Тиристорный блок питания: принцип работы, преимущества и применение

Что такое тиристорный блок питания. Как работает тиристорный регулятор напряжения. Какие преимущества у тиристорных блоков питания. Где применяются тиристорные источники питания.

Что такое тиристорный блок питания и как он работает

Тиристорный блок питания — это устройство для регулировки и преобразования электрической энергии на основе полупроводниковых тиристоров. Основными компонентами такого блока питания являются:

• Силовые тиристоры
• Система управления тиристорами
• Трансформатор (не всегда)
• Сглаживающие фильтры

Принцип работы тиристорного блока питания основан на фазовом управлении моментом открытия тиристоров. Изменяя угол открытия тиристоров относительно фазы сетевого напряжения, можно плавно регулировать выходное напряжение и ток.

Основные этапы работы тиристорного блока питания:

1. Система управления формирует управляющие импульсы для тиристоров
2. Тиристоры открываются в определенный момент каждого полупериода сетевого напряжения
3. Через открытые тиристоры протекает ток в нагрузку
4. Выпрямленное напряжение сглаживается фильтрами

Преимущества тиристорных блоков питания

Тиристорные блоки питания обладают рядом важных достоинств по сравнению с другими типами источников питания:

• Высокий КПД (до 95-98%)
• Плавная и точная регулировка выходных параметров
• Возможность работы с большими токами и напряжениями
• Высокая надежность и длительный срок службы
• Малые габариты и вес
• Низкий уровень пульсаций выходного напряжения

За счет этих преимуществ тиристорные блоки питания широко применяются в промышленности и энергетике.

Области применения тиристорных источников питания

Тиристорные блоки питания используются во многих отраслях промышленности и энергетики:

• Электропривод постоянного и переменного тока
• Электролизные и гальванические установки
• Сварочное оборудование
• Электротермические установки
• Системы возбуждения генераторов
• Зарядные устройства аккумуляторов
• Системы бесперебойного питания

Особенно эффективно применение тиристорных блоков питания в установках с большой потребляемой мощностью.

Типы и классификация тиристорных блоков питания

Тиристорные блоки питания можно классифицировать по нескольким основным признакам:

1. По типу питающей сети:

• Однофазные
• Трехфазные

2. По виду выходного напряжения:

• Выпрямители постоянного тока
• Регуляторы переменного напряжения

3. По способу управления:

• С аналоговым управлением
• С цифровым микропроцессорным управлением

4. По мощности:

• Маломощные (до 1 кВт)
• Средней мощности (1-100 кВт)
• Мощные (свыше 100 кВт)

Выбор конкретного типа тиристорного блока питания зависит от требований конкретного применения.

Конструкция и основные узлы тиристорного блока питания

Типовая конструкция тиристорного блока питания включает следующие основные узлы:

1. Силовая часть с тиристорами
2. Система управления тиристорами
3. Система охлаждения
4. Защитные и коммутационные устройства
5. Измерительные приборы
6. Фильтры

Силовая часть содержит мощные тиристоры, соединенные по определенной схеме (например, мостовая трехфазная). Система управления формирует импульсы управления тиристорами и обеспечивает регулировку выходных параметров. Система охлаждения (воздушная или жидкостная) отводит тепло от силовых элементов.

Принцип регулирования в тиристорных блоках питания

Регулирование выходных параметров в тиристорных блоках питания осуществляется за счет изменения угла открытия тиристоров. Чем позже относительно начала полупериода сетевого напряжения открывается тиристор, тем меньше среднее значение выходного напряжения.

Основные способы регулирования:

• Фазовое регулирование — изменение фазы (момента) открытия тиристоров
• Широтно-импульсная модуляция — изменение длительности открытого состояния тиристоров

Современные цифровые системы управления позволяют реализовать сложные алгоритмы регулирования для достижения высокой точности и качества выходных параметров.

Особенности эксплуатации тиристорных блоков питания

При эксплуатации тиристорных блоков питания необходимо учитывать некоторые их особенности:

• Генерация высших гармоник в питающую сеть
• Снижение коэффициента мощности при глубоком регулировании
• Необходимость защиты от перенапряжений
• Чувствительность к перегрузкам по току

Для компенсации этих недостатков применяются различные технические решения: фильтро-компенсирующие устройства, системы защиты, оптимизация алгоритмов управления и др.

