Tiristorul într-un circuit de curent alternativ. Metoda fazei.
style = "display: inline-block; lățime: 728px; height: 90px"
data-ad-client = "ca-pub-5076466341839286"
data-ad-slot = "7451033986">
♦ Se știe că curentul electric din rețeaua casnice și industrială variază în funcție de legea sinusoidală. Forma unui curent alternativ de 50 Hz. este prezentată în figura 1 a).
Pentru o perioadă, ciclul, tensiunea își schimbă valoarea: 0 → (+ Umax) → 0 → (-Umax) → 0.
Dacă ne imaginăm un generator de curent simplu alternativ (Figura 1 b) cu o pereche de poli, unde prepararea curentului alternativ sinusoidal determină rotirea cadrului rotor pentru o rotație, apoi fiecare poziție a rotorului într-o anumită perioadă de timp corespunde la o anumită valoare a tensiunii de ieșire.
Sau, la fiecare valoare a mărimii tensiunii sinusoidale pentru perioadă, corespunde un anumit unghi α al rotației cadrului. Unghiul de fază α. Acesta este unghiul care determină valoarea cantității în schimbare periodică la un moment dat.
La momentul unghiului de fază:
♦ Reglarea tensiunii cu un tiristor în circuitele de curent alternativ utilizează doar aceste caracteristici ale curentului alternativ sinusoidal.
Așa cum am menționat mai devreme în articolul "Ce este un dinistor și un tiristor? “. tiristor, este un dispozitiv semiconductor care funcționează în conformitate cu legea unei valve electrice controlate. Are două stări stabile. În anumite condiții, poate avea o stare conductivă (deschisă) și o stare neconductoare (închisă).
♦ Tiristorul are un catod, un anod și un electrod de comandă. Cu ajutorul electrodului de comandă, este posibilă modificarea stării electrice a tiristorului, adică modificarea parametrilor electrici ai supapei.
Un tiristor poate transmite curent electric într-o singură direcție - de la anod la catod (triacul trece curentul în ambele direcții).
Prin urmare, pentru a opera un tiristor, curentul alternativ trebuie convertit (prin punte diode Rectificați) la o tensiune ondulație de polaritate pozitivă cu trecerea tensiunii prin zero, ca în figura 2.
♦ Controlul tiristoare Metoda se reduce la faptul că la momentul t (în timpul termen de înjumătățire ciclului Uc) prin tranziția Ue - K. a fost anclanșare curent tiristor Ivkl.
Din acest moment, curentul principal al catodului-anod trece prin tiristor, până la următoarea jumătate a perioadei de tranziție până la zero, când tiristorul este închis.
Curentul de comutare Ic al tiristorului poate fi obținut în diverse moduri.
1. Datorită curentului care curge prin: + U - R1 - R2 - Ve - K - - U (în schema din figura 3).
2. De la un nod separat pentru generarea impulsurilor de control și alimentarea acestora între electrodul de comandă și catod.
♦ În primul caz, curentul electrodului de control curge prin tranziția Ve-K, crescând treptat (mărind împreună cu tensiunea Uc) până când ajunge la valoarea Iin. Tiristorul se va deschide.
O astfel de metodă de control al tiristorului se numește metoda de fază.
♦ În cel de-al doilea caz, format într-un dispozitiv special, un impuls scurt la timpul necesar este alimentat la trecerea Ve-K de la care se deschide tiristorul.
O astfel de metodă de control al tiristorului se numește metoda fazei puls.
În ambele cazuri, curentul care controlează declanșarea tiristorului trebuie să fie sincronizat cu debutul transferului tensiunii de rețea Uc până la zero.
Acțiunea electrodului de comandă este redusă la controlul momentului de pornire a tiristorului.
Metoda fazei de control al tiristorului.
♦ Să încercăm un exemplu simplu de control al tiristorului de lumină (circuitul din figura 3) pentru a dezasambla caracteristicile funcționării tiristorului într-un circuit de curent alternativ.
După puntea redresorului, tensiunea este o tensiune pulsatoare, variind astfel:
0 → (+ Umax) → 0 → (+ Umax) → 0, ca în figura 2
♦ Începutul controlului tiristor este după cum urmează.
Cu tensiunea de rețea în creștere Us. din momentul trecerii tensiunii prin zero, în circuitul electrodului de control apare un curent de control Iup de-a lungul circuitului:
+U - R1 - R2 - Ve - K - -U.
