Угол открытия тиристора: принцип работы и применение в регуляторах мощности

alexxlabРазное
Что такое угол открытия тиристора. Как он влияет на регулировку мощности. Для чего используется в тиристорных регуляторах. Какие бывают способы управления углом открытия. Каковы преимущества фазового регулирования.

Содержание

Что такое угол открытия тиристора и как он работает

Угол открытия тиристора — это момент времени в течение полупериода переменного напряжения, когда на управляющий электрод тиристора подается импульс, открывающий его для протекания тока. Этот угол измеряется в электрических градусах от 0 до 180°.

Принцип работы заключается в следующем:

  • При угле 0° тиристор открывается в начале полупериода, пропуская весь ток
  • При угле 90° тиристор открывается в середине полупериода, пропуская половину тока
  • При угле 180° тиристор не открывается, ток не протекает

Таким образом, изменяя угол открытия, можно плавно регулировать среднее значение тока и мощность в нагрузке.

Применение угла открытия в тиристорных регуляторах мощности

Тиристорные регуляторы мощности широко используют принцип изменения угла открытия для управления различными нагрузками:


  • Электронагреватели
  • Электродвигатели
  • Осветительные приборы
  • Трансформаторы

Основные преимущества такого метода регулирования:

  • Плавное изменение мощности от 0 до 100%
  • Высокая точность регулирования
  • Быстродействие
  • Отсутствие движущихся частей

Способы управления углом открытия тиристоров

Существует несколько основных способов задания угла открытия в тиристорных регуляторах:

  1. Аналоговое управление — угол задается напряжением 0-10В или током 4-20мА
  2. Цифровое управление — угол задается цифровым кодом через интерфейс
  3. Ручное управление — угол изменяется потенциометром на лицевой панели
  4. Программное управление — угол меняется по заданной программе

Выбор способа зависит от конкретного применения и требований к системе регулирования.

Преимущества фазового регулирования мощности

Регулирование мощности за счет изменения угла открытия тиристоров (фазовое регулирование) имеет ряд важных преимуществ:

  • Высокая точность и плавность регулирования во всем диапазоне
  • Быстрый отклик системы на изменение управляющего сигнала
  • Возможность работы с различными типами нагрузок
  • Высокий КПД и низкие потери энергии
  • Простота интеграции в системы автоматизации

Это делает фазовое регулирование оптимальным для многих промышленных и бытовых применений.


Особенности применения тиристорных регуляторов с фазовым управлением

При использовании тиристорных регуляторов с фазовым управлением следует учитывать некоторые важные моменты:

  • Генерация высших гармоник тока в сеть питания
  • Возможные помехи в работе чувствительного оборудования
  • Необходимость применения сглаживающих фильтров в некоторых случаях
  • Ограничения по минимальному углу открытия (обычно 15-30°)

Правильный учет этих особенностей позволяет максимально эффективно использовать преимущества фазового регулирования мощности.

Типы нагрузок для тиристорных регуляторов с фазовым управлением

Тиристорные регуляторы с изменением угла открытия могут эффективно управлять различными типами нагрузок:

  • Резистивные нагрузки (нагреватели, лампы накаливания)
  • Индуктивные нагрузки (трансформаторы, двигатели)
  • Емкостные нагрузки (конденсаторные батареи)
  • Смешанные нагрузки

Однако для каждого типа нагрузки требуется правильный подбор параметров регулирования и защиты.

Сравнение фазового и других методов регулирования мощности

Фазовое регулирование за счет изменения угла открытия тиристоров имеет как преимущества, так и недостатки по сравнению с другими методами:


МетодПреимуществаНедостатки
Фазовое регулирование — Высокая точность
— Быстродействие
— Плавность регулирования		 — Генерация гармоник
— Возможные помехи
Широтно-импульсная модуляция — Низкий уровень помех
— Высокий КПД		 — Сложность реализации
— Ограниченная мощность
Ступенчатое регулирование — Простота
— Надежность		 — Низкая точность
— Ступенчатость регулирования

Выбор оптимального метода зависит от конкретного применения и требований к системе управления.

Перспективы развития тиристорных регуляторов с фазовым управлением

Несмотря на появление новых технологий, тиристорные регуляторы с изменением угла открытия продолжают активно развиваться:

  • Повышение быстродействия и точности регулирования
  • Снижение уровня генерируемых гармоник
  • Интеграция интеллектуальных алгоритмов управления
  • Развитие цифровых интерфейсов и возможностей удаленного управления
  • Применение новых полупроводниковых технологий

Это позволяет расширять сферы применения тиристорных регуляторов и повышать их эффективность.



Угол — открытие — тиристор

Cтраница 1

Угол открытия тиристоров задается узлом ФДТ.  [1]

Принципиальная схема системы автоматического управления скоростью вращения вала тиристорного асинхронного электродвигателя с фазовым управлением.  [2]

Угол открытия тиристоров полностью определяется величиной управляющего напряжения [ / у на входе в систему импульсно-фазового управления СИФУ.  [3]

Однополупериодный выпрямитель 12 управляемый: изменяя угол открытия тиристора, вводим корректирующий сигнал, устраняющий погрешность неполной стабилизации напряжения. Подстроенными сопротивлениями 9, 11 регулируется соотношение сигналов регулирования с коррекцией и без коррекции напряжения. Диод 13 устанавливается для замыкания тока, протекающего в обмотке возбуждения во время паузы питающего напряжения.  [4]

Ранее было показано, что для формирования переходных процессов угол открытия тиристоров следует изменить во времени по экспоненциальному закону.  [5]

Рассмотренные характеристики Mpf ( s) при const являются основой для исследования и построения механических характеристик управляемого тиристорами асинхронного двигателя во всех режимах, так как при фазовом управлении тиристорным электроприводом угол открытия тиристоров

является параметром управления, изменяя который, можно реализовать необходимые пуско-тормозные и регулировочные режимы в разомкнутых и замкнутых системах управления.  [6]

Зависимость угла смещения от угла открытия тиристоров для.  [7]

Как следует из графиков на рис. 3.34, наибольшие смещения 1 -и гармоники имеют место в области номинального скольжения ( со coHoNi) — Изменение смещения 1 — й гармоники в зависимости от скорости объясняется эффектом изменения угла нагрузки двигателя и соответствующим смещением зоны нечувствительности преобразователя, в которой угол открытия тиристоров меньше угла нагрузки двигателя. Так как при номинальной скорости двигатель имеет угол нагрузки, близкий к минимальному, и, следовательно, преобразователь в этой области обладает минимальной зоной нечувствительности, то и смещение 1 — й гармоники при регулировании угла открытия тиристоров наступает раньше. Из-за того, что смещение 1 — й гармоники напряжения определяется углом нагрузки двигателя, полный угол системы будет равен сумме углов нагрузки двигателя и смещения 1 — й гармоники напряжения статора.  [8]

Функциональная структурная схема ( аУ скоростью вращения вала вентильного электродвигателя постоянного тока.| Структурная схема САУ скоростью вращения вала вентильного электродвигателя постоянного тока.  [9]

С выхода корректирующего звена напряжение / 7к поступает на вход усилителя постоянного тока на транзисторах. В зависимости от значения управляющего напряжения Uy система импульсно-фазового управления изменяет угол открытия тиристоров А, что приводит к изменению силы тока в якоре электродвигателя / н и в конечном итоге — к изменению скорости вращения вала двигателя.