Сравнение тиристорных блоков питания с другими типами источников

По сравнению с другими типами источников питания тиристорные блоки имеют ряд особенностей:

Параметр	Тиристорный блок	Трансформаторный блок	Импульсный блок
КПД	Высокий	Средний	Высокий
Габариты	Средние	Большие	Малые
Диапазон мощностей	Широкий	Ограниченный	Ограниченный
Помехи в сеть	Высокие	Низкие	Средние

Тиристорные блоки питания оптимальны для применений, требующих высокой мощности и широкого диапазона регулирования.

Перспективы развития тиристорных источников питания

Основные направления совершенствования тиристорных блоков питания:

• Применение более совершенных силовых полупроводников (IGCT, GTO-тиристоры)
• Внедрение цифровых систем управления на базе DSP и ПЛИС
• Разработка интеллектуальных алгоритмов управления
• Улучшение массогабаритных показателей
• Повышение энергоэффективности
• Снижение уровня генерируемых помех

Эти усовершенствования позволят расширить области применения тиристорных блоков питания и повысить их конкурентоспособность.

DPU34A-050D Блок питания тиристорный трехфазный, Uпит. 440V AC, ток нагрузки 0…50A, номинальный ток 50A, дистанционный дисплей

org/PropertyValue»> org/PropertyValue»> org/PropertyValue»>

Модель	DPU34A-050D
Масса, кг	6,5
Серия	DPU
Тип регулирования	Фазовое / Циклическое (переключение при пересечении нуля)
Количество фаз	Трехфазный 380 В
Тип нагрузки	Индуктивная / Резистивная
Потребляемая мощность, Вт	10
Управляющий вход	Автоматический режим: 4-20 мА/0-20 мА, 0-5 В DC/1-5 В DC/0-10 В DC, импульс напряжения (0/12 В DC), вход без напряжения (вкл/выкл), RS-485. Ручной режим: внутренний потенциометр 10 кОм, внешний потенциометр 10 кОм (мин. 2 Вт)
Номинальный ток нагрузки, А	50
Фазовое управление	Обычное (без обратной связи), статическое напряжение/ток/мощность (обратная связь)
Циклическое управление	С фиксированным и переменным периодом
Температура эксплуатации Max, °C	50
Температура эксплуатации Min, °C	-10
Бесплатная доставка по России	да
Напряжение питания, В	440
Особенности	Дистанционный дисплей
Размеры, мм	140x306x200

DPU32B-100A Блок питания трехфазный Autonics

Блок питания DPU Autonics

• 12.03.2018
• Опубликовано puopit

12 Мар

Тиристорный блок питания DPU32B-100A — это трехфазный регулятор мощности на полупроводниковых элементах с цифровым управлением.

Тиристорный регулятор мощности DPU32B-100A используется в решениях быстрого и точного управления электропитанием различных промышленных процессов. Блок питания имеет прецизионное цифровое управление, высокое быстродействие и надежность.

Тиристорный регулятор мощности используется в промышленности и в бытовых задачах для плавного и точного управления электропитанием — силой тока и напряжением.
Аутониткс выпускает тиристорные регуляторы напряжения с однофазным и трехфазным подключением. Полезной опцией для многих может стать обратная связь для стабилизации тока, напряжения или мощности. Блоки питания компактны, просты в использовании, доступны по цене и соответствуют нормам ЕС.

Преимущества тиристорного регулятора напряжения Autonics DPU

• Технологичный процессор управления
• Обратная связь повышенной точности
• Фазовое или циклицеское управление
• Встроенные предохранители
• Цифровой интерфейс связи и выносные димплеи
• Универсальные входы управления
• Сигнализатор аварии
• В качестве нагрузки могут быть: нагревательные элементы печей из суперкантала, платины, молибдена, углерода никеля, хрома; галогенные лампы накаливания

Технические характеристики тиристорного блока питания Autonics DPU32B-100A

Параметры
Фазность	3
Номинальный ток	100 А
Допустимая Тип нагрузки по току	70-200 А
Частота тока	50/60 Гц
Мин. ток нагрузки	1 А
Макс.  потребляемая мощность	10 Вт
Тип управления	фазовое, циклическое (постоянный цикл), дискретное управление
Тип нагрузки	для фазового управления: резистивная, индуктивная, для циклического и дискретного: резистивная
Отображение показаний и уставки	7-сегментный 4-разрядный дисплей
Индикация состояния	6 СИД
Отображение показания в процентах	11-ступенчатый штриховой светодиодный индикатор
Способ настройки	клавиши лицевой панели, интерфейс связи
Цифровой вход	включить/остановить переключение, сброс, регистрация значения на выходе, назначение диапазона (SP1–6)
Индикация	вход управления; напряжение, ток, мощность, сопротивление нагрузки; частота напряжения питания
Дополнительная опция	дистанционный дисплей + RS485 выход
Напряжение питания	220 В
Рабочая температура	−10°С ± +50°С
Габаритные размеры	213×365 мм
Вес	11,5 кг