Cu tensiunea de crestere Uc, curentul de control Ip (catoda de electrod de control) creste si el.
Când se atinge curentul electrodului de comandă, valorile lui Ic. Tiristorul pornește (se deschide) și închide punctele + U și -U pe circuit.
Căderea de tensiune pe tiristor deschis (anod-catod) este de 1,5 - 2,0 volți. Curentul electrodului de control scade aproape la zero, iar tiristorul rămâne în starea conductivă până când tensiunea Uc a rețelei scade la zero.
Cu acțiunea noii jumătăți de ciclu de tensiune de rețea, totul se va repeta din nou.
♦ În circuit numai curentul de sarcină curge, adică curentul prin lampa L1 de-a lungul circuitului:
Uc - fuzetă - diodă - anod - catod de tiristor - punte diodă - bec L1 - Uc.
Becul se va aprinde la fiecare jumătate a ciclului de tensiune și va ieși când tensiunea trece prin zero.
Să facem mici calcule pentru exemplul din Fig. Folosim datele elementelor ca în diagramă.
Conform cărții de referință pentru tiristorul KU202H, valoarea curentului Ickl = 100 mA. În realitate, este mult mai mic și este de 10 - 20 mA, în funcție de specimen.
De exemplu, ia Ic = 10 mA.
Controlul cuplului (controlul luminozității) este controlat prin schimbarea valorii rezistenței variabile a rezistorului R1. Pentru diferite valori ale rezistenței R1. vor exista diferite tensiuni de defalcare ale tiristorului. În acest caz, timpul de pornire al tiristorului va varia în limitele:
1. R1 = 0, R2 = 2,0 Com. Uct = Ic x (R1 + R2) = 10 x (0 + 2 = 20 volți.
2. R1 = 14,0 Kom, R2 = 2,0 Kom. Uct = Ic x (R1 + R2) = 10 x (13 + 2) = 150 volți.
3. R1 = 19,0 Kom, R2 = 2,0 Kom. Uct = Ic x (R1 + R2) = 10 x (18 + 2) = 200 volți.
4. R1 = 29,0 Kom, R2 = 2,0 Kom. Uct = Ic x (R1 + R2) = 10 x (28 + 2) = 300 volți.
5. R1 = 30,0 Kom, R2 = 2,0 Kom. Uct = Ic x (R1 + R2) = 10 x (308 + 2) = 310 volți.
Unghiul de fază α variază de la a = 10 la a = 90 grade.
Un rezultat aproximativ al acestor calcule este prezentat în Fig. 4.
♦ Porțiunea umbrită a sinusoidului corespunde puterii de ieșire a sarcinii.
Reglarea puterii prin metoda fazei este posibilă numai într-un interval îngust al unghiului de control de la a = 10 °, până la = 90 °.
Adică, în intervalul de la 90% la 50% din puterea eliberată pe sarcină.
Începutul reglării de la unghiul de fază a = 10 grade se explică prin faptul că la momentul t = 0 - t = 1. curentul din circuitul electrodului de comandă nu a atins încă valoarea Iin (Uc nu a atins 20 volți).
Toate aceste condiții sunt fezabile în cazul în care nu există condensator C în circuit.
Dacă punem condensatorul C (în circuitul din figura 2), domeniul de reglare a tensiunii (unghiul de fază) se va deplasa spre dreapta ca în Fig.
Acest lucru se datorează faptului că prima dată (t = 0 - t = 1), toate fluxurile curente condensatorul C. Tensiunea de încărcare Ue între tiristorului și K egal cu zero și nu se poate transforma.
De îndată ce condensatorul este încărcat, curentul va trece prin electrodul de control - catodul, tiristorul se va aprinde.
Unghiul de control depinde de capacitatea condensatorului și se deplasează de la aproximativ a = 30 la a = 120 grade (cu o capacitate de 50 μF).
Puterea de încărcare va varia de la aproximativ 80% la 30%.
Desigur, toate calculele de mai sus sunt foarte aproximative, dar raționamentul general este corect.
Toate diagramele de tensiuni de mai sus, la valori de timp diferite, au fost vizibile pe ecranul osciloscopului.
Cine are un osciloscop, vă puteți vedea singur
style = "display: inline-block; lățime: 728px; height: 90px"
data-ad-client = "ca-pub-5076466341839286"
data-ad-slot = "7451033986">
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: