформаторами и т.
д. Обычно I2 t предохранителя должно быть меньше, чем I2t тиристора. Защита от перегрузки требуется для датчика тепловой перегрузки, установленного на радиаторе, для автоматического гашения тиристора, когда температура может повредить устройство. Для защиты тиристора не используйте автоматический выключатель, потому что его скорость размыкания цепи слишком низкая, и тиристор будет поврежден в случае короткого замыкания.
ПРЕИМУЩЕСТВА ТИРИСТОРНЫХ УСТРОЙСТВ
Преимущества тиристорных устройств (также называемых тиристорными регуляторами мощности и регуляторами мощности SCR) по сравнению с электромеханическими контакторами многочисленны:
- Отсутствие движущихся механических частей
- Тиристор предлагает надежное долгосрочное решение
- Очень быстрое переключение
- Срок службы тиристорного блока можно оценить от 5 до 10 лет в зависимости от нагрузки на тиристор. Нормальный электрический срок службы контакторов составляет 1,5 миллиона операций, что достигается за несколько месяцев.
Пример: Представьте себе печь с контактором, управляемым регулятором температуры с временем цикла 20 секунд. При 50% потребляемой мощности 10 секунд ВКЛ + 10 секунд ВЫКЛ.
Это означает, что контактор включается каждые 20 сек. В течение одного рабочего дня за 3 оборота (24 часа) срок службы контакторов определяется как:
1 час = 180 переключений контактора
1 день = 180×24=4820 переключений
Расчетный срок службы = 1.500.000 / 4.820 = 347 дней
Это означает, что каждый год контакторы должны быть заменены с трудозатратами и остановкой производства. - Улучшенный контроль температуры благодаря очень быстрому переключению и лучшему разрешению при контроле мощности. Экономьте деньги за счет сокращения брака
- Лучшее качество, потому что поддерживается постоянная температура без колебаний
- Увеличивает срок службы нагревательного элемента, так как при очень быстром переключении отсутствуют термические напряжения.
- Снижение затрат на техническое обслуживание контактора и замену нагревательных элементов.
- Защита тепловых элементов и строительных частей печи или машины с ограничением тока, ограничение мощности должно оставаться в установленных пределах
- Снижение затрат, поскольку можно установить, сколько элементарных зарядов должно быть запущено одновременно. Избегайте пиковой мощности
- Возможность контролировать в диспетчерской все нагрузки через коммуникационную шину, доступную на тиристорных блоках CD Automation.
- Возможность диагностики через последовательную связь неисправностей нагревательных элементов или тиристорных блоков Связь
- может использоваться для контроля уставки мощности и считывания напряжения, тока, мощности и состояния нагрузки. Средство рецепта также доступно с цифровой связью.
Загрузите полную версию этих указаний по применению.
Компания CD Automation предлагает широкий ассортимент продукции для управления мощностью с помощью тиристора (SCR):
- Экономьте деньги, поскольку номинальный ток имеет небольшие ступени с 27 размерами от 10 А до 2600 А.
- Ассортимент инновационной продукции с использованием цифровых технологий, в том числе для малых блоков (15 А).
- Связь RS485 со стандартным протоколом Modbus для всех семейств, за исключением CD3000S.
- Простота настройки с помощью передней клавиатуры, внешней клавиатуры или портативного ПК.
- Возможность загрузить предлагаемую конфигурацию программного обеспечения, нажав на ваше приложение.
- Универсальный тиристор, где можно настроить все типы входов, режимы работы и обратную связь.
- Вся информация доступна на странице загрузки нашего веб-сайта, где вы можете найти литературу по продажам, руководства по техническому обслуживанию, программное обеспечение для настройки и возможность задать вопросы.
- Очень эффективная служба поддержки для решения проблем с приложениями. Позвоните нам, и вы поговорите напрямую с нашей командой по исследованиям и разработкам.
- Дистанционное обслуживание через Интернет.
Семейство тиристорных регуляторов мощности CD Automation
16 сентября 2021 г.
MITSUBISHI ELECTRIC Semiconductors & Devices: информация о продукте
Сыграв центральную роль в модернизации силовой электроники в 1960-х годов тиристоры большой емкости теперь работают с более высокими напряжениями и токами. В 1980-х годах он превратился из тиристора с обратной блокировкой без функции самовыключения в тиристор GTO (Gate Turn off), который переключается из состояния ВКЛ в состояние ВЫКЛ, применяя отрицательный сигнал затвора даже в цепи постоянного тока. Кроме того, тиристор GCT (Gate Switched Turn Off), который унаследовал базовую структуру тиристора GTO и значительно уменьшил импеданс затвора, реализовал высокоскоростную работу и высокую эффективность выключения. Мы выстраиваем продукты высокой мощности, такие как тиристоры GCT, тиристоры GTO и тиристоры сверхвысокого напряжения, которые имеют большой опыт работы в этой области.
- Тиристоры GCT 6000-6500В/400-6000А Тиристоры
- GTO 2500-4500В/1000А-4000А
- Тиристор сверхвысокого напряжения 12 000 В/1 500 А
В частности, тиристорный блок SGCT (отключение с симметричным затвором) представляет собой тиристор GCT с блокировкой обратного напряжения.
Благодаря сочетанию оптимально спроектированных драйверов затворов достигается превосходная производительность тиристоров SGCT, что способствует сокращению периода проектирования системы.
- Реализация типа блокировки реверса высокого напряжения: Номинальное напряжение: прямое/6500 В, обратное/6500 В.
- Он наследует характеристику низкого напряжения, характерную для тиристоров.
- Подходит для высоковольтных автоматических выключателей, преобразователей тока.
Высоковольтный инвертор / Преобразователи частоты / SVG (статический генератор реактивной мощности) / BTB (Back-to-Back) / переключатели переменного/постоянного тока / Тяговая силовая установка
| Продукт | Номинальный ток | Номинальное напряжение | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2,5 кВ | 4,5 кВ | 5,0 кВ | 6,0 кВ | 6,5кВ | 12кВ | |||
| GCT | Тиристорный блок SGCT | 400А | ● | |||||
| 800А | ● | |||||||
| 1500А | ● | |||||||
| GCT Тиристор | 6000А | ● | ||||||
| Тиристор ГТО | 1000А | ● | ||||||
| 2000А | ● | ● | ||||||
| 3000А | ● | |||||||
| 4000А | ● | |||||||
| Тиристор | 1500А | ● | ||||||
См.