Причем коммутация САУ осуществляется таким образом, что при уменьшении напряжения ошибки ток в якоре и, следовательно, скорость вращения возрастают, и, наоборот, при увеличении управляющего напряжения скорость вращения уменьшается.  [10]

Более экономичными и менее инерционными являются стабилизаторы переменного напряжения на мощных полупроводниковых управляемых приборах, например тиристорах. Такие стабилизаторы в настоящее время разрабатываются и для целей релейной защиты. Управление стабилизатором осуществляется малоинерционной схемой, изменяющей угол открытия тиристора в зависимости от вели-чины напряжения на входе и на выходе.  [11]

Функциональная структурная схема САУ скоростью вращения вала вентильного электродвигателя постоянного тока.| Структурная схема САУ скоростью вращения вала вентильного электродвигателя постоянного тока.  [12]

С выхода корректирующего звена напряжение UK поступает па вход усилителя постоянного тока на транзисторах. Величина и знак напряжения на выходе с усилителя Uy зависит в конечном итоге от величины и знака напряжения ошибки U… В зависимости от значения управляющего напряжения Uy система импульсно-фазового управления изменяет угол открытия тиристоров А, что приводит к изменению силы тока в якоре электродвигателя / н и в конечном итоге — к изменению скорости вращения вала двигателя. Причем коммутация САУ осуществляется таким образом, что при уменьшении напряжения ошибки ток в якоре и, следовательно, скорость вращения возрастают, и, наоборот, при увеличении управляющего напряжения скорость вращения уменьшается.  [13]

Схема управления тиристором с помощью однополупериодного магнитного усилителя.  [14]

При ненасыщенном сердечнике индуктивное сопротивление рабочей обмотки во много раз превышает сопротивление балластного резистора R2, поэтому напряжение на R2 мало. С помощью управляющей обмотки wy магнитного усилителя изменяется момент насыщения сердечника и, таким образом, регулируется фаза сигнала управления, т. е. изменяется угол открытия тиристора.  [15]

Страницы:      1    2

Тиристорный регулятор ТРМ-1М-180

НАЗНАЧЕНИЕ

Тиристорный регулятор мощности ТРМ-1М-180 (далее Устройство) предназначен для плавной регулировки мощности нагрузки. В основном устройство применяется для регулировки мощности активной нагрузки (тэны, инфракрасные нагреватели и т.д.). Допускается использование для регулировки мощности трансформаторов. Не рекомендовано использование для регулировки мощности систем освещения.

ПРИНЦИП РАБОТЫ УСТРОЙСТВА

Устройство осуществляет регулировку мощности с помощью двух включенных встречно-параллельно тиристоров, за счет чего достигается регулировка в двух полупериодах колебаний напряжения питания. Устройство имеет пять способов управления тиристорным блоком.

Числоимпульсный способ регулировки мощности. Тиристоры включаются на весь период колебания напряжения в момент его перехода через ноль. Регулировка мощности нагрузки осуществляется числом периодов активного состояния тиристоров в течении 2-х секунд (1 активный полупериод — 1% мощности, 10 — 10%; и т.д.). Алгоритмы управления тиристорами осуществляют равномерное распределение активных периодов по отношению к общему количеству.

Изменение фазового угла открытия тиристоров. В зависимости от выбранного значения мощности нагрузки тиристоры открываются на определенный угол (100% мощности — 180 градусов открытия каждого из тиристоров). Особенности функционирования тиристорного блока не позволяют осуществлять открытие тиристора менее чем на 10 градусов. Для реализации регулировки мощности нагрузки в диапазоне от 1 до 6 % тиристорные регуляторы мощности имеют функцию имитации малых углов открытия тиристоров LAP — Low Angle Phase (активируется в настройках Устройства, по умолчанию выключена). Данная функция осуществляет комбинацию минимального угла открытия тиристоров и числоимпульсного способа регулировки мощности (открытие тиристоров на минимальный угол осуществляется не на каждом периоде).

Пакетный способ регулировки мощности (возможно использование индуктивной нагрузки). Устройство осуществляет открытие тиристоров на определенное число периодов, формируя «пакет» с длительностью пропорционально установленной мощности нагрузки. Число периодов в течении которых тиристоры остаются открытыми определяется по формуле: N=TxP/100 Где:

N — число активных периодов;

Т — заданное число периодов в течении которых осуществляется регулировка мощности (устанавливается в настройках в диапазоне от 25 до 999).

P — установленное значение мощности нагрузки в %.

Для использования Устройства с индуктивной нагрузкой в настройках необходимо установить величину задержки угла открытия тиристоров с целью исключения бросков тока. Угол задержки открытия тиристоров устанавливается в диапазоне от 0 до 90 градусов (в зависимости от типа нагрузки).

Пакетный способ регулировки мощности с возможностью плавного пуска. Устройство осуществляет функционирование аналогично пакетному способу регулировки мощности. Но в данном режиме в настройках Устройства можно задать количество периодов, в течении которых, при формировании пакета, будет осуществляется плавный набор мощности от 0 до 100%. Например в настройках устройства задан уровень мощности 50% при числе заданных периодов 100 и количестве периодов разогрева 25. В данном случае Устройство с 1 по 25 период произведет плавное увеличение мощности от 0 до 100% путем регулировки угла открытия тиристоров, а затем мощность в течении 38 периодов будет удерживаться на уровне 100% (25 периодов разогрева учитываются как 12 периодов с мощностью 100%), после чего Устройство отключит нагрузку от сети на 37 периодов и цикл повторится. Таким образом с учетом разогрева нагрузки в пакете будет обеспечена средняя мощность на нагрузке в размере 50%.

Пакетный способ регулировки мощности с однократным плавным пуском. Устройство осуществляет функционирование аналогично пакетному способу регулировки мощности. Но в данном режиме в настройках Устройства можно задать время первого разогрева нагрузки (от 1 до 999 секунд), в течении которого будет осуществлен плавный набор мощности от 0 до 100%. После чего Устройство продолжит регулировку мощности нагрузки пакетным способом. Например в настройках устройства задан уровень мощности 50% при числе заданных периодов 100 и времени разогрева 10 секунд. В данном случае Устройство осуществит плавное увеличение мощности от 0 до 100% путем регулировки угла открытия тиристоров в течении 10 секунд, Затем с 1 по 50 период мощность будет удерживаться на уровне 100%, на 50 периодов тиристоры будут закрыты. После чего цикл формирования пакета повторится, но уже без разогрева нагрузки, то есть в течении 50 периодов будет выдаваться 100% мощности.

Управление Устройством возможно осуществлять несколькими способами

Управление уровнем выходной мощности органами управления непосредственно на лицевой стороне Устройства. Уровень выходной мощности задается кнопками «+» и «-«. Текущее значение уровня выходной мощности индицируется на цифровом дисплее в процентах от максимальной.

Управление уровнем выходной мощности выносным потенциометром. Устройство позволяет осуществлять регулировку уровня выходной мощности с помощью потенциометров. Для этого необходимо осуществить подключение потенциометра между клеммами «+5В» и «Общ.» разъема управления, а выход подвижного контакта в «входу №2». Рекомендуется применять потенциометр с сопротивлением от 1 до 47 кОм, с максимально близким расположением к Устройству. Если в процессе регулировки мощности возникают сбои в работе Устройства, то необходимо уменьшить длину проводов или уменьшить номинал потенциометра (но нижняя граница сопротивления должна быть не менее 1 кОм). 100% уровню выходной мощности соответствует верхнее по схеме подключения положение движка, минимальной — нижнее. Текущее значение уровня выходной мощности индицируется на цифровом дисплее в процентах от максимальной.

Управление уровнем выходной мощности с помощью внешних сигналов от датчиков (контроллеров). Устройство позволяет осуществлять регулировку уровня выходной мощности с помощью внешних устройств. Для этого предусмотрено два входа управления. Вход №1 с напряжением сигнала управления от 0 до 10 В. и вход № 2 с напряжением сигнала управления от 0 до 5 В. (не допускается подача на вход №2 сигнала управления более 5,5В). Калибровка уровней сигнала управления, соответствующих минимальной и максимальной выходной мощности осуществляется в настройках Устройства. Текущее значение уровня выходной мощности индицируется на цифровом дисплее в процентах от максимальной.

