Генератор на тиристорах схема: Страница не найдена — All-Audio.pro

Содержание

МОЩНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР

    МОЩНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР

  Тиристор – это самый мощный и неприхотливый, выдерживающий огромные перегрузки по току, электронный коммутатор. Поэтому весьма заманчиво использовать его в схемах мощных генераторов импульсов. При питании сетевым напряжением (без понижающего трансформатора или блока питания) в качестве задающих генераторов проще всего использовать релаксационные генераторы на транзисторах в лавинном режиме.

 

Генератор на 2-х тиристорах:

 Каждый тиристор запускается импульсами от своего генератора на транзисторах Т3 и Т4. Частота следования импульсов зависит от времязадающих элементов R2-C3 — для верхнего плеча и R3-C4 – для нижнего.

 

 

 

  Диоды D1,  D2 срезают импульсы напряжения самоиндукции от первичной обмотки трансформатора

Tr1. Амплитуда этих импульсов примерно в 10 раз превышает напряжение питания. В некоторых случаях нам нужны эти импульсы, например, при использовании генератора для питания катушки Тесла или других высоковольтных устройств. В этом случае диоды D1,  D2 не ставим, но выбираем тиристоры на соответствующее напряжение, либо снижаем напряжение источника питания.

Резистор R6 служит в качестве предохранителя.

  В качестве нагрузки может быть использован трансформатор, дроссель, резистор, лампочка… все, что угодно.

Область применения генератора? От построения различных, в том числе экзотических высоковольтных блоков питания до сварочных агрегатов, различных преобразователей. Например, при подключении в качестве нагрузки оооочень мощного динамика получится громкое гудение на заданной частоте, если динамик не сгорит и не лопнут барабанные перепонки.

  При выборе R2<< R3 получится такая последовательность импульсов (на активной нагрузке):

 

Генератор на 1-ом тиристоре:

Делитель осциллографа 1:100

Измерено на аноде Т1 относительно земли без диода D1 

 

На аноде Т1 относительно земли с диодом D1

 

Майер Р.В. Практическая электроника: от транзистора до …

НАЗАД

5. ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

1. Генератор линейно-импульсного напряжения. Тиристор — полупроводниковый прибор с многослойной структурой типа p-n-p-n (с тремя электронно—дырочными переходами), обладающий свойствами электрического вентиля. Неуправляемый тиристор имеет два вывода (анод и катод) и называется динистором. Управляемый тиристор имеет третий вывод — управляющий электрод и называется тринистором.

Рис. 1. Генератор линейно-импульсного напряжения.

Простейший генератор линейно—импульсного (пилообразного) напряжения может быть собран из тиристора (динистора или тринистора), резистора и конденсатора (рис. 1.1). Нами использовались динистор типа КН102А (открывается при 11 В), резистор на 2 — 5 ком, конденсатор емкостью 1 — 10 мкФ; напряжение питания 20 — 100 В. При включении тиристор закрыт, конденсатор C1 медленно заряжается от источника питания через резистор R1. Напряжение на конденсаторе растет до напряжения открывания тиристора (рис. 1.2). Когда тиристор открывается, его сопротивление резко падает, и конденсатор быстро разряжается через него. При уменьшении анодного напряжения до напряжения закрывания тиристор закрывается, после чего все повторяется снова. Время заряда τ=RC, поэтому при увеличении R и C период колебаний растет, частота импульсов уменьшается. С ростом напряжения питания конденсатор заряжается быстрее, частота генерируемых импульсов увеличивается. Если использовать тринистор, то при подаче на управляющий электрод положительного относительно катода потенциала напряжение открывания уменьшается, частота формируемых импульсов растет.

2. Релаксационный генератор, управляемый светом. Если вместо резистора использовать фоторезистор или терморезистор, то частота генерируемых импульсов будет зависеть от освещенности или температуры датчика.

Рис. 2. Релаксационный генератор, управляемый светом.

Можно поступить иначе и вместо динистора использовать тринистор, отличающийся наличием управляющего электрода. При увеличении напряжения на управляющем электроде уменьшается напряжение открывания тринистора, что может быть использовано для создания генератора, регулируемой частоты. На рис. 2 приведена схема такого генератора. При освещенности фоторезистора потенциал управляющего электрода растет, частота генерируемых импульсов увеличивается, высота звука, издаваемого динамиком повышается.

3. RC—генератор. Простейший генератор гармонических колебаний представляет собой усилительный каскад, охваченный положительной обратной связью (ПОС). Цепь ПОС состоит из трех фазовращающих Г-образных RC-цепочек, каждая из которых обеспечивает сдвиг фаз 60 градусов на генерируемой частоте. Транзистор включен по схеме с общим эмиттером, вносит сдвиг фаз 180 градусов. Генератор вырабатывает гармонические колебания с частотой и амплитудой, для которых выполняются баланс фаз и баланс амплитуд.

Рис. 3. Принципиальная схема RC-генератора.

На основе этой схемы можно собрать модулятор, осуществляющий амплитудную модуляцию несущих колебаний низкочастотным сигналом, переносящим информацию. Для этого последовательно с источником напряжения следует включить вторичную обмотку трансформатора. На его первичную обмотку необходимо подать колебания от звукового генератора частотой 50 — 200 Гц. Из—за того, что амплитуда колебаний, вырабатываемых генератором, пропорциональна напряжению питания, на выходе устройства возникнет амплитудо-модулированный сигнал (рис. 3). Можно показать, как зависит глубина модуляции от амплитуды модулирующих колебаний; что происходит при изменении их частоты.

Рис. 3. Осциллограммы с выхода модулятора.

4. Симметричный мультивибратор. Симметричный мультивибратор (рис. 4) представляет собой двухкаскадный усилитель, выход которого соединен с входом. Каждый транзистор поворачивает фазу на π =3,14, поэтому суммарный сдвиг фаз, который приобретает сигнал при прохождении через усилитель и цепь обратной связи, равен 2π. Выполняется баланс фаз, сигнал с выхода поступает на вход в фазе с входным сигналом и усиливает его. В режиме самовозбуждения транзисторы поочередно переходят из открытого состояния в закрытое, на выходе получается последовательность прямоугольных импульсов.

Рис. 4. Симметричный мультивибратор.

В схеме (рис. 4) используются транзисторы прямой проводимости (типа p-n-p), которые открываются при подача на базу отрицательного потенциала относительно эмиттера. Пусть при включении транзистор VT1 открывается, левая пластина конденсатора C1 соединяется с общим проводом, он начинает заряжаться через R2. Потенциал базы транзистора VT2 постепенно уменьшается, через некоторое время VT2 открывается и правая пластина C2 соединяется с общим. Это приводит к увеличению потенциала базы VT1, он закрывается. Конденсатор C2 начинает заряжаться через R3, потенциал базы VT1 уменьшается. Через некоторое время открывается VT1, что приводит к закрыванию VT2 и т.д. В результате мультивибратор генерирует прямоугольные импульсы. Чем меньше емкость конденсаторов C1, C2 и сопротивление резисторов R2, R3, тем быстрее заряжаются конденсаторы и выше частота вырабатываемых импульсов.

Рис. 4. Осциллограммы напряжений на выходе мультивибратора.

При подаче на базу транзистора VT2 положительного (отрицательного) потенциала VT2 будет все время оставаться открытым (закрытым), генерация импульсов прекратиться. Конденсатор C3 пропускает только переменную составляющую сигнала.

5. Несимметричный мультивибратор. Несимметричный мультивибратор (рис. 5) состоит из усилительного каскада на двух транзисторах, выход которого (коллектор транзистора VT2) соединен с входом (база транзистора VT1) через конденсатор C1. В качестве нагрузки используется динамик. Транзистор VT1 прямой проводимости (p-n-p-типа), открывается при подаче на базу отрицательного относительно эмиттера потенциала. Транзистор VT2 обратной проводимости (n-p-n-типа), открывается при подаче на базу положительного относительно эмиттера потенциала.

Рис. 5. Несимметричный мультивибратор.

При включении конденсатор C1 заряжается через динамик, резисторы R1 и R2 (непрерывная линия), потенциал базы уменьшается. Когда на базе VT1 возникает отрицательный потенциал, транзистор VT1 открывается, сопротивление коллектор—эмиттер падает. База транзистора VT2 оказывается соединенной с положительным полюсом источника, транзистор VT2 также открывается, ток коллектора растет. В результате через динамик течет ток, конденсатор C1 разряжается через резисторы R1, R2 и транзистор VT2 (пунктир). Потенциал базы VT1 возрастает, транзистор VT1 закрывается, вызывая закрывание транзистора VT2. После этого конденсатор C1 снова заряжается, затем разряжается и т.д. Частота генерируемых импульсов обратно пропорциональна времени заряда конденсатора τ=(R

1+R2)C1. С ростом напряжения питания конденсатор заряжается быстрее, частота генерируемых импульсов растет. При увеличении сопротивления переменного резистора R1 или емкости конденсатора С1 частота колебаний уменьшается. Внешний вид мультивибратора показан на рис. 6. Вместо транзистора VT1 можно использовать МП25 или МП21.

Рис. 6. Внешний вид несимметричного мультивибратора.


ВВЕРХ

Генератор наносекундных импульсов Текст научной статьи по специальности «Физика»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА

Том 228 1974.

ГЕНЕРАТОР НАНОСЕКУНДНЫХ ИМПУЛЬСОВ

М. С. АЛЕЙНИКОВ, Е. |П. КОЛЬЦОВ, -К- Л. ПЕСТЕРЕВ, В. С. ТИТОВ, В. И. ИВАНОВ

(Представлена научно-техническим семинаром кафедры приборов и устройств систем автоматики)

Для получения мощных импульсов тока можно использовать принцип заряда и разряда емкости. Разряд емкости должен проходить с большой скоростью. Для переключения емкости из состояния «заряд» в состояние «разряд» можно использовать в качестве ключа тиристоры, которые характеризуются большой эффективностью работы в качестве переключателей в кило- и мегаватном диапазонах по сравнению с полупроводниковыми триодами, так как работают при больших значениях напряжения питания и тока. Предложена схема однотактных формирователей импульсов с возвратом тиристора в исходное состояние [1]. Схема, предложенная в [1], может быть использована в качестве генератора наносекундных импульсов в случае, если ввести следующие изменения схемы: а) в качестве нагрузки использовать импульсный трансформатор тока; б) для уменьшения длительности переднего фронта импульсов необходимо поставить дроссель насыщения. Так как тиристоры должны пропускать большие токи при очень большой скорости изменения тока, то необходимо применять мощные тиристоры,-которые имеют большие габариты, вес и стоимость.

Наиболее выгодной и удовлетворяющей вышеуказанным требованиям является схема, представленная на рис. 1. В этой схеме тиристор 1\ — основной, а тиристор Т2 — вспомогательный. Длительность импульса, равная 50-10-9 секунд, обеспечивается емкостью Со, а максимальная величина тока в нагрузке определяется по формуле:

= Ятр + Я ар + ,

сопротивление импульсного трансформатора; сопротивление дросселя насыщения; ■сопротивление тиристора прямому току.

_

Дирререщирующая цепь

Рис. 2. Схема генератора наносекундных импульсов

Схема обладает тем преимуществом, что тиристор Т2 можно взять маломощным, потому что частота следования импульсов мала (период 5-Ю3 сек), поэтому заряд емкости С0 можно производить 5-103 сек, а для этого требуется очень малый ток заряда, протекающий через тиристор Т2.

Блок-схема разработанного генератора наносекундных импульсов показана на рисунке 2. Задающий генератор 1 вырабатывает импульсы прямоугольной формы и через импульсный трансформатор подает их на управляющий электрод тиристора в схеме заряда емкости. Тиристор открывается и начинается заряд емкости. По окончании заряда емкости ток заряда становится равным нулю, и тиристор схемы заряда автоматически закрывается. Те же импульсы от задающего генератора 1 поступают на дифференцирующую цепь и отрицательные импульсы от формирующей цепи поступают на задающий генератор 2, который собран по схеме мультивибратора, работающего в ждущем режиме. Положительные импульсы от задающего генератора 2 поступают на управляющий электрод тиристора схемы разряда емкости, тиристор открывается, и емкость разряжается через малое сопротивление дросселя насыщения и импульсного трансформатора тока, во вторичную

где

Ятр

Ядр— Лт! —

Емкость С0

обмотку включена нагрузка. С нагрузки снимаются положительные импульсы тока. Импульсный трансформатор нужен для развязки схемы заряда и схемы разряда емкости. Для синхронной работы двух генераторов задающий генератор 2 работает в ждущем режиме и запускается импульсами (от заднего фронта импульсов) задающего генератора 1.

Принципиальная схема разработанного генератора приведена на рисунке 3. Схема генератора проста, собрана на двух тиристорах и четырех транзисторах. Для запуска тиристора Т1 использована схема мультивибратора с одним эмиттерным конденсатором. Такой мультивибратор позволяет получить короткие импульсы с минимальной длительностью до нескольких десятых долей микросекунд (на диффузионных транзисторах) при большой скважности [2]. Задним фронтом импульса, рассмотренного выше мультивибратора, через дифференцирующую цепь запускается другой мультивибратор, работающий в ждущем режиме, и через диод выдаются импульсы управления на тиристор Т2.

Питается генератор от источника постоянного напряжения 220 вольт и потребляет ток 0,2 ампера.

1. Р. В. Б и л и к и др. Импульсные схемы на диписторах и тиристорах. Издательство «Наука», 1968.

2. Е. Ф. Доронкин. Генераторы импульсов на транзисторах. Издательство «Связь», 1965.

Рис. 3. Принципиальная схема разработанного генератора

ЛИТЕРАТУРА

Электронный генератор на бистабильном транзисторном элементе

Введение

В настоящее время ведутся интенсивные исследования по созданию высокочастотных кремниевых и арсенидгаллиевых диодов [1], предназначенных для разработки генераторов и устройств с наносекундными фронтами. Для их запуска требуются сигналы с короткими импульсами, которые в определенной степени можно получить с помощью диодов с резким восстановлением и накоплением заряда. Однако их применение для запуска скоростных лазерных полупровод-никовых излучателей, управления оптическими коммутаторами на ячейках Поккельса и Керра, при разработке сверхскоростных и сверхширокополосных линий связи, для запуска новых типов сверхскоростных активных приборов и других по уровню рабочих напряжений и токов оказалось неприемлемым [2]. Кроме того, элементы, формирующие импульсы с управляемой амплитудой и длительностью, требуются и для конструирования электронных блоков электромузыкальных инструментов, устройств автоматики и сигнализации транспортных средств, а также при разработке приборов бытовой автоматики, предназначенных для управления освещенностью светильников, и регуляторов температуры, в том числе некоторых измерительных решений [3].

Развитие скоростной импульсной техники, связанное с получением усовершенствованных регулирующих элементов, возможно на основе новых физических принципов и механизмов их функционирования. Так, в устройствах регулирования мощности используется принцип фазового управления. Изменение мощности осуществляется за счет управления моментом включения тиристора (симистора) относительно перехода сетевого напряжения через ноль, который управляется подключенным к управляющему электроду конденсатором и резисторами. Скорость заряда конденсатора регулируется с помощью переменного резистора. Чем быстрее конденсатор зарядится до напряжения открывания тиристора, тем раньше тиристор откроется и тем большая часть напряжения поступит в нагрузку. И хотя такой метод управления мощностью широко распространен, применительно к светильникам он не дает желаемого результата, а для изготовления даже несложных управляющих устройств требуется большое количество элементов [4].