Похожие Сообщения

1000A400V E-Coating SCR (Thyristor) Производители электроснабжения и фабричный Китай-Цена на индивидуальные продукты

1000A400V E-Coating SCR (тиристор). Источник питания (далее именуемый электрофорезным выпрямителем) в основном используется в автомобилях, мотоциклах, бытовой технике, металлических корпусах и других линиях по производству электрофоретических покрытий, а также в аналогичных технических требованиях к выпрямляющему источнику питания.

Контроллер выпрямителя Green Power объединяет в системе рабочий источник питания, сигнал синхронизации, импульсный запуск, контур обратной связи, модуль сигнализации и дисплея. При условии сохранения исходной функции не только аппаратное обеспечение снижает частоту отказов, но и эффективно сокращает систему управления. Время устранения неисправности, также легко достичь взаимного резерва двойной системы.

Технические параметры выпрямителя:                                                                 

Ø Номинальный выходной ток: 1000 А

Ø Номинальное выходное напряжение: 400 В

Ø Диапазон выходного напряжения: 0–100 %

Ø Диапазон выходного тока: 0–100 % при номинальной нагрузке;

Ø Точность постоянного тока: ≤±1%;

Ø Точность постоянного напряжения: ≤±1%;

Ø Коэффициент мощности: 0,92, при более высоких требованиях требуется дополнительное оборудование.

Ø THDi: 12 % для 12-импульсной схемы. Если требуется более низкое значение гармоники, необходимо дополнительное оборудование.

Ø Схема выпрямителя: две схемы двойной звезды с синфазным параллельным счетчиком

Ø Выходной импульс выпрямителя №: 12;

Ø Способ охлаждения выпрямителя: воздушное охлаждение;

Ø Степень защиты: IP32

Ø Режим управления: постоянный ток/напряжение

Ø Особенности конструкции: передняя и боковая дверцы могут быть открыты для проведения технического обслуживания;

Ø Локальная функция контроллера: используйте сенсорную панель ЧМИ, имеет следующие функции:

Отображение выходного постоянного тока

Отображение выходного напряжения постоянного тока

Отображение выходной мощности постоянного тока

Кнопка RESET, черного цвета (если требуется)

Дистанционная индикаторная лампа, зеленого цвета

Индикатор включения устройства, зеленый цвет

Индикатор неисправности, желтый или красный цвет

Отображение причины неисправности

Настройка выходного значения

Выбор режима постоянного тока/напряжения/мощности

Выбор местного/дистанционного управления

Запись данных истории

Отображение давления воды

Настройка защиты

И так далее

• Высокая надежность

Хотя инвестиции в источник постоянного тока незначительны по сравнению с общей стоимостью установки, потеря мощности приводит к огромным потерям в производстве, электролизе промышленность не допускает никаких компромиссов в отношении надежности выпрямителя. Меры защиты (например, цепь поглощения высокого напряжения), принятые для защиты компонентов в случае нехватки питания.

Полностью цифровая система управления, защита от помех, высокая способность противостоять сильному магнитному полю, высокая надежность.

Использование высокоточного датчика тока в качестве управления с обратной связью для повышения надежности работы системы.

Использование тиристора передачи по оптоволокну, запускающего импульсный сигнал, подавление помех магнитного поля и улучшение системы управления электромагнитной совместимостью для обеспечения стабильной работы системы.

В этом наборе компонентов системы питания используются импортные или отечественные продукты высокого качества, проводится строгий контроль устройства и полностью гарантируется надежность оборудования.

•   Энергосбережение

Экономия энергии и увеличение доходов. Электроэнергия является дорогостоящим и ценным ресурсом и одним из основных факторов затрат. Поэтому Green Power потратила годы на настройку своих систем, чтобы обеспечить коммунальным предприятиям максимальную эффективность и наименьшие электрические потери.