Управление по принципу «Stand-by» (по сигналу от сухого контакта). В данном случае Устройство, при получении сигнала на включение, осуществляет вывод нагрузки на заданный уровень мощности и осуществляет его поддержание до момента снятия управляющего сигнала (размыкания сухого контакта).

Устройство имеет возможность индикации на внешние цепи как аварийных состояний, так и достижения максимальной выходной мощности, посредством встроенного исполнительного реле (параметры работы реле устанавливаются в настройках Устройства). Защита о перегрузок и коротких замыканий осуществляется быстродействующим предохранителем.

ВНИМАНИЕ: Устройство не заменяет частотные преобразователи и использовать их для управления электродвигателями нельзя.

ВНИМАНИЕ: Устройство не предназначено для работы на постоянном токе.

ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

  • Номинальный ток нагрузки 180А;
  • Диапазон напряжения питания нагрузки AC100-480В;
  • Напряжение питания схемы управления AC180-250В
  • 5 режимов регулировки мощности нагрузки;
  • Индикаторы режима работы и состояния Устройства;
  • Возможность дистанционного управления;
  • Автоматическое отключение при аварийных ситуациях;
  • Защита от перегрузки и коротких замыканий быстродействующим предохранителем.

КОНСТРУКЦИЯ УСТРОЙСТВА

Устройство представляет собой корпус-охладитель блока тиристоров, объединенный с платой управления и органами управления, расположенными на лицевой стороне (кнопки настройки устройства, цифровой сегментированный дисплей, разъем для подключения напряжения питания и внешних устройств управления и светодиодный индикатор состояния Устройства). Корпус-охладитель в основании имеет 4 отверстия для крепления Устройства на ровную поверхность. Заземление корпуса Устройства обязательно.

УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Устройство обеспечивает заданные режимы функционирования при соблюдении следующих условий:

  • Окружающая среда – взрывобезопасная, не содержащая пыли в количестве, нарушающем работу устройства, а также агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию;
  • Допускается вибрация мест крепления с частотой от 1 до 100Гц с ускорением не более 9,8 м/с2;
  • Отсутствие электромагнитных полей, создаваемых проводом с импульсным током амплитудой более 100А, расположенным на расстоянии менее 10 мм от корпуса устройства;
  • Устройство устойчиво к воздействию помех степени жёсткости 3 в соответствии с требованиям ГОСТ Р 51317. 4.1-2000, ГОСТ Р 51317.4.4-99, ГОСТ Р 51317.4.5-99;
  • Конденсация влаги на поверхности изделия не допускается;
  • Высота над уровнем моря не более 2000 м.
  • При температуре окружающего воздуха выше плюс 35°С необходимо учитывать запас по току (см. паспорт стр.8 рис. 10)

СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ


Подключение однофазной нагрузки
Подключение трехфазной нагрузки по схеме треугольникПодключение трехфазной нагрузки по схеме звезда с рабочей нейтралью

Рекомендовано использование контакторов аварийной защиты. Подключение входа синхронизация и соблюдение направления подключения Устройства обязательны!

ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ

Дополнительную информацию о параметрах и режимах работы устройства Вы можете найти в паспорте изделия (вкладка «файлы»).

Бренд

Меандр

Максимальное напряжение в нагрузке

АС480В

Максимальное напряжение в нагрузке

АС480В

Вес

5 кг.

Бренд

Найти похожие Меандр

Найти похожие

Паспорт (trm-1m.pdf, 1,831 Kb) [Скачать]

Работает ли тиристорный регулятор на индуктивную нагрузку?

Регуляторы мощности с фазовым управлением тиристоров штатно работают с трансформаторной / индуктивной нагрузкой.

На какое напряжение расчитаны регуляторы мощности?

Базовое напряжение в нагрузке практически у всех видов регуляторов мощности составляет АС200-480В. А это значит имеется возможность подключить нагрузку работающую как с линейным стандартным напряжением АС400В (380В), так и с фазным АС230В (220В).

Где и как можно приобрести быстродействующие предохранители для ТРМ?

Приобрести запасные предохранители возможно у нас. Стоимость и наличие предохранителей указана на нашем сайте в разделе аксессуары к регуляторам.

Что делать с продукцией требующей ремонта?

Так как мы являемся официальными представителями производителей регуляторов мощности разных брендов. Мы имеем возможность осуществить гарантийный и не гарантийный ремонт с использованием только оригинальных запчастей и с полной проверкой на работоспособность устройства после ремонта.

Неисправную продукцию (по мнению пользователя) нужно отправить или передать нам с рекламацией на диагностику. Адрес получателя указан в разделе контакты.

Максимальный срок диагностики с момента получения нами устройства от пользователя составляет 5 рабочих дней. После согласования с пользователем производится ремонт, срок ремонта зависит от наличия запчастей и характера неисправности.

С более подробной информацией вы можете ознакомиться на отдельной странице.

Где находится ваш склад и пункт выдачи товара?

196240, г. Санкт-Петербург, 5-й Предпортовый проезд, д.1 (вход со двора) — здесь можно заказать, оплатить, получить и сдать в ремонт (сервис центр) продукцию.

Выдача продукции осуществляется в будние дни с пн по пт с 09:00 до 18:00.

Есть ли  регуляторы мощности Российского производства?

На нашем сайте представлены регуляторы Российского производства ТРМ компании МЕАНДР.

Цены на сайте указаны с НДС?

Да

С кем я могу проконсультироваться по техническому вопросу?

С нашими техническими специалистами, по телефону +7(800)100-4220, доб. 160 или +7(800)550- 9738 бесплатные по России. Также можно задать вопрос по электронной почте [email protected]

У Вас есть сертификат на регулятор мощности?

Необходимые актуальные сертификаты всегда прилагаются при отгрузке.

тиристорные регуляторы мощности

Регуляторы мощности ТРИД Т91, ТРИД Т93, ТРИД Т93F

Регуляторы мощности ТРИД предназначены для фазового управления мощностью в резистивной, индуктивной или слабоиндуктивной однофазной либо трехфазной нагрузке с номинальным током от 20 до 180 А. Фазовое управление мощностью заключается в изменении угла (момента) открытия выходного управляющего элемента относительно фазы напряжения, подаваемого на нагрузку. Сдвиг угла открытия выходных управляющих элементов в сторону начала полупериода сетевой частоты соответствует увеличению мощности, отдаваемой в нагрузку. Сдвиг угла открытия в сторону окончания полупериода соответствует уменьшению мощности. Выходные управляющие элементы выполнены в виде двух встречных тиристоров, размещённых на общей подложке (SCR-выход) и изготовлены по технологии DCB (direct copper bonding – прямое соединение керамической подложки с медью). Эта технология обеспечивает повышенную устойчивость к изменениям температуры выходных элементов во время работы, что увеличивает надёжность устройства в целом. Управление регулятором мощности ТРИД осуществляется стандартными сигналами постоянного тока 4 — 20 мА или постоянного напряжения 0 — 5В или 0 — 10В.

Технические характеристики

Нагрузка ТРИД Т91

однофазная резистивная или слабоиндуктивная

Нагрузка ТРИД Т93

трехфазная резистивная или слабоиндуктивная

Нагрузка ТРИД Т93F

трехфазная резистивная или индуктивная

Метод управления

Фазовое управление

Управляющий сигнал

4-20 мA или 0-5 В, 0-10 В

Коммутируемое напряжение

ТРИД Т91 230 В (АС)/400 В (АС)

Коммутируемое напряжение

ТРИД Т93 3 х 230 В (АС)/3 х 400 В (АС)

Коммутируемое напряжение

ТРИД Т93F 3 х 230 В (АС)/3 х 400 В (АС)

Максимальный ток утечки в состоянии: Выкл.