 

Явление памяти в двухбарьерной n

++pnn+-структуре

Основу транзисторного элемента составляет n++pnn+-структура с омическим контактом к базовой области р‑типа. То есть она конструктивно аналогична биполярной транзисторной структуре, в которой сильнолегированную область n++-типа можно принять за эмиттер, область р‑типа — за базу, а область n‑типа — за коллектор. Вольт-амперная характеристика n++pnn+-структуры в режиме запирания, как показано на рис. 1, имеет S‑образный вид.

Рис. 1. Вольт-амперная характеристика n++pnn+-структуры в режиме запирания перехода эмиттер-база

В режиме запирания n++p‑перехода по мере увеличения напряжения обратный ток приобретает медленно нарастающий характер до достижения 10–7 А, и далее наблюдается резкий рост тока с переходом на участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением, который затем сменяется положительным ростом тока. То есть продолжение пробойного участка формирует S‑образную вольт-амперную характеристику с двумя устойчивыми состояниями (участки нарастания тока с напряжением).

Схема для изучения фотоэлектрических характеристик исследуемой транзисторной структуры как элемента памяти приведена на рис. 2.

Рис. 2. Схема для изучения фотоэлектрических характеристик n++pnn+-структуры как элемента памяти

В этой схеме отрицательный полюс напряжения питания от батареи V1 через амперметр подключен к (коллектору) омическому контакту n‑р‑перехода, а положительный полюс подается к (эмиттеру) омическому контакту n++p‑перехода. В результате относительно прилагаемого напряжения р‑n‑переход оказывается прямосмещенным, в то время как n++p‑переход находится в режиме запирания. При этом вывод омического контакта базовой области подключен к двум кнопкам. Первая кнопка («вкл.») через амперметр и ограничитель тока подсоединена ко второму источнику напряжения V2, плюсом к омическому контакту базовой области и минусом к омическому контакту n++p‑перехода. Вторая кнопка («выкл.») через конденсатор соединяет омический контакт коллектора с контактом базы. От источника напряжения V2 подается рабочее предпробойное напряжение, например 6,2 В, появляется ток 6×10–8 А.

Далее при освещении эмиттерного перехода световым излучением ток скачком увеличивается до 50×10–3 А и сохраняется на этом уровне как оптическая память, до замыкания конденсатора.

На следующем этапе, подавая пороговый ток величиной 140 мкА от второго источника нажатием кнопки («вкл.»), также получаем скачок тока до 50×10–3 А, сохраняемого на этом уровне как электрическая полевая память, до замыкания конденсатора.

Таким образом, осуществляется оптическая и электрическая полевая память в транзисторном элементе. Данный транзисторный элемент можно использовать для создания электронного генератора, электрическая схема которого приведена на рис. 3.

Рис. 3. Электрическая схема электронного генератора

 

Электронный генератор

Генератор включает транзисторный элемент с оптической и электрической памятью, который отличается склонностью к смыканию тонкой базовой области двух np— и pn-переходов. В этой схеме в качестве рабочего напряжения от лабораторного трансформатора подавалось переменное напряжение частотой 50 Гц и амплитудой 9 В, в котором положительный период выпрямлялся с помощью диода. При этом ток в цепи отсутствует. В дальнейшем от звукового генератора ГЗ‑109 подавали входное синусоидальное напряжение до 0,5 В (несущее) различной частотой через конденсатор к переходу база-эмиттер. В результате на выходе транзисторного элемента появлялся модулированный сетевым напряжением выходной сигнал частотой 50 Гц, который снимался с нагрузочного сопротивления и через конденсатор подавался на осциллограф С1-70. Амплитуда выходного сигнала регулируется рабочим напряжением и величиной входного сигнала, а мощность — частотой входного сигнала.

 

Результаты и их обсуждение

Бистабильный транзисторный элемент с n++pnn+-структурой имеет лавинный пробой в режиме запирания n++p‑перехода и обладает свойством сохранения скачка тока от мгновенного воздействия прямого тока через переход база-эмиттер.

Как показано на рис. 4, с повышением температуры напряжение пробоя увеличивается, подтверждая лавинный механизм пробоя. В дальнейшем резкий рост тока сменяется отрицательным участком, который затем приобретает положительный рост тока. При этом до предпробойного участка ток практически отсутствует в отличие от тиристорной структуры, которая как в режиме покоя, так и после переключения потребляет ток. Во включенном состоянии все переходы тиристора включены в прямом направлении.

Рис. 4. Вольт-амперная характеристика транзисторного элемента в режиме запирания эмиттера

Данная схема, как видно на рис. 5, обладает свойством модуляции входного сигнала отрицательной полуволной переменного рабочего напряжения. Шкала осциллографа С1-70 по вертикали для одной клетки соответствует 1 В, а по горизонтали одна клетка равна 1 мс.

Рис. 5. Осциллограммы модулированного входного сигнала с различной частотой (по вертикали клетка 1 В, по горизонтали 1 мс):
а) 400 Гц;
б) 600 Гц;
в) 1200 Гц;
г) 1600 Гц

По мере увеличения частоты входного сигнала плотность тока на нагрузке (R2 = 100 Ом) увеличивается, приводя к увеличению выходной мощности. Величина максимального тока в пике зависит от величины рабочего напряжения и увеличивается до 100 мкА при напряжении 15 В (рис. 6).

Рис. 6. Зависимости колебаний тока от рабочего напряжения при входном синусоидальном напряжении 0,5 В частотой 400 Гц

Меняя частоту входного сигнала и рабочее напряжение, можно управлять мощностью выходного сигнала. Как видно из рис. 6, в интервале рабочих напряжений от 0 до 9 В ток отсутствует, а затем появляется и увеличивается близко к линейному с ростом рабочего напряжения.

 

Заключение

С помощью бистабильного транзисторного элемента с электрической памятью в предпробойном рабочем напряжении показана возможность модуляции входного сигнала от звукового генератора переменным рабочим напряжением отрицательной полярности. Изменяя частоту входного сигнала, можно управлять мощностью выходного сигнала и, соответственно, использовать для запуска различных приборов управления и создания устройств регулирования освещенности и температуры.

Литература
  1. Войтович В., Гордеев А., Думаневич А. Чем заменить SiC-диоды Шоттки? // Силовая электроника. 2009. № 5.
  2. Дьяконов В. Лавинные транзисторы вчера, сегодня и завтра // Компоненты и технологии. 2010. № 8.
  3. Бриндли К. Измерительные преобразователи. Пер. с англ.  М.: Энергоатомиздат. 1991.
  4. Паттерсон Дж. Эффективный метод согласования симисторных диммеров и LED // Современная светотехника. 2011. № 6.

Как сделать высоковольтный генератор постоянного тока



Источник высокого напряжения за 5 минут

Из данной статьи вы узнаете как получить высокое напряжение, с высокой частотой своими руками. Стоимость всей конструкции не превышает 500 руб, при минимуме трудозатрат.

Для изготовления вам понадобится всего 2 вещи: — энергосберегающая лампа (главное, чтобы была рабочая схема балласта) и строчный трансформатор от телевизора, монитора и другой ЭЛТ техники.

Энергосберегающие лампы (правильное название: компактная люминесцентная лампа) уже прочно закрепились в нашем быту, поэтому найти лампу с нерабочей колбой, но с рабочей схемой балласта я думаю не составит труда.
Электронный балласт КЛЛ генерирует высокочастотные импульсы напряжения (обычно 20-120 кГц) которые питают небольшой повышающий трансформатор и т.о. лампа загорается. Современные балласты очень компактны и легко помещаются в цоколе патрона Е27.

Балласт лампы выдает напряжение до 1000 Вольт. Если вместо колбы лампы подключить строчный трансформатор, то можно добиться потрясающих эффектов.

Немного о компактных люминесцентных лампах

Блоки на схеме:
1 — выпрямитель. В нем переменное напряжение преобразуется в постоянное.
2 — транзисторы, включенные по схеме push-pull (тяни-толкай).
3 — тороидальный трансформатор
4 — резонансная цепь из конденсатора и дросселя для создания высокого напряжения
5 — люминесцентная лампа, которую мы заменим строчником

КЛЛ выпускаются самой различной мощности, размеров, форм-факторов. Чем больше мощность лампы, тем более высокое напряжение нужно приложить к колбе лампы. В данной статье я использовал КЛЛ мощностью 65 Ватт.

Большинство КЛЛ имеют однотипную схемотехнику. И у всех имеется 4 вывода на подключение люминесцентной лампы. Необходимо будет подсоединить выхода балласта к первичной обмотке строчного трансформатора.

Немного о строчных трансформаторах

Строчники также бывают разных размеров и форм.

Основной проблемой при подключении строчника, является найти 3 необходимых нам вывода из 10-20 обычно присутствующих у них. Один вывод — общий и пара других выводов — первичная обмотка, которая будет цепляться к балласту КЛЛ.
Если сможете найти документацию на строчник, или схему аппаратуры, где он раньше стоял, то ваша задача существенно облегчится.

Внимание! Строчник может содержать остаточное напряжение, так что перед работой с ним, обязательно разрядите его.

Итоговая конструкция

На фото выше вы можете видеть устройство в работе.

И помните, что это постоянное напряжение. Толстый красный вывод — это «плюс». Если вам нужно переменное напряжение, то нужно убрать диод из строчника, либо найти старый без диода.

Возможные проблемы

Когда я собрал свою первую схему с получением высокого напряжения, то она сразу же заработала. Тогда я использовал балласт от лампы мощностью 26 Ватт.
Мне сразу же захотелось большего.

Я взял более мощный балласт от КЛЛ и в точности повторил первую схему. Но схема не заработала. Я подумал, что балласт сгорел. Обратно подключил колбы лампы и включил в сеть. Лампа загорелась. Значит дело было не в балласте — он был рабочий.

Немного поразмыслив я сделал вывод, что электроника балласта должны определять нить накала лампы. А я использовал только 2 внешних вывода на колбу лампы, а внутренние оставил «в воздухе». Поэтому я поставил резистор между внешним и внутренним выводом балласта. Включил — схема заработала, но резистор быстро сгорел.

Я решил использовать конденсатор, вместо резистора. Дело в том, что конденсатор пропускает только переменный ток, а резистор и переменный и постоянный. Также, конденсатор не нагревался, т.к. давал небольшое сопротивление на пути переменного тока.

Конденсатор работал великолепно! Дуга получилась очень большой и толстой!

Итак если у вас не заработала схема, то скорее всего 2 причины:
1. Что-то не так подключили, либо на стороне балласта, либо на стороне строчного трансформатора.
2. Электроника балласта завязана на работе с нитью накала, а т.к. ее нет, то заменить ее поможет конденсатор.

Используйте конденсатор на соответствующее напряжение! У меня был на 400 Вольт, взятый из балласта другой энергосберегающей лампы.

При проведении опытов с высоким напряжением будьте предельно осторожны! Высокое напряжение опасно для жизни!

Лампа мощностью 65 Ватт, обеспечивает ток порядка 65 мА (65Ватт/1000В). А сила тока более чем 50 мА, смертельна опасна для жизни и вызывает остановку сердца!

Источник

Источник высокого напряжения

Для самостоятельного изготовления флокатора, пистолета порошковой покраски или электростатической коптильни требуется источник высокого напряжения. И если первые два устройства требуют 75-100 киловольт, то высоковольтный генератор для коптильни работает при 15-20.

В сети есть множество схем высоковольтных генераторов сделанных с использованием строчных трансформаторов от мониторов, телевизоров или автомобильных катушек зажигания. В большинстве своём их схемотехника удручает – как правило это простейшие обратноходовые преобразователи, а значит транзистор в них будет работать в роли кипятильника т.к. для новичка наверняка не имеющего осциллографа рассчитать снаббер практически не реально.

Схемы из прошлого века на тиристорах с питанием от сети 220 вольт опасны и в случае неосторожности могут привести к печальным последствиям. Мы же сделаем резонансный полумост на ТДКС .

Давайте посмотрим схему:

Схема высоковольтного генератора

Список компонентов:

  1. U1 – «IR2153»;
  2. C1 – электролит 470-1000uf 16v, желательно Low Esr;
  3. C2 – керамика 1n;
  4. C3, C4 – керамика 100n;
  5. C5, C6 – полипропилен 470nf 630v;
  6. R1 – многооборотный подстроечный резистор;

Остальные компоненты вопросов думаю не вызывают.

Файл печатной платы: ir2153.lay6[0,03 MB]

В качестве генератора используется распространённая микросхема IR2153, для работы которой требуются всего несколько деталей в обвязке: времязадающая RC цепочка и конденсатор с диодом для верхнего ключа.

Транзисторы при сборке необходимо установить на небольшие радиаторы, я этого делать не стал т.к. плата нужна лишь для демонстрации. Так же не рекомендую включать устройство без запаянного электролитического конденсатора, может получится ситуация когда через ключи потечет сквозной ток.

Номиналы времязадающей цепи с помощью подстроечного резистора позволяют микросхеме работать в диапазоне частот примерно от 7 до 146kHz. В процессе настройки включать высоковольтный генератор желательно через амперметр для контроля тока, при этом желательно что бы блок питания выдавал не менее 3-х ампер при 12 вольт.

Подстроечным резистором можно пройтись по всему диапазону частот для нахождения резонансных участков, при этом для получения 20 киловольт искровой разряд не должен превышать буквально 1.5 см, а ток потребления при этом должен быть около 0.6-0.8А.

Если добиться таких результатов не удается то есть два варианта. Первый из них «поиграть витками», увеличивая или уменьшая их количество, второй – заменить резонансный конденсатор с 470 на 330 или 220 нанофарад. У меня все заработало сразу после сборки, но как говориться – если вдруг.

Перед намоткой первичной обмотки на ТДКС феррит следует изолировать изолентой или скотчем, мотать следует эмальпроводом 0.6-0.8мм, или (что лучше) сразу двумя-тремя проводами 0.6 параллельно. Провода от трансформатора до платы желательно не более 10 сантиметров.

Не следует забывать что во вторичной обмотке ТДКС как правило находится диод, поэтому умножитель напряжения к нему не подключишь.

Для использования в электростатической коптильне параллельно выходам необходимо поставить конденсатор

30kV 470pf – 2.2n и выходной токоограничительный резистор.

Источник

Генератор постоянного тока: устройство, принцип работы, классификация

На заре электрификации генератор постоянного тока оставался безальтернативным источником электрической энергии. Довольно быстро эти альтернаторы были вытеснены более совершенными и надёжными трехфазными генераторами переменного тока. В некоторых отраслях постоянный ток продолжал быть востребованным, поэтому устройства для его генерации совершенствовались и развивались.

Даже в наше время, когда изобретены мощные выпрямительные устройства, актуальность генераторов постоянного электротока не потерялась. Например, они используются для питания силовых линий на городском электротранспорте, используемых трамваями и троллейбусами. Такие генераторы по-прежнему используют в технике электросвязи в качестве источников постоянного электротока в низковольтных цепях.

Устройство и принцип работы

В основе действия генератора лежит принцип, вытекающий из закона электромагнитной индукции. Если между полюсами постоянного магнита поместить замкнутый контур, то при вращении он будет пересекать магнитный поток (см. рис. 1). По закону электромагнитной индукции в момент пересечения индуцируется ЭДС. Электродвижущая сила возрастает по мере приближения проводника к полюсу магнита. Если к коллектору (два жёлтых полукольца на рисунке) подсоединить нагрузку R, то через образованную электрическую цепь потечёт ток.

Рис. 1. Принцип действия генератора постоянного тока

По мере выхода витков рамки из зоны действия магнитного потока ЭДС ослабевает и приобретает нулевое значение в тот момент, когда рамка расположится горизонтально. Продолжая вращение контура, его противоположные стороны меняют магнитную полярность: часть рамки, которая находилась под северным полюсом, занимает положение над южным магнитным полюсом.

Величины ЭДС в каждой активной обмотке контура определяются по формуле: e1 = Blvsinw t; e2 = -Blvsinw t; , где B магнитная индукция, l – длина стороны рамки, v – линейная скорость вращения контура, t время, w t – угол, под которым рамка пересекает магнитный поток.

При смене полюсов меняется направление тока. Но благодаря тому, что коллектор поворачивается синхронно с рамкой, ток на нагрузке всегда направлен в одну сторону. То есть рассматриваемая модель обеспечивает выработку постоянного электричества. Результирующая ЭДС имеет вид: e = 2Blvsinw t, а это значит, что изменение она подчиняется синусоидальному закону.

Строго говоря, данная конструкция обеспечивает только полярность неподвижных щеток, но не устраняет пульсации ЭДС. Поэтому график сгенерированного тока имеет вид, как показано на рис.2.

Рисунок 2. График тока, выработанного примитивным генератором

Такой ток, за исключением редких случаев, не пригоден для использования. Приходится сглаживать пульсации до приемлемого уровня. Для этого увеличивают количество полюсов постоянных магнитов, а вместо простой рамки используют более сложную конструкцию – якорь, с большим числом обмоток и соответствующим количеством коллекторных пластин (см. рис. 3). Кроме того, обмотки соединяются разными способами, о чём речь пойдёт ниже.

Рис. 3. Ротор генератора

Якорь изготавливается из листовой стали. На сердечниках якоря имеются пазы, в которые укладываются несколько витков провода, образующего рабочую обмотку ротора. Проводники в пазах соединены последовательно и образуют катушки (секции), которые в свою очередь через пластины коллектора создают замкнутую цепь.

С точки зрения физики процесса генерации не имеет значения, какие детали вращаются – обмотки контура или сам магнит. Поэтому на практике якоря для маломощных генераторов делают из постоянных магнитов, а полученный переменный ток выпрямляют диодными мостами и другими схемами.

И напоследок: если на коллектор подать постоянное напряжение, то генераторы постоянного тока могут работать в режиме синхронных двигателей.

Конструкция двигателя (он же генератор) понятна из рисунка 4. Неподвижный статор состоит из двух сердечников полюсов, состоящих из ферримагнитных пластин, и обмоток возбуждения, соединённых последовательно. Щётки расположены по одной линии друг против друга. Для охлаждения обмоток используется вентилятор.

Классификация

Различают два вида генераторов постоянного тока:

  • с независимым возбуждением обмоток;
  • с самовозбуждением.

Для самовозбуждения генераторов используют электричество, вырабатываемое самим устройством. По принципу соединения обмоток якоря самовозбуждающиеся альтернаторы с делятся на типы:

  • устройства с параллельным возбуждением;
  • альтернаторы с последовательным возбуждением;
  • устройства смешанного типа (компудные генераторы).

Рассмотрим более подробно особенности каждого типа соединения якорных обмоток.

С параллельным возбуждением

Для обеспечения нормальной работы электроприборов, требуется наличие стабильного напряжения на зажимах генераторов, не зависящее от изменения общей нагрузки. Задача решается путём регулировки параметров возбуждения. В альтернаторах с параллельным возбуждением выводы катушки подключены через регулировочный реостат параллельно якорной обмотке.

Реостаты возбуждения могут замыкать обмотку «на себя». Если этого не сделать, то при разрыве цепи возбуждения, в обмотке резко увеличится ЭДС самоиндукции, которая может пробить изоляцию. В состоянии, соответствующем короткому замыканию, энергия рассеивается в виде тепла, предотвращая разрушение генератора.

Электрические машины с параллельным возбуждением не нуждаются во внешнем источнике питания. Благодаря наличию остаточного магнетизма всегда присутствующего в сердечнике электромагнита происходит самовозбуждение параллельных обмоток. Для увеличения остаточного магнетизма в катушках возбуждения сердечники электромагнитов делают из литой стали.

Процесс самовозбуждения продолжается до момента, пока сила тока не достигнет своей предельной величины, а ЭДС не выйдет на номинальные показатели при оптимальных оборотах вращения якоря.

Достоинство: на генераторы с параллельным возбуждением слабо влияют токи при КЗ.

С независимым возбуждением

В качестве источника питания для обмоток возбуждения часто используют аккумуляторы или другие внешние устройства. В моделях маломощных машин используют постоянные магниты, которые обеспечивают наличие основного магнитного потока.

На валу мощных генераторов расположен генератор-возбудитель, вырабатывающий постоянный ток для возбуждения основных обмоток якоря. Для возбуждения достаточно 1 – 3% номинального тока якоря и не зависит от него. Изменение ЭДС осуществляется регулировочным реостатом.

Преимущество независимого возбуждения состоит в том, что на возбуждающий ток никак не влияет напряжение на зажимах. А это обеспечивает хорошие внешние характеристики альтернатора.

С последовательным возбуждением

Последовательные обмотки вырабатывают ток, равен току генератора. Поскольку на холостом ходе нагрузка равна нулю, то и возбуждение нулевое. Это значит, что характеристику холостого хода невозможно снять, то есть регулировочные характеристики отсутствуют.

В генераторах с последовательным возбуждением практически отсутствует ток, при вращении ротора на холостых оборотах. Для запуска процесса возбуждения необходимо к зажимам генератора подключить внешнюю нагрузку. Такая выраженная зависимость напряжения от нагрузки является недостатком последовательных обмоток. Такие устройства можно использовать только для питания электроприборов с постоянной нагрузкой.

Со смешанным возбуждением

Полезные характеристики сочетают в себе конструкции генераторов со смешанным возбуждением. Их особенности: устройства имеют две катушки – основную, подключённую параллельно обмоткам якоря и вспомогательную, которая подключена последовательно. В цепь параллельной обмотки включён реостат, используемый для регулировки тока возбуждения.

Процесс самовозбуждения альтернатора со смешанным возбуждением аналогичен тому, который имеет генератор с параллельными обмотками (из-за отсутствия начального тока последовательная обмотка в самовозбуждении не участвует). Характеристика холостого хода такая же, как у альтернатора с параллельной обмоткой. Это позволяет регулировать напряжения на зажимах генератора.

Смешанное возбуждение сглаживает пульсацию напряжения при номинальной нагрузке. В этом состоит главное преимущество таких альтернаторов перед прочими типами генераторов. Недостатком является сложность конструкции, что ведёт к удорожанию этих устройств. Не терпят такие генераторы и коротких замыканий.

Технические характеристики генератора постоянного тока

Работу генератора характеризуют зависимости между основными величинами, которые называются его характеристиками. К основным характеристикам можно отнести:

  • зависимости между величинами при работе на холостом ходе;
  • характеристики внешних параметров;
  • регулировочные величины.

Некоторые регулировочные характеристики и зависимости холостого хода мы раскрыли частично в разделе «Классификация». Остановимся кратко на внешних характеристиках, которые соответствуют работе генератора в номинальном режиме. Внешняя характеристика очень важна, так как она показывает зависимость напряжения от нагрузки, и снимается при стабильной скорости оборотов якоря.

Внешняя характеристика генератора постоянного тока с независимым возбуждением выглядит следующим образом: это кривая, зависимости напряжения от нагрузки (см. рис. 5). Как видно на графике падение напряжения наблюдается, но оно не сильно зависит от тока нагрузки (при сохранении скорости оборотов двигателя, вращающего якорь).

Рис. 5. Внешняя характеристика ГПТ

В генераторах с параллельным возбуждением зависимость напряжения от нагрузки сильнее выражена (см. рис. 6). Это связано с падением тока возбуждения в обмотках. Чем выше нагрузочный ток, тем стремительнее будет падать напряжение на зажимах генератора. В частности, при постепенном падении сопротивления до уровня КЗ, напряжение падёт до нуля. Но резкое замыкание в цепи вызывает обратную реакцию генератора и может быть губительным для электрической машины этого типа.