Наше решение основано на конструктивных критериях, которые приводят к экономии энергии:

− Оптимизированная конструкция трансформатора и выпрямителя

− Индивидуальный выбор полупроводниковых приборов и силовых предохранителей

− Максимально короткое соединение трансформатор-выпрямитель

− Специальная конструкция для поддержания низкой плотности тока в силовых проводниках и изоляторах постоянного тока

Высокая стабильность и высокая точность (по умолчанию <0,5%) обеспечивают высокое качество продукции электролиза.

Чип DSP компании TI, полностью программируемая цифровая система управления, характеристики триггерного импульса согласованы.

Использование импульсного трансформатора военного уровня, степень асимметрии импульса ≤0,1 °, крутизна переднего фронта импульса ≤1uS.

Контроллер оснащен коммуникационным интерфейсом, может напрямую связываться с ПЛК, обеспечивая время отклика системы и точность обработки системы.

• Низкая пульсация на выходе

Низкая пульсация (по умолчанию <5%) обеспечивает высокое качество продукции электролиза.

Оптимальный трансформатор использует 12/18/24/… импульсное выпрямление, благодаря углу управления тиристором достигается низкая пульсация при полностью проводимом состоянии.

 

• Высокий коэффициент мощности

Высокий коэффициент мощности снижает реактивную мощность, мощность трансформатора и линейный ток.

Угол управления тиристором регулируется в пределах 12-25 градусов во время работы системы, когда угол управления тиристором меньше 12 градусов, система посылает сигнал переключателя ответвлений на повышение передачи; когда угол управления тиристором больше 25 градусов, отправьте сигнал пониженной передачи. Сигналы повышения и понижения передачи автоматически контролируются выпрямителем или переключаются вручную, чтобы улучшить коэффициент мощности и уменьшить содержание гармоник.

• Долгий срок службы

Срок службы более 25 лет, сокращение инвестиций.

Продуманный дизайн, высококачественные детали и материалы, превосходная работа обеспечивают высокую надежность Rectifier.

•   Удобный ЧМИ

Интеллектуальное и удобное управление и мониторинг.

Сенсорный экран, управление и отображение.

Удобная формирующая сеть, аналоговый сигнал, RS485, связь Profibus, удобное дистанционное управление.

Hot Tags: 1000a400v электронное покрытие scr (тиристор) источник питания Китай, Индия, производители, фабрика, индивидуальные, высокое качество, цена

Следующий

Tesla Four — тиристорный блок питания

Эта схема была построена несколькими другими любителями, и я получил несколько электронных писем с жалобами на проблемы с ней. Недавно я понял, что оригинальная схема EDN Mag вообще не имела «мягкого пуска», и даже с моими модами у нее действительно был очень «жесткий пуск». Я разработал Mk.2 для использования с моими DRSSTC, и я рекомендую вам попробовать это вместо этого. См. «Твердотельный вариатор» на моем сайте DRSSTC.

Блок питания для этого проекта оказался довольно сложной задачей. Мне нужно было подать что-то вроде 4 кВт при 600 В постоянного тока, от стандартной сети 230 В, без использования каких-либо трансформаторов, иначе это не было бы РПН. Я также хотел, чтобы оно изменялось от 0 до 600 В без использования вариака, который, в конце концов, является своего рода трансформатором. Я проверил множество различных конструкций, таких как система с переключением режимов, использующая IGBT, но в конце концов я решил использовать старомодные тиристоры. Меня привлекли тиристоры, потому что их трудно взорвать, ими легко управлять и они дешевы. Они также позволяют легко реализовать плавный пуск, в отличие от преобразователя постоянного тока, работающего от звена постоянного тока с неуправляемым выпрямителем, для которого требуется какой-либо резистор и реле.

Если вы когда-либо изучали работу диммера лампы, вы поймете, о чем я говорю. Принцип выпрямителя с тиристорным управлением точно такой же. Однако схема запуска немного сложнее. Лампочка является хорошей резистивной нагрузкой, поэтому одиночный импульс гарантированно запускает тиристор (или симистор). Выпрямитель — гораздо более неприятная нагрузка. Если импульс запуска должен прийти в момент, когда напряжение сети переменного тока ниже, чем напряжение в звене постоянного тока, ни один из тиристоров не сработает. Позже в цикле линейное напряжение вполне может подняться достаточно высоко, но тиристор не «запомнит», что ранее он получил импульс запуска, поэтому он вообще никогда не сработает.