≤10 мA

Время отклика на входной сигнал

15 мс

Диапазон рабочих температур

-20°С…+70°С

Температура кристалла

≤125°С

Масса 20, 30, 50 А 75,100 А 120,150,180 А

2,2 кг 4,1 кг 4,5 кг

Модели
ТРИД Т91		Модели
ТРИД Т93		Модели
ТРИД Т93F		Номинальный ток нагрузки, АКоммутируемое напряжение, В (АС)
однофазныетрехфазные
Т91/23/хх/20Т93/23/хх/20Т93F/23/хх/20202303 х 230
Т91/40/хх/20Т93/40/хх/20Т93F/40/хх/20204003 х 400
Т91/23/хх/30Т93/23/хх/30Т93F/23/хх/30302303 х 230
Т91/40/хх/30Т93/40/хх/30Т93F/40/хх/30304003 х 400
Т91/23/хх/50Т93/23/хх/50Т93F/23/хх/50502303 х 230
Т91/40/хх/50Т93/40/хх/50Т93F/40/хх/50504003 х 400
Т91/23/хх/75Т93/23/хх/75Т93F/23/хх/75752303 х 230
Т91/40/хх/75Т93/40/хх/75Т93F/40/хх/75754003 х 400
Т91/23/хх/100Т93/23/хх/100Т93F/23/хх/1001002303 х 230
Т91/40/хх/100Т93/40/хх/100Т93F/40/хх/1001004003 х 400
Т91/23/хх/120Т93/23/хх/120Т93F/23/хх/1201202303 х 230
Т91/40/хх/120Т93/40/хх/120Т93F/40/хх/1201204003 х 400
Т91/23/хх/150Т93/23/хх/150Т93F/23/хх/1501502303 х 230
Т91/40/хх/150Т93/40/хх/150Т93F/40/хх/1501504003 х 400
Т91/23/хх/180Т93/23/хх/180Т93F/23/хх/1801802303 х 230
Т91/40/хх/180Т93/40/хх/180Т93F/40/хх/1801804003 х 400

Отраслевое применение

Регулятор мощности на симисторе (тиристоре) используется для работы в составе автоматизированных систем совместно с различным оборудованием:

  • Электрические печи и сушильные установки — промышленные печи различного типа, плавильные агрегаты, печи для закалки в солевых ваннах.
  • Агрегаты и экструзивные прессы для пластмасс, устройств проветривания и смешения, точечной и шовной сварки.
  • Установки сушки инфракрасным и ультрафиолетовым излучением, ковши для плавки стекла и нагрева, печи для формовки стекла.
  • Системы автоматического регулирования температуры в различных электронагревательных установках.
  • Плавный пуск осветительных ламп и управление освещением.
  • Управление инфракрасными нагревателями, электродвигателями и многое другое.

 

Однофазные регуляторы мощности ТРМ-1М

30, 45, 60, 80, 100А

125А

150А

180, 230А

300А

380, 450, 580, 720А

ТРМ-1-30  
 


 

НАЗНАЧЕНИЕ РЕГУЛЯТОРА МОЩНОСТИ

 Тиристорные регуляторы (далее по тексту – регуляторы) предназначены для плавной регулировки мощности ламп, нагревателей и некоторых других типов нагрузок. Контроллер температуры в сочетании с регулятором позволяет осуществлять поддержание температуры объекта с высокой точностью. Имеется также возможность подключения внешнего ручного управления или внешней корректировки установленных параметров управления.
 Области применения: металлургия, пищевая промышленность, сушка, экструзия, термообработка и плавка стекла, инфракрасное оборудование, полупроводники, нефтехимия и т.д.
 Регуляторы ТРМ-1М и ТРМ-1 могут управляться вручную с помощью потенциометра, а так же от любого устройства управления: постоянным напряжением 0-10В (0-5В) или током 0-20мА (4-20мА), например контроллера температуры.

ПРИНЦИП РАБОТЫ

 Тиристор — это полупроводниковый прибор. Он может находиться в одном из двух состояний: в открытом или закрытом. При подаче управляющего сигнала тиристор может пропускать ток от анода к катоду.
 Тиристор может открываться управляющим сигналом в любой момент времени. Если ток через тиристор больше тока защёлкивания, он будет оставаться открытым, пока ток проходящий через него больше тока удержания.
 Блок тиристоров состоит из двух тиристоров, включённых встречно-параллельно. Каждый тиристор пропускает ток только в одном направлении, то есть только положительные или отрицательные полупериоды тока.

 В режиме максимальной мощности (тиристоры открыты полностью) работа тиристорного блока выглядит так:

 В режиме 50% мощности (тиристоры открыты на середине полупериода) работа тиристорного блока выглядит так (режим Phase Angle):

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕГУЛЯТОРОВ МОЩНОСТИ ТРМ-1М

Напряжение питания схемы управления

180-250В, 45-65Гц

Напряжение питания нагрузки

100-480В, 50-60Гц

Максимальное значение тока в нагрузке

30-720А

Минимальный ток нагрузки, не менее1% (от Iном)

Способы регулирования мощности в нагрузке

Изменением угла (фазы) открывания тиристора (Phase Angle)

Числоимпульсный способ управления — включение тиристоров при переходе напряжения через ноль (Zero Crossing)

Пакетный способ управления

Пакетный способ управления с режимом плавного пуска «разогрева»

Пакетный способ управления с режимом однократного плавного пуска «разогрева»

Входные управляющие воздействия

Вход разрешения работы «ПУСК»

Cухой контакт или открытый коллектор NPN-транзистора

     Вход управления 1

Входное напряжение управления

0-5В/0-10В (выбирается в меню)

Линейность характеристики не хуже (от максимального значения напряжения управления)2%
Стабильность характеристики не хуже (от максимального значения напряжения управления)2%

Максимальное допустимое входное напряжение

11В

Входной ток управления

0-20мА/4-20мА (выбирается в меню)

Максимально допустимый входной ток

40мА

     Вход управления 2

Входное напряжение управления

0-5В

Максимальное допустимое входное напряжение

5,5В

     Выход

Встроенное реле

1 переключающая группа

Максимальное коммутируемое напряжение (АС1)

АС250В

Максимальное коммутируемый ток (АС1) АС250В

5А

Прочие

Габаритные и установочные размеры

см. таблицу ниже

Устойчивость к воздействию пачек импульсов в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51317.4.4-99

Степень жёсткости 3 (2кВ/5кГц)

Устойчивость к воздействию импульсов большой энергии в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51317.4.5-99

Степень жёсткости 3 (2кВ)

Степень защиты (по передней панели/по клеммам подключения)

IP00/IP00

Максимальное напряжение изоляции2500В/1мин

Климатическое исполнение

УХЛ4

Диапазон рабочих температур

-25…+550С*

Масса (по исполнениям)

ТРМ-1М-30, ТРМ-1М-45, ТРМ-1М-60, ТРМ-1М-80

1,8кг

ТРМ-1М-1002кг
ТРМ-1М-1252,8кг
ТРМ-1М-1503кг
ТРМ-1М-1803,3кг
ТРМ-1М-2308,3кг
ТРМ-1М-300, ТРМ-1М-3808,6кг
ТРМ-1М-45013кг
ТРМ-1М-58016кг
ТРМ-1М-720 

Режим работы

круглосуточный

Энергопотребление платы питания

не более 2Вт

Энергопотребление вентилятора (на тиристорных регуляторах с номинальным током 100А и выше)

Вентилятор 80мм

Не более 14Вт

Вентилятор 120мм

Не более 20Вт

Удельное тепловыделение

1,5Вт/А

 

 

Усилие затяжки сигнальных клемм и клемм питания регулятора

0,4-0,6Н*м

Усилие затяжки винтов крепления предохранителя

Модели с номинальным током до 100А включительно

3Н*м

Модели с номинальным током свыше 100А

5Н*м

Усилие затяжки винтов силового ввода

Винт М6

2,5-4Н*м

Винт М8

5-8Н*м

Винт М10

7-10Н*м

Уровень шума вентиляторов

Вентилятор 80мм

32Дб

Вентилятор 120мм

50Дб

Способ управления тиристором

статический

* При температуре выше +350C требуется запас по току

В ТРМ-1М и ТРМ-1 реализовано пять способов регулировки мощности

Изменением фазового угла (фазы) открывания тиристора.