Рис. 6. Характеристика ГПТ с параллельным возбуждением

Увеличение тока нагрузки при последовательном возбуждении ведёт к росту ЭДС. (см. верхнюю кривую на рис. 7). Однако напряжение (нижняя кривая) отстаёт от ЭДС, поскольку часть энергии расходуется на электрические потери от присутствующих вихревых токов.

Рис. 7. Внешняя характеристика генератора с последовательным возбуждением

Обратите внимание на то, что при достижении своего максимума напряжение, с увеличением нагрузки, начинает резко падать, хотя кривая ЭДС продолжает стремиться вверх. Такое поведение является недостатком, что ограничивает применение альтернатора этого типа.

В генераторах со смешанным возбуждением предусмотрены встречные включения обеих катушек – последовательной и параллельной. Результирующая намагничивающая сила при согласном включении равна векторной сумме намагничивающих сил этих обмоток, а при встречном – разнице этих сил.

В процессе плавного увеличении нагрузки от момента холостого хода до номинального уровня, напряжение на зажимах будет практически постоянным (кривая 2 на рис. 8). Увеличение напряжения наблюдается в том случае, если количество проводников последовательной обмотки будет превышать количество витков соответствующее номинальному возбуждению якоря (кривая 1).

Изменение напряжения для случая с меньшим числом витков в последовательной обмотке, изображает кривая 3. Встречное включение обмоток иллюстрирует кривая 4.

Рис. 8. Внешняя характеристика ГПТ со смешанным возбуждением

Генераторы со встречным включением используют тогда, когда необходимо ограничить токи КЗ, например, при подключении сварочных аппаратов.

В нормально возбуждённых устройствах смешанного типа ток возбуждения постоянный и от нагрузки почти не зависит.

Реакция якоря

Когда к генератору подключена внешняя нагрузка, то токи в его обмотке образуют собственное магнитное поле. Возникает магнитное сопротивление полей статора и ротора. Результирующее поле сильнее в тех точках, где якорь набегает на полюсы магнита, и слабее там, где он с них сбегает. Другими словами якорь реагирует на магнитное насыщение стали в сердечниках катушек. Интенсивность реакции якоря зависит от насыщения в магнитопроводах. Результатом такой реакции является искрение щёток на коллекторных пластинах.

Снизить реакцию якоря можно путём применения компенсирующих дополнительных магнитных полюсов или сдвигом щёток с осевой линии геометрической нейтрали.

Среднее значение электродвижущей силы пропорционально магнитному потоку, количеству активных проводников в обмотках и частоте вращения якоря. Увеличивая или уменьшая указанные параметры можно управлять величиной ЭДС, а значит и напряжением. Проще всего, желаемого результата можно достичь путём регулировки частоты вращения якоря.

Мощность

Различают полную и полезную мощность генератора. При постоянной ЭДС полная мощность пропорциональна току: P = EIa. Отдаваемая в цепь полезная мощность P1 = UI.

Важной характеристикой альтернатора является его КПД – отношение полезной мощности к полной. Обозначим данную величину символом ηe. Тогда: ηe=P1/P.

На холостом ходе ηe = 0. максимальное значение КПД – при номинальных нагрузках. Коэффициент полезного действия в мощных генераторах приближается к 90%.

Применение

До недавнего времени использование тяговых генераторов постоянного тока на ж/д транспорте было безальтернативным. Однако уже начался процесс вытеснения этих генераторов синхронными трёхфазными устройствами. Переменный ток, синхронного альтернатора выпрямляют с помощью выпрямительных полупроводниковых установок.

На некоторых российских локомотивах нового поколения уже применяют асинхронные двигатели, работающие на переменном токе.

Похожая ситуация наблюдается с автомобильными генераторами. Альтернаторы постоянного тока заменяют асинхронными генераторами, с последующим выпрямлением.

Пожалуй, только передвижные сварочные аппараты с автономным питанием неизменно остаются в паре с альтернаторами постоянного тока. Не отказались от применения мощных генераторов постоянного тока также некоторые отрасли промышленности.

Видео по теме

Источник

Схема высоковольтного генератора

Батраков Евгений
E-mail captain_billy (at) mailru.com
http://radiolub.chat.ru/Monstr/monstr.htm

Я как любитель всяких импульсных и особенно высоковольтных устройств решил сделать высоковольтный генератор (идея вообще-то была сделать люстру Чижевского). Подошел я к этому весьма творчески. Т.е. как всегда чужую готовую схему повторять неинтересно — надо что-то сочинить свое. Сначала я правда перепробовал кучу схем. На транзисторах делал — мне что-то не понравилось, да и транзисторы грелись сильно. Сделал обычную схему на тиристорах — трансформатор сильно трещит (можно его конечно залить эпоксидкой, но возиться не хотелось). Частота низкая импульсы короткие. Да и напряжения высокого какого хотел (а хотелось по больше) я не получил. И я решил пойти другим путем — чтобы треск или свист не был слышен, я решил поднять частоту за пределы слышимости, т.е. килогерц 20-30 и при этом сделать генератор на тиристоре. У меня для этого было несколько высокочастотных тиристоров ТЧ63. Мощная штука — частота до 33кГц, ток постоянный 63А, а импульсный ток килоампера полтора, т.е. для импульсных устройств подходит идеально.

Попробовал я сначала вот эту схему (с этим тиристором):

Но почему-то я не смог выжать с однопереходного транзистора больше 10 кГц, ну а свист — кому понравится. Хотя в принципе схема не плохая. Хотя недостаток был еще один — резистор R3 греется очень сильно, причем мне пришлось ставить два проволочных остеклованных по 7 Ватт каждый, и все равно нагрев чрезмерно большой. Меня это не устроило. Хотя на выходе получил достаточно большое напряжение — пробивало зазор в несколько миллиметров. К сожалению напряжение померить было нечем — проверял на глазок по ширине пробивного зазора. В разной литературе указывается по разному, но в большинстве принято считать для переменного напряжения примерно 1 мм на 1 кВ, а для постоянного 1 мм на 3 кВ. Хотя это зависит от частоты (для переменного тока) и от влажности и давления. У меня ширина пробоя оказалась миллиметров 10-12 для переменного тока (почему-то при попытке выпрямить или пропустить через умножитель напряжение падало настолько сильно, что зазор уменьшался почти до нуля). Меня все это совершенно не устроило. Вот тут я и ступил на путь создания «высоковольтного монстра».

Во-первых я собрал задающий генератор по стандартной, годами проверенной схеме. На двух транзисторах разной проводимости. Это позволило без труда сделать генератор коротких импульсов с частотой изменяемой в широких пределах от 1 кГц до 50-70 кГц. Трансформатор на ферритовом колечке диаметром 10-12 мм.

Затем порывшись в груде книг и учебников я выбрал другое включение конденсатора-тиристора-трансформатора (именно так кстати делается в электронных тиристорных схемах зажигания) ее преимущество в том, что этот вариант включения практически не боится короткого замыкания на выходе:

И самое главное вместо так непонравившегося мне греющегося резистора я поставил дроссель Др1 (кстати пусковой дроссель от лампы дневного света). Дроссели Др2 и Др3 в принципе защитные (по 16 витков на феррите), но можно их наверное не ставить (хотя Др3 — влияет на резонанс).