Мы справляемся с этим, генерируя не один импульс, а быструю серию импульсов в течение всего времени, в течение которого тиристор должен быть проводящим. Если первый импульс не запустит его, это сделает один из других. Этот метод «жесткого запуска» распространен в промышленных тиристорных приводах, но я никогда не видел самодельной схемы, которая бы это делала, поэтому я решил разработать ее.

Тиристорный привод с жестким срабатыванием

Эта схема основана на схеме «контроллера плавного пуска», которую я нашел в архивах EDN Mag. Он состоит из трех частей: источника питания, регулируемой задержки и генератора для генерации импульсов запуска. Два триммера, отмеченные (*), позволяют регулировать длину и частоту импульсов запуска в соответствии с вашими тиристорами и импульсным трансформатором. Они должны быть достаточно длинными, чтобы надежно запускать тиристоры, но не настолько длинными, чтобы насыщать импульсный трансформатор, а частота повторения должна быть достаточно низкой, чтобы сердечник импульсного трансформатора размагничивался между импульсами. Моя установка хорошо работала с импульсами 15 мкс при частоте повторения 4 кГц.

Единственным недостатком этой схемы является постоянное срабатывание обоих тиристоров. Тиристор с отрицательным анодным напряжением не сработает, но импульсы зажигания предположительно вызывают утечку большего тока, чем должен, или что-то в этом роде. Вы действительно должны определить, на каком тиристоре есть положительное напряжение, и «направить» импульсы только на этот. Что бы ни! Кажется, это работает нормально.

Эта схема хороша не только для управляемых выпрямителей. Вы можете использовать его для включения симистора, генератора переменного тока или пары тиристоров, соединенных друг с другом, для управления фазовым углом любой нагрузки переменного тока, даже таких ужасных, как трансформаторы и универсальные двигатели.

ПРИМЕЧАНИЕ Приведенные выше значения компонентов относятся к работе от сети с частотой 50 Гц. Для 60Гц нужно поменять резистор 91к на что-то чуть меньшее, иначе схема будет странно себя вести на минимальной мощности; он внезапно начнет запускать тиристоры на полную мощность каждые _other_ полупериода :-0

Прототип БП

Система была подключена для тестирования, как описано выше. Питание поступало от сети через вариатор 0–240 В 10 А и амперметр с подвижным железом (слева). Далее был сетевой дроссель (черный трансформатор с белыми обмотками). Цель этого состоит в том, чтобы расширить импульсы тока, отбираемые от линии, тем самым улучшая коэффициент мощности. Я использовал 60 витков на сердечнике трансформатора мощностью 150 ВА с воздушным зазором 1 мм, чтобы получить индуктивность около 1 мГн. Затем мощность проходит через трансформатор тока к тиристорному модулю (Semikron SKKT-9).2, содержащий два тиристора 92А 1600В). Тиристоры подключены к конденсаторам основного фильтра (каждый по 1200 мкФ) по схеме классического двухполупериодного удвоителя, поэтому схема теоретически должна выдавать вдвое большее пиковое линейное напряжение. Измерители с подвижной катушкой показывают выходное напряжение и ток постоянного тока. Выход постоянного тока был загружен последовательными пылесосом мощностью 1400 Вт и феном мощностью 1200 Вт (оба этих устройства успешно работают от постоянного тока).

Импульсы затвора, линейное напряжение и линейный ток

На приведенном выше рисунке показана схема, работающая с большой задержкой срабатывания, соответствующей выходному напряжению около 200 В. Вы можете видеть множественные импульсы затвора, а также то, как импульсы линейного тока уширяются сетевым дросселем. Однако вы можете заметить, что импульсы тока задерживаются как минимум на 60 градусов по отношению к напряжению, поэтому коэффициент мощности будет ужасным. Это не проблема: из-за того, как работает схема зарядки катушки Теслы, она не будет потреблять большой ток при низком напряжении постоянного тока, поэтому линейный ток переменного тока никогда не должен быть чрезмерным.

Ага!

Вот что он делает, когда угол поворота уменьшается (Великобритания: до 11), позволяя течь полной мощности. На выходе 590 В постоянного тока при 6 амперах, это очень много. В этих условиях линейный амперметр показывает среднеквадратичное значение 18 А, следовательно, коэффициент мощности равен 0,8. Это не идеально, но разумно для простого блока питания, сделанного из компонентов каменного века 🙂 Я также пробовал со снятым сетевым дросселем, и в этом случае PF падает до 0,61, поэтому дроссель должен что-то делать.