 

 Регулировка мощности изменением угла (фазы) открывания тиристора

 (Phase Angle) – мощность в нагрузке пропорциональна времени открытого состояния тиристора внутри полупериода сетевого напряжения.

 Имеется функция линеаризации. Она позволяет линейно изменять напряжение или U2 (мощность при постоянном сопротивлении нагрузки) на нагрузке.

 

 Режим работы регулятора при сверхмалых нагрузках (от 1 до 6%). Функция LAP включена по умолчанию.

Числоимпульсный способ управления.

 

 Тиристор включается в момент перехода через ноль сетевого напряжения (Zero Crossing) на весь период. Мощность в нагрузке пропорциональна соотношению числа периодов во включённом и выключенном состоянии.

Пакетный способ управления индуктивной нагрузкой.

 

 Тиристор открывается с заданной задержкой включения – DT (Delay Triggering) и удерживается открытым в течении числа периодов пропорционально заданной мощности. Мощность в нагрузке определяется числом периодов «N» во включённом состоянии за определённое количество периодов «T».

 При этом N = T * P/100,

 где Т-количество периодов,

 Р — мощность в %.

 Данный способ позволяет компенсировать броски тока при коммутации индуктивной нагрузки.

 Упреждение DT задаётся пользователем – см. пункт 13.3 паспорта, параметр — 

Пакетный способ управления с режимом плавного пуска «разогрева».

 

 В начале каждой пачки периодов выходная мощность плавно нарастает от 0 до 100% (режим Phase Angle). Затем выдаётся 100% мощности в течении заданного числа периодов.

 Мощность на выходе пропорциональна соотношению длительности пачек периодов и периода следования пачек.

 P= T/N

 где Т — количество периодов,

 N = n+d

 где n – периоды плавного запуска,

 d – периоды полного открытия.

Пакетный способ управления с режимом однократного плавного пуска «разогрева».

 

 Перед выдачей первой пачки периодов выходная мощность плавно нарастает от 0 до 100% (режим Phase Angle). Затем пачки периодов выдаются без разгона, в начале пачки тиристор открывается в момент перехода напряжения через ноль и удерживается открытым в течении числа периодов пропорционально заданной мощности.

 Способ управления задается пользователем.

 

Двухфазные регуляторы мощности ТРМ-2М

30, 45А

60, 80, 100А

125А

  • Только числоимпульсный способ управления тиристорами
  • Широкий диапазон напряжения питания нагрузки — AC(180…480)В и частоты — 50. ..60Гц
  • Встроенные быстродействующие предохранители для защиты тиристоров
  • Линеаризация зависимости выходного напряжения или мощности от входного сигнала
  • Управление — ток 4…20мА или 0…20мА, напряжение DC(0…5)В, DC(0…10)В, RS-485, переменный резистор или с панели управления
  • Обнаружение и индикация причин аварии (обрыва фазы, перегрева регулятора и выхода частоты сети за допустимые пределы, определение перегорания предохранителя) и возможность подключения внешнего аварийного сигнализатора «Авария» к контактам реле. При обнаружении ошибки регулятор отключает нагрузку.

В ТРМ-2М реализован числоимпульсный способ управления

 Тиристор включается в момент перехода через ноль сетевого напряжения (Zero Crossing) на весь период. Мощность в нагрузке пропорциональна соотношению числа периодов во включённом и выключенном состоянии.

Тиристорные регуляторы мощности ТРМ-2М работают только в числоимпульсном режиме. В этом режиме на нагрузку поступают ТОЛЬКО целые периоды напряжения сети. Количество периодов и пауз между ними определяют мощность, выделяемую на нагрузке. Под воздействием входного сигнала изменяется соотношение между импульсами напряжения и пауз в диапазоне от 0 до 100%. Благодаря числоимпульсному режиму управления мощностью полностью отсутствуют коммутационные помехи в сети.

 Двухфазная коммутация нагрузки на треть снижает мощность потерь на регуляторе, а также цену регулятора.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРМ-2М

Напряжение питания схемы управления

180-250В, 45-65Гц

Напряжение питания нагрузки

100-480В, 50-60Гц

Максимальное значение тока в нагрузке

30-720А

Числоимпульсный способ управления — включение тиристоров при переходе напряжения через ноль (Zero Crossing)

Входные управляющие воздействия

Вход разрешения работы «ПУСК»

Сухой контакт или открытый коллектор NPN-транзистора

    Вход управления 1

Входное напряжение управления

0-5В/0-10В (выбирается в меню)

Максимальное допустимое входное напряжение

11В

Входной ток управления

0-20мА/4-20мА (выбирается в меню)

Максимально допустимый входной ток

40мА

    Вход управления 2

Входное напряжение управления

0-5В

Максимальное допустимое входное напряжение

5,5В

    Выходы

Встроенное реле

1 переключающая группа

Максимальное коммутируемое напряжение (АС1)

АС250В

Максимальное коммутируемый ток (АС1) АС250В

5А

Прочие

Устойчивость к воздействию пачек импульсов в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51317. 4.4-99

Степень жёсткости 3 (2кВ/5кГц)

Устойчивость к воздействию импульсов большой энергии в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51317.4.5-99

Степень жёсткости 3 (2кВ)

Максимальное напряжение изоляции2500В/1мин

Степень защиты по передней панели/по клеммам подключения

IP00/IP00

Климатическое исполнение

УХЛ4

Диапазон рабочих температур

-25…+550С*

Высота над уровнем моря

1000м

Режим работы

круглосуточный

Энергопотребление платы питания

Не более 2Вт

Масса (по исполнениям)
ТРМ-2М-302кг
ТРМ-2М-452,2кг
ТРМ-2М-602,5кг
ТРМ-2М-1253,5кг
ТРМ-2М-1809,7кг
ТРМ-2М-23010кг

Энергопотребление вентилятора (на тиристорных регуляторах с номинальным током 100А и выше)

80мм

Не более 14Вт

120мм

Не более 20Вт

Удельное тепловыделение

3Вт/А

 

 

Усилие затяжки сигнальных клемм и клемм питания регулятора

0,4 — 0,6Н*м

Усилие затяжки винтов крепления предохранителя

Модели с номинальным током до 100А включительно

3Н*м

Модели с номинальным током свыше 100А

5Н*м

Усилие затяжки винтов силового ввода

Винт М6

2,5 — 4Н*м

Винт М8

5 — 8Н*м

Винт М10

7 — 10Н*м

Уровень шума вентиляторов

Вентилятор 80мм

32Дб

Вентилятор 120мм

50Дб

  

Способ управление тиристором

статический

* При температуре выше +350C требуется запас по току

Трехфазные регуляторы мощности ТРМ-3М

30А

45А

60, 80А

100А125, 150А300, 380А
450А580А720А
  • 5 способов управления тиристорами (выбирается пользователем)
  • Широкий диапазон напряжения питания нагрузки — AC(180…480)В и частоты — 50. ..60Гц
  • Встроенные быстродействующие предохранители для защиты тиристоров
  • Линеаризация зависимости выходного напряжения или мощности от входного сигнала
  • Управление — ток 4…20мА или 0…20мА, напряжение DC(0…5)В, DC(0…10)В, RS-485, переменный резистор или с панели управления
  • Обнаружение и индикация причин аварии (обрыва фазы, перегрева регулятора и выхода частоты сети за допустимые пределы, определение перегорания предохранителя) и возможность подключения внешнего аварийного сигнализатора «Авария» к контактам реле. При обнаружении ошибки регулятор отключает нагрузку.