Когда я все это включил, то начал с минимальной частоты и напряжения питания вольт 30-50. Сначала я услышал писк и на выходе пробивало зазор в пару миллиметров. Затем я стал повышать частоту и при приближении к 18-20 кГц писк не стал слышен. А вот дальше произошло самое интересное. В какой-то момент система попала в резонанс. Я услышал мощное шипение, и между выходными проводами образовалась дуга длиной миллиметров в 45, причем это было не просто потрескивание с синей искрой — это была дуга с высокой энергией ярко сиреневого цвета — такой плазменный жгут или шнур. И это все при напряжении питания в 60 вольт (если честно, я больше 80 В дать просто побоялся). Я решил проверить как обычно на пробой плотного листа бумаги (с предыдущими схемами я баловался — симпатичные такие дырочки получались). Сказать, что ее пробило — это ничего не сказать — бумага вспыхнула сразу при касании к дуге. Т.е. энергия была очень высокой. Если я концы провода подносил ближе друг к другу — они на концах начинали плавиться (тут мне и пришла мысль, что сварочник надо делать именно на тиристорах и где-то на этой же частоте). Пробивался даже фторопласт. Причем в этой схеме я использовал строчный трансформатор от цветного лампового усилителя, а выходная обмотка там имеет мало витков и при обычно схеме на выходе получалось небольшое напряжение (у ч/б телевизоров строчник с более большим коэффициентом трансформации). Я подумал, а что если напряжение питания поднять до 220В — сколько будет тогда на выходе (хотя скорее всего пробило бы трансформатор).

Когда улеглись первые восторги, я начал замечать и недостатки это конструкции. Во-первых, через пару минут работы (а то и меньше) начинал разогреваться трансформатор (и довольно сильно) затем тиристор и даже диод (мощность-то прокачивалась ого-го). Во-вторых система оказалась очень чувствительна к изменениям частоты генератора (все-таки схема-то резонансная). Так же на резонанс влияло и изменение нагрузки. Но что хуже всего — при такой высокой частоте колебаний — я нигде не смог это применить. Выпрямить невозможно — пробовал ставить на выходе высоковольтные (12 кВ, 300 мА, исправные) диоды — они начинали нагреваться даже, если припаяны одним концом, а второй просто висит в воздухе (в пространство что ли излучают). Даже при подключении высоковольтного кабеля длиной всего сантиметров 20 — напряжение падало в десятки раз (может резонанс сбивается и регулировка частоты не помогает). Пробовал собрать умножитель на выходе — с тем же результатом.

Где применить такое я не знаю. Думал даже электрошокер сделать, но схема у меня работала вольт от 16-20 не меньше, да и мощность потребляла большую и размеры были приличные (тиристор довольно внушительных размеров, дроссель, мощный конденсатор, строчный трансформатор — это будет не миниатюрное устройство, а «ранцевый» вариант, если учесть, что батареек надо к нему штук 16), к тому же в шокере на выходе должно быть постоянное напряжение (а если все-таки переменка, то на маленькую частоту). Да и вообще я такое побоюсь применить — убьет еще кого ненароком или пробьет изоляцию и мне достанется. Короче забросил я этого монстра. Хотя идея была красивая.

Источник

Генератор стробирующих импульсов SCR [180611-1]

Эта схема генерирует стробирующие импульсы, синхронизированные с сетью, для тиристоров, симисторов и аналогичных компонентов или цепей в целях тестирования.

Эта схема генерирует импульсы затвора, синхронизированные с сетью, для тиристоров, симисторов и аналогичных компонентов или цепей в целях тестирования. Оптопара CNY65 (IC1) является детектором пересечения нуля. Два стандартных резистора 250 В 100 кОм (R1 и R2) используются для управления светодиодом внутри оптопары.При значительном снижении напряжения на К2 может потребоваться уменьшение номиналов этих резисторов (при использовании схемы НН 160515-1). Эта оптопара обеспечивает зазор более 6 мм для обеспечения безопасности между расположением сторон высокого напряжения (ВН) и стороны низкого напряжения (НН) на печатной плате. При необходимости обе стороны можно соединить резистором 0 Ом или перемычкой (R3). Но имейте в виду, что тогда вся цепь подключена к сетевому напряжению, особенно разъем К4!!! Это соединение сторон НН и ВН может быть необходимо, когда на выходе +ВН двухполупериодного выпрямителя D1..D4 (K1) используется (необходим для схемы НН 160515-1). Сигнал оптопары инвертируется, буферизуется и усиливается транзистором T1 (BC547B). IC2 представляет собой двойной компаратор типа LM393. Он имеет синфазный вход от 0 В до 1,5 В (при 25°C) ниже положительной шины питания. Если один вход находится в пределах этого синфазного диапазона, а другой выше него, то инверсия фазы на выходе с открытым коллектором отсутствует. Оба компаратора IC2A и IC2B имеют опорное напряжение 2,5 В, генерируемое делителем напряжения, образованным резисторами R11 и R12 и развязанным с C4.Потенциометр P1 и конденсатор C1 задают постоянную времени импульса RC. C2 не используется и зарезервирован, если управление должно быть более точным или должно быть адаптировано для 60 Гц. Потенциометры обычно имеют допуск 20 %. Тогда (C1+C2)*P1 — постоянная времени RC. Диод D6 разряжает конденсатор C1 сразу после перехода через ноль. Выходная частота двухполупериодного выпрямителя +ВН составляет 100 Гц (K1), когда частота сети составляет 50 Гц (сеть подключена к K2). Это выходное напряжение от K1 можно использовать для питания схемы SCR, содержащей тиристор, симистор или аналогичные компоненты.Эта схема изначально была разработана для использования с обеими схемами «двуханодного тиристора MOSFET» (160515-1 v1.1 и 160515-1 v1.1), но ее можно использовать и для других приложений. Чтобы сделать схему более универсальной, разъем K4 содержит не только импульсный выходной сигнал, но и напряжение питания +5 В постоянного тока. Сюда необходимо подключить внешний источник питания +5 В. Это означает, что когда на печатной плате установлен резистор 0 Ом R3, этот внешний источник питания +5 В также подключается к сетевому напряжению, когда сетевое напряжение подключено к K2! Всегда будьте очень осторожны при прикосновении к цепи! Всегда отключайте сетевое напряжение при замене проводки и т. д.  Опорное напряжение 2,5 В также подключено к К4, оно может быть как входным, так и выходным. В зависимости от приложения это может быть полезно. На К3 можно подключить внешний потенциометр, пластиковый! Удалите триммер на печатной плате, иначе они будут соединены параллельно. Предпочтительно использовать триммер и выходной каскад около T2, чтобы убедиться, что выходное напряжение действительно может достигать нуля вольт. Использование маломощного резистора в качестве подтягивающего на выходе IC2B для управления затвором тиристора по-прежнему будет иметь некоторое напряжение на выходе из-за выхода компаратора с открытым коллектором и может быть причиной того, что тиристор всегда срабатывает. .Значение 330 Ом для R9 гарантирует, что большинство тиристоров или симисторов имеют достаточный ток затвора, более 10 мА, для правильного срабатывания. Типичное применение этой схемы можно найти в проекте «Двуханодный MOSFET-тиристор», где также можно найти схему подключения.
На первый взгляд, односторонняя печатная плата (на pdf-файле с верхним наложением показана медь на нижней стороне), возможно, немного велика, но учтите правила безопасности, такие как зазор 3 мм там, где непосредственно присутствует сетевое напряжение. Со стороны питания печатной платы все дорожки имеют зазор 6 мм до края печатной платы.Испытательное напряжение изоляции постоянного тока CNY65 составляет 13,9 кВ (1 с)! Стоимость компонентов должна быть менее 10 евро.