НАЗНАЧЕНИЕ РЕГУЛЯТОРА МОЩНОСТИ

 Тиристорные регуляторы предназначены для плавной регулировки мощности ламп, нагревателей и некоторых других типов нагрузок. Контроллер температуры в сочетании с регулятором позволяет осуществлять поддержание температуры объекта с высокой точностью. Имеется также возможность подключения внешнего ручного управления или внешней корректировки установленных параметров управления.
 Области применения: металлургия, пищевая промышленность, сушка, экструзия, термообработка и плавка стекла, инфракрасное оборудование, полупроводники, нефтехимия и т.д.
 Регуляторы ТРМ-3М могут управляться вручную с помощью потенциометра, а также от любого устройства управления: постоянным напряжением 0-10В, 0-5В или током 0-20мА, 4-20мА, например, от контроллера температуры. Выпускается модификация с управлением через интерфейс RS-485 по протоколу Modbus RTU.

ПРИНЦИП РАБОТЫ

 Тиристор — это полупроводниковый прибор. Он может находиться в одном из двух состояний: в открытом или закрытом. При подаче управляющего сигнала тиристор может пропускать ток от анода к катоду.
 Тиристор может открываться управляющим сигналом в любой момент времени. Если ток через тиристор больше тока защёлкивания, он будет оставаться открытым, пока ток проходящий через него больше тока удержания.
 Блок тиристоров состоит из двух тиристоров, включённых встречно-параллельно. Каждый тиристор пропускает ток только в одном направлении, то есть только положительные или отрицательные полупериоды тока.

 В режиме максимальной мощности (тиристоры открыты полностью) работа тиристорного блока выглядит так:

 В режиме 50% мощности (тиристоры открыты на середине полупериода) работа тиристорного блока выглядит так (режим Phase Angle):

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕГУЛЯТОРОВ МОЩНОСТИ ТРМ-3М

Напряжение питания схемы управления

180-250В, 45-65Гц

Напряжение питания нагрузки

100-480В, 50-60Гц

Максимальное значение тока в нагрузке

30-720А

Минимальный ток нагрузки, не менее1% (от Iном)

Способы регулирования мощности в нагрузке

Изменением угла (фазы) открывания тиристора (Phase Angle)

Числоимпульсный способ управления — включение тиристоров при переходе напряжения через ноль (Zero Crossing)

Пакетный способ управления

Пакетный способ управления с режимом плавного пуска «разогрева»

Пакетный способ управления с режимом однократного плавного пуска «разогрева»

Входные управляющие воздействия

Вход разрешения работы «ПУСК»

Cухой контакт или открытый коллектор NPN-транзистора

     Вход управления 1

Входное напряжение управления

0-5В/0-10В (выбирается в меню)

Максимальное допустимое входное напряжение

11В

Входной ток управления

0-20мА/4-20мА (выбирается в меню)

Максимально допустимый входной ток

40мА

     Вход управления 2

Входное напряжение управления

0-5В

Максимальное допустимое входное напряжение

5,5В

     Выходы

Встроенное реле

1 переключающая группа

Максимальное коммутируемое напряжение (АС1)

АС250В

Максимальное коммутируемый ток (АС1) АС250В

5А

Прочие

Габаритные и установочные размеры

См. ниже

Устойчивость к воздействию пачек импульсов в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51317.4.4-99

Степень жёсткости 3 (2кВ/5кГц)

Устойчивость к воздействию импульсов большой энергии в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51317.4.5-99

Степень жёсткости 3 (2кВ)

Степень защиты (по передней панели/по клеммам подключения)

IP00/IP00

Климатическое исполнение

УХЛ4

Диапазон рабочих температур

-25…+550С*

Высота над уровнем морядо 1000м

Масса (по исполнениям)

ТРМ-3М-302,2кг
ТРМ-3М-45, -60, -802,4кг
ТРМ-3М-100, -1256,6кг
ТРМ-3М-1507,7кг
ТРМ-3М-1809,5кг
ТРМ-3М-23016кг
ТРМ-3М-300, -38020кг
ТРМ-3М-45022,6кг

Режим работы

круглосуточный

Энергопотребление платы питания

не более 2Вт

Энергопотребление вентилятора (на тиристорных регуляторах с номинальным током 100А и выше)

Вентилятор 80мм

Не более 14Вт

Вентилятор 120мм

Не более 20Вт

Удельное тепловыделение

4,5Вт/А

 

 

Усилие затяжки сигнальных клемм и клемм питания регулятора

0,4-0,6Н*м

Усилие затяжки винтов крепления предохранителя

Модели с номинальным током до 100А включительно

3Н*м

Модели с номинальным током свыше 100А

5Н*м

Усилие затяжки винтов силового ввода

Винт М6

2,5-4Н*м

Винт М8

5-8Н*м

Винт М10

7-10Н*м

Уровень шума вентиляторов

Вентилятор 80мм

32Дб

Вентилятор 120мм

50Дб

Способ управление тиристором

статический

* При температуре выше +350C требуется запас по току

 

Как рассчитать угол открытия тиристора для конструкции регулятора напряжения переменного тока

В области силовой электроники регулятор напряжения переменного тока представляет собой тип преобразователя мощности, который используется для преобразования фиксированного напряжения переменного тока в переменное напряжение переменного тока. Переменный источник питания переменного тока можно использовать в большинстве повседневных приложений, таких как нагреватели (для изменения настроек температуры), вентиляторы, диммеры и т. д.0004, понимание интерфейса между цифровой электроникой и силовой электроникой становится необходимостью, поэтому в этой статье представлен подробный обзор регуляторов напряжения переменного тока и необходимых параметров конструкции.

 

Различные типы контроллеров мощности переменного тока

В зависимости от параметров управления контроллеры мощности переменного тока можно разделить на две категории:

  1. Регулирование величины путем управления фазовым углом
  2. Управление частотой с помощью циклопреобразователей

 

Принимая во внимание, что регуляторы напряжения переменного тока подпадают под категорию управления фазовым углом, которая обеспечивает переменное выходное напряжение без какого-либо изменения частоты питания.

 

Классификация переключающих устройств на основе методов управления

Полупроводниковые устройства, используемые в Импульсные источники питания , можно разделить на следующие три группы, они являются полностью управляемыми устройствами , Полностью неуправляемые устройства , и Частично управляемые устройства. Приведенная ниже таблица поможет вам вкратце понять разницу между ними.

Функции

Полностью контролируемые устройства

Полностью неуправляемые устройства

Частично контролируемые устройства

Включение управления с помощью внешнего триггера, такого как Gate Pulse

Да

№

Да

Отключение управления с помощью внешнего триггера, такого как стробирующий импульс

Да

№

№

Пример

МОП-транзистор

Диод

СКР

Синусоидальная волна переменного тока естественно достигает нулевого напряжения для каждого полупериода и не требует отдельной схемы коммутации (выключения) . Из-за этого преимущества устройства семейства тиристоров чаще всего используются для низкочастотных приложений с высокой мощностью.

 

В таблице ниже описаны некоторые ключевые параметры, с которыми вы столкнетесь при работе с устройствами семейства Thyristor, это поможет вам лучше понять систему.

Параметр

Определение

Угол срабатывания или

Угол открытия (α)

Это угол, при котором SCR включается и начинает проводить ток.

Это угол, под которым разработчики применяют стробирующий импульс для управления SCR/тиристором.

Угол коммутации или угол затухания (β)

Это угол, при котором SCR выключается. Обычно для приложений с резистивной нагрузкой переменного тока коммутация происходит при каждом переходе через ноль.

В приложении RL Load оно будет меняться независимо от пересечения нуля

Угол проводимости (γ)

Это угол, под которым SCR/тиристор находится во включенном состоянии и испытывает ток.

На приведенном ниже рисунке показана кривая выходного напряжения при подключении чисто резистивной нагрузки. SCR естественным образом выключается, когда напряжение питания достигает нуля. Угол срабатывания , угол коммутации и угол проводимости отмечены ниже.

 

Углы тиристора для резистивной (R) нагрузки

На приведенном выше графике показаны входные и выходные характеристики контроллера напряжения переменного тока с присоединенной резистивной нагрузкой (R). Входное напряжение питания показано красным цветом. Тиристор срабатывает при 50˚ (2,78 мс) путем подачи импульса на клемму затвора, поэтому выходное напряжение появляется внезапно и следует за входным напряжением. Когда входное напряжение достигает нуля при 180˚ (10 мс) из-за характера синусоидальной волны ( естественная коммутация ), тиристор отключается. И второй импульс применяется при 230° (12,78 мс, но теперь он находится в отрицательной половине синусоиды и следует за напряжением питания. При 360° (20 мс), опять же из-за характера синусоиды ( естественная коммутация ), тиристор выключается, но подается следующий импульс.

 

Таким образом, углы (50˚ и 230˚) — это момент времени, когда мы применили импульс затвора, и тиристор начинает проводить, это известно как угол срабатывания SCR. Углы (180˚ и 360˚), при которых тиристоры перестают проводить ток и отключаются, называются углом коммутации. Время, в течение которого тиристоры (от 50° до 180°) и (от 230° до 360°) находятся во включенном состоянии (проводящее состояние), когда на выходную нагрузку подается питание, называется углом проводимости.

 

Углы тиристора для резистивно-индуктивной (RL) нагрузки

На приведенном выше графике показана выходная кривая при подключении резистивной и индуктивной нагрузки (RL). При резистивной нагрузке тиристоры отключаются всякий раз, когда входное напряжение питания пересекает ноль. Но если мы подключим индуктивную нагрузку параллельно резистивной нагрузке (например, двигатели), тиристоры не смогут отключиться, даже когда вход станет равным нулю. это связано с характером нагрузки индуктора. Таким образом, при использовании индуктивных нагрузок, таких как двигатель, следующий импульс следует подавать после того, как катушка индуктивности полностью разрядится, а тиристор полностью отключится.

 

На приведенном выше графике мы приложили запускающий импульс при 70°, и выходное напряжение соответствует входному напряжению. Но при 180˚ выходное напряжение по-прежнему соответствует отрицательному полупериоду, а не выключает затвор. Это связано с тем, что катушка индуктивности разряжается, и питание от нее препятствует выключению тринистора.

 

Однонаправленное и двунаправленное управление регулятором напряжения переменного тока

Методы управления схемой управления напряжением переменного тока можно разделить на две категории, а именно Однонаправленное управление и Двунаправленное управление

Изображения ниже дадут основное представление о методе однонаправленного управления.

 

Однонаправленное управление:

Во время положительного полупериода входного напряжения тиристора T1 начинает проводить, когда подается сигнал запуска затвора V_Gate (который показан на графике). Когда положительный полупериод входного напряжения достигает нуля за счет естественной коммутации, тиристор Т1 отключается. Во время отрицательного полупериода диод D смещается в прямом направлении и начинает проводить без какого-либо управляющего сигнала и прекращает проводить, когда отрицательный полупериод достигает нуля. В однонаправленном режиме управления можно управлять только одним из полупериодов, а следующий полупериод будет следовать за напряжением питания без какого-либо управляющего сигнала. Таким образом, общая управляемость среднеквадратичного значения выходного напряжения составляет только от 70% до 100%. Для расширенного диапазона управления мы должны использовать двунаправленное управление.

 

Двунаправленное управление:

. Во время отрицательного полупериода T2 запускается импульсом V_Gate_2 , проводит в течение оставшегося полупериода и выключается, когда отрицательный полупериод достигает нуля. Таким образом, двунаправленное управление обеспечивает полную управляемость в течение обоих полупериодов, а выходной сигнал может изменяться для более широкого диапазона напряжений.

 

Практическая реализация двунаправленного управления

Двунаправленное управление может быть включено с различными конфигурациями в зависимости от типа устройства, №. используемых устройств и конфигурации подключения. В следующем разделе представлены различные типы цепей двунаправленного управления , а также их плюсы и минусы.

 

Одиночный SCR с конфигурацией диодного моста для регулятора напряжения переменного тока

В этой конфигурации потребуется только один тиристор для двунаправленного управления, поскольку используется диодный мост. Это простая схема, и ее можно легко спроектировать, поскольку для нее требуется только одна схема управления. Недостатком является необходимость диодного моста, который может увеличить стоимость и размер конструкции.

 

Существует множество способов архивирования регулирования напряжения переменного тока. Один из способов состоит в том, чтобы включить диодный мост в сочетании с тиристором, который преобразует двунаправленную волну переменного тока в однонаправленную волну, теперь один тиристор может управлять волной, но другой простой метод заключается в использовании другой топологии, в которой могут использоваться два SCR, эти два соединены в обратно-параллельной конфигурации и теперь отдельно запускают эти элементы управления синусоидой переменного тока. Более практичным способом является использование TRIAC , так как это устройство предназначено для двунаправленного срабатывания, что делает их идеальным выбором для приложений регулирования переменного тока, но это тема для другой статьи

 

Надеюсь, вам понравилась статья и вы узнали что-то новое, если есть какие-либо вопросы по теме, не стесняйтесь оставлять комментарии в разделе комментариев ниже.

Управление мощностью с использованием SCR (тиристора) – другие полупроводниковые устройства

Прочие полупроводниковые устройства

Устройством, широко используемым для управления питанием как переменного, так и постоянного тока, является кремниевый управляемый выпрямитель (SCR). Он имеет множество промышленных электронных приложений, такие как реверс и управление скоростью для двигателей постоянного тока.

В дополнение к аноду и катоду SCR имеет затвор. Контролируя фаза сигнала затвора по отношению к фазе напряжения питания, угол срабатывания (задержки) ворот можно удерживать в любой точке цикла примерно до 180°. Благодаря управлению углом обстрела, Таким образом, можно контролировать среднюю мощность, подаваемую на нагрузку.

С источником переменного напряжения SCR действует как управляемый однополупериодный выпрямитель, поскольку он будет блокировать как положительные, так и отрицательные полупериоды до тех пор, пока на затвор подается положительный управляющий сигнал. Пока управляющий сигнал присутствует, SCR будет проводить в течение положительного полупериода и блокировать в отрицательный полупериод. При снятии управляющего сигнала SCR снова заблокирует оба полупериода, так как он автоматически поворачивает отключается в конце каждого положительного полупериода. При правильном выборе времени приложенный управляющий сигнал, SCR можно заставить проводить для всех или часть положительного полупериода. Таким образом, пропорциональный контроль выход, а также включение-выключение возможно.

Выключатель питания постоянного тока

Входные характеристики тринистора, затвор-катод, аналогичны входу база-эмиттер кремниевого транзистора NPN. Срабатывание происходит при определенных значениях входного тока и напряжения. Таким образом, устройство можно использовать как статический переключатель с Источник переменного или постоянного тока.

Схема ниже имеет источник постоянного тока, а SCR действует как защелка. выключатель. После включения управляющим сигналом он остается включенным. К выключите его, анодный ток должен быть снижен ниже значения дропаута уровень. Резистор R 1 обеспечивает смещение отрицательного затвора тока и обеспечивает стабильное состояние «выключено».

Простой переключатель с фиксацией.

SCR сработает при любом токе нагрузки, превышающем отсев. уровень. Он будет работать и с небольшими нагрузками (например, 10 мА), как и при более высокие токи нагрузки. Схема может использоваться как одноконтактная. переключатель с фиксацией для прямого управления данной нагрузкой, и полезен для управления катушками реле или аналогичными электромагнитными нагрузками. С SCR, обычное реле постоянного тока можно преобразовать в высокочувствительное фиксирующее реле. Для индуктивных нагрузок может потребоваться шунтирующий диод, для устранения скачков напряжения при отключении питания.

Для простой схемы фиксации можно выполнить отключение. снятием напряжения источника. SCR также можно отключить. с помощью емкостного шунта, как показано на схеме ниже. SCR выключен пока входной управляющий сигнал не включит его. Во включенном состоянии напряжение на аноде около одного вольта. C 1 заряды через Р 3 примерно на стоимость поставки Напряжение. Замыкание ключа вызывает заряд на конденсаторе управлять отрицательным анодом SCR по отношению к земле. Ток нагрузки питается уже не от SCR, а от разряжающегося конденсатора. Этот метод достижения отсечки тиристора известен как отключение шунтирующего конденсатора. Конденсатор должен быть достаточно большим, чтобы удерживать отрицательный анод SCR в течение длительного времени. достаточно, чтобы обеспечить выключение.

Отключение шунтирующего конденсатора.

Также может быть включено большое количество энергии и выключение с помощью только небольших механических переключателей. Отношение мощности управления к управляемая мощность настолько высока, что небольшой переключатель для легких режимов работы ( S 1 , на рисунке ниже) можно использовать в цепи, которая может коммутировать несколько киловатт.

На рисунке ниже SCR включен последовательно с входом постоянного тока. (подача) и нагрузка ( R L ). Обычно он обрезан, так что нагрузка не находится под напряжением. Когда S 1 закрыт, однако небольшой ток от положительной входной клеммы, ограниченный высоким сопротивлением R 1 , втекает в затвор и включает SCR, подавая питание Загрузка. После того, как это действие было инициировано, S 1 , может быть открыт, но проводимость будет продолжаться.

Выключатель питания постоянного тока с контактами.

Отверстие S 1 позволяет заряжать конденсатор C 1 к входному напряжению постоянного тока, через резистор R 1 , с правым сторона положительная. Когда питание должно быть отключено, переключатель S 2 , моментально закрывается. Это соединяет положительную клемму заряженного конденсатор к отрицательной клемме входа постоянного тока (земля) и отрицательной напряжение подается на анод выпрямителя в течение короткого промежутка времени. Это отключает SCR.

Выключатель питания переменного тока

Тиристоры часто используются там, где необходимо коммутировать большое количество энергии, но Контактный ток и напряжение должны быть низкими для простой и надежной работы. SCR обеспечивают решение этой общей проблемы управления. Чувствительные исполнительные контакты должны подавать только мощность открытия затвора, которая может составлять всего 50 микроватт (1 В, 50 мкА). SCR будет непосредственно обеспечивают до 100 Вт и более на выходную нагрузку.

Обратная характеристика тиристора аналогична характеристике нормального кремниевый выпрямительный диод, поскольку оба представляют собой по существу разомкнутые цепи с отрицательным напряжением анод-катод. Прямая характеристика таким образом, что он будет блокировать положительное напряжение между анодом и катодом ниже критическое напряжение пробоя, если на терминал ворот. Однако, преодолев прямой прорыв напряжения или подачи соответствующего сигнала затвора, устройство быстро переходят в проводящее состояние и представляют собой характерные низкое прямое падение напряжения однопереходного выпрямителя.

Серийный переключатель.

На рисунке выше показан простой серийный переключатель S , который применяется сигнал переменного тока на ворота. R 1 ограничивает этот ток затвора безопасным значение, а диод D предотвращает подачу обратного напряжения между затвором и катодом в непроводящем цикле. Нагрузка R L может иметь любое значение в пределах SCR.

Сигналы переключателя переменного тока.

Пока S разомкнут, SCR не сработает при отключении переменного тока. применяемый. Замыкание S позволяет положительному чередованию вызывать проводимость, поскольку затвор запускает SCR, а его анод положительный. Как показано на рисунке выше, SCR срабатывает менее чем на 180° и не срабатывает. на отрицательном чередовании. Таким образом, замыкание S будет управлять стрельбой точка для каждого положительного чередования, и постоянный ток будет течь через нагрузку. Ток нагрузки может быть прерван размыканием S или отрицательным анодное напряжение.

Шунтирующий переключатель.

Можно использовать DC на воротах для управления огневой точкой. Или, как на рисунке выше, цепь можно разомкнуть, разомкнув S , где переключатель от затвора к катоду. Ток нагрузки может быть прерывается замыканием S или отрицательным анодным напряжением.

Ток нагрузки при замкнутом выключателе.

Две другие простые схемы переключения мощности на нагрузку: показано. Схема на рисунке выше будет обеспечивать нагрузку мощность, когда исполнительный контакт замкнут, но не когда он открытым. Схема на рисунке ниже обеспечивает обратное действие; питание подается на нагрузку только при разомкнутом контакте. Если при желании обе схемы можно «зафиксировать», работая с Постоянный ток вместо указанного источника питания переменного тока. На рисунке выше делитель напряжения R 2 , R 3 обеспечивает стробирующий сигнал переменного тока. На рисунке ниже замкнутый переключатель приводит к тому, что затвор и катод имеют одинаковый потенциал; следовательно, SCR не сработает.

Ток нагрузки при открытом выключателе.

Питание переменного тока можно переключать с помощью схемы, показанной на рисунке ниже, с помощью два тиристора, соединенные встречно-параллельно, для обработки обоих полупериодов переменного напряжения.

Переключатель переменного тока с двумя тиристорами.

Управляющий ток подается на затворы через резистор R 3 , при коротком замыкании клемм управления внешним переключателем (механическим или электронным).

Переключатель, который позволяет стрелять каждым воротам, может управляться электронный усилитель, работающий от света, тепла, давления, и т.п. Когда контрольный переключатель замыкается, тиристоры срабатывают один раз для каждого чередование. Когда переключатель разомкнут, ни один SCR не срабатывает. В этом Таким образом, мощность переменного тока на нагрузке контролируется.

Полупериодный переключатель

С источником переменного напряжения SCR работает как управляемый однополупериодный выпрямитель, блокирующий как положительный, так и отрицательный полупериодов, пока на затвор не поступит положительный управляющий сигнал. Затем SCR будет проводить во время положительных полупериодов.

Схема ниже представляет собой простой статический переключатель переменного тока, который подает выпрямленный ток. полуволновой постоянный ток на нагрузку. Входной управляющий сигнал может быть переменного тока, постоянного тока или импульса.

Полуволновой переключатель.


Полноволновой переключатель

Полноволновое статическое переключение также возможно с SCR. Как показано на схеме ниже двухполупериодная схема может быть сформирована с использованием двух каскадов SCR. В этой схеме тиристоры включены встречно-параллельно и проводят при противоположных чередованиях. Управляющий сигнал 1 подается, когда SCR-1 имеет положительный анодное напряжение; при следующем чередовании управляющий сигнал 2 положительный в то время как анод SCR-2 положительный.

Двухполупериодный переключатель.


Можно ли регулировать угол открытия тиристора в диапазоне 0-360°?

Добро пожаловать на EDAboard.

com
Добро пожаловать на наш сайт! EDAboard.com — это международный дискуссионный форум по электронике, посвященный программному обеспечению EDA, схемам, схемам, книгам, теории, документам, asic, pld, 8051, DSP, сети, радиочастотам, аналоговому дизайну, печатным платам, руководствам по обслуживанию… и многому другому. более! Для участия необходимо зарегистрироваться. Регистрация бесплатна. Нажмите здесь для регистрации.

Регистрация Авторизоваться

JavaScript отключен. Для лучшего опыта, пожалуйста, включите JavaScript в вашем браузере, прежде чем продолжить.