См. также
https://www.elektormagazine.com/labs/two-anode-mosfet-thyristor-160515
 
Спецификация
 
Резистор
R1, R2, R4 = 100 кОм, 5 %, 0,25 Вт, 250 V
R3 = 0 Ом, 5 %, 0,25 Вт (или перемычка)
R5, R6 = 1 кОм, 5 %, 0,25 Вт
R7, R8 = 2,2 кОм, 5 %, 0,25 Вт
R9 = 330 Ом, 5 %, 0,25 Вт
R10, R11, R12 = 10 кОм, 5 %, 0,25 Вт
P1 = 1 МОм, подстроечный, плоский
 
Конденсатор
C1 = 15 нФ, 100 В, 10 %, ПЭТ, шаг выводов 5/7 .5 мм
C2 = оставить открытым, см. текст
C3,C4 = 100 нФ, 50 В, 10 %, X7R, расстояние между выводами 5/7,5 мм 1N4148, DO-35
T1 = BC547B, TO-92
T2 = BC557B, TO-92
IC1 = CNY65, DIP-4 HV (Д x Ш = 17,8 x 9,6 мм)
IC2 = LM393P, DIP-8
 
Другое
K1,K2 = клеммная колодка 7,68 мм, 2-контактная, 630 В
K3 = контактная колодка, 1 ряд, 2-контактная, вертикальная, шаг 2,54 мм
K4 = контактная колодка, 1 ряд, 5-контактная, вертикальная, шаг 2,54 мм
Дополнительный разъем для IC2 = 8 контактов, DIP, 2.54 мм, 7,62 мм
 
Разное.
PCB 180611-1 v1.0
 
 

«Усовершенствованная схема тестирования вплотную друг к другу для постоянного тока высокого напряжения

Изобретение относится к усовершенствованной схеме параллельного тестирования тиристорного вентиля высокого напряжения постоянного тока (HVDC), используемого в системе передачи. Тиристорный клапан
HVDC состоит из нескольких последовательно соединенных тиристоров высокого напряжения и большой мощности. Большинство клапанов, работающих сегодня, имеют воздушную изоляцию, оптоволоконный привод и водяное охлаждение.Тиристорный клапан испытывает сложные нагрузки по напряжению и току в нормальных и нештатных режимах работы. Мы ссылаемся на публикацию — отчет CIGRE WG 14.01 «Напряжения напряжения и тока на клапанах HVDC», Electra № 125, июль 1989 г., стр. 57-88. Стандарты IEC-700 «Испытания полупроводниковых клапанов для передачи энергии постоянного тока высокого напряжения» и IEEE-857, «Руководство IEEE по процедурам испытаний тиристорных клапанов постоянного тока высокого напряжения» касаются типовых испытаний и испытаний производственных образцов, которые должны выполняться на тиристорных клапанах высокого напряжения постоянного тока.Экономика создает проблемы при поиске подходящих испытательных схем для эксплуатационных типовых испытаний.
Тиристорный клапан является ключевым компонентом системы передачи HVDC. Подходящие испытательные установки высокого напряжения и мощности, необходимые для тиристорных вентилей, создают экономические проблемы. Промежуточная испытательная схема с функцией клапана понижения шкалы принята как наиболее подходящая испытательная схема для проведения эксплуатационных испытаний тиристорных модулей.
Защитные функции, предусмотренные в современной конструкции клапана, включают следующее:

(а) Перенапряжение
(b) Чрезмерная скорость нарастания напряжения при нормальной блокировке, а также при восстановлении
период.
В некоторых конструкциях клапанов эти защиты предусмотрены в тиристорной электронике, которая находится на уровне потенциала тиристора, а в некоторых конструкциях она предусмотрена в управлении клапаном, который находится на потенциале земли. В первом случае принудительно срабатывает отдельный тиристор в случае возникновения на нем перенапряжения, а в последнем случае принудительно срабатывает общий клапан в случае перенапряжения на одном или нескольких уровнях тиристора.
Индивидуальная тиристорная защита является более эффективной, поскольку она покрывает состояние перенапряжения, возникающее из-за отказа системы запуска.Чтобы иметь более высокую доступность клапана, конструкция клапана учитывает напряжения напряжения, возникающие на затронутом уровне тиристора из-за пропадания напряжения при срабатывании, а размеры компонентов уровня рассчитаны таким образом, чтобы работа могла продолжаться до следующего планового обслуживания.
Наиболее приемлемой является встречно-параллельная шестиимпульсная мостовая схема.
Имеются недостатки, связанные с настоящей системой встречно-параллельной шестиимпульсной мостовой схемы для испытания высоковольтного тиристорного вентиля постоянного тока.
Основным недостатком является то, что функции клапана уменьшения масштаба используются в плече
шесть импульсных мостов обратной связи

схема обратного тестирования. Поскольку функция клапана использует уменьшенное количество уровней тиристоров, параметры тестовой схемы должны быть уменьшены пропорционально отношению количества устройств в тестовой схеме к фактическому количеству устройств в рабочем состоянии. Однако это масштабирование неприменимо, когда тиристорный уровень принудительно срабатывает местной защитой от перенапряжения.
Таким образом, основная цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить усовершенствованную встречно-параллельную испытательную схему для тиристорного клапана HVDC, которая не требует большого количества тиристоров в функции клапана испытательной схемы, чтобы получить напряжения, близкие к условиям эксплуатации, и избегайте неэкономичных больших рейтинговых испытательных станций.
Еще одна цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить усовершенствованную схему параллельного тестирования для тиристорного клапана постоянного тока высокого напряжения, в которой используется генератор импульсов для имитации требуемых напряжений, а схему генератора импульсов легко и дешево собрать.
Еще одна цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить усовершенствованную встречно-параллельную испытательную схему для тиристорного вентиля постоянного тока высокого напряжения, которая является простой и не требует изменения параметров схемы обычной схемы.
Еще одна цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить усовершенствованную встречно-параллельную испытательную схему для тиристорного клапана постоянного тока высокого напряжения, в которой параметры генератора могут быть отрегулированы в соответствии с требуемой формой импульса, и та же схема генератора импульсов может использоваться с подходящим компонентом схемы. параметры, для проведения коммутационного импульсного теста в период восстановления.

В соответствии с этим изобретением предложена усовершенствованная встречно-параллельная испытательная схема для тиристорного вентиля высокого напряжения постоянного тока (HVDC), содержащая шестиимпульсную встречно-параллельную испытательную схему, имеющую шеститиристорный вентиль уровня, соединенный с трансформатором преобразователя. получающий питание от генератора указанный клапан подключен к блоку питания на короткое замыкание через два параллельных сглаживающих реактора указанный клапан для испытаний на короткое замыкание подключен к преобразовательному трансформатору получающему питание от указанного генератора через токоограничивающий реактор, отличающийся тем, что генератор импульсов включен для пропадания напряжения при срабатывании до уровня, близкого к земле в одном из вентилей нижней коммутирующей группы, при этом схема генератора импульсов содержит трансформатор, соединенный с диодом, тиристором и дросселем последовательно с конденсатором, параллельно включенным между диод и тиристор.
Сущность изобретения, его цель и дополнительные преимущества, связанные с ним, будут очевидны из следующего описания, сделанного со ссылкой на неограничивающие примерные варианты осуществления изобретения, представленные на прилагаемых чертежах.
На рис. 1 показана шестиимпульсная встречно-параллельная испытательная схема в соответствии с предшествующим уровнем техники.
На рис. 2а графически показано отключение напряжения при срабатывании в режиме выпрямителя. На рис. 2b графически показано срабатывание пробоя напряжения в инверторном режиме.
На рис. 3а графически показан ток тиристора
На рис. 3b графически показан демпфирующий ток
На рис. 3c графически показано напряжение демпферного конденсатора.
На рис. 3d графически показаны потери энергии снаббера.
На рис. 4 показана трехфазная мостовая тестовая схема.
На рис. 5 графически показано моделирование VBO в
обычная встречно-параллельная схема
На рис. 6 показан модифицированный шестиимпульсный последовательный тест.
схема согласно изобретению.
На рис. 7 показаны детали схемы генератора импульсов.
по изобретению для использования при эксплуатационных испытаниях
для имитации срабатывания VBO
Краткое описание настоящего изобретения
В настоящее время проводятся типовые эксплуатационные испытания
тиристорных модулей для проверки конструкции клапана относительно
его производительность в нормальных условиях и при неисправностях. Следующее Испытания
обычно проводятся в соответствии со стандартами IEC 700.
и IEEE-857
(i) Испытание на прогрев, периодическое возгорание и гашение и
испытание на повышение температуры.
(ii) Испытание на минимальное напряжение переменного тока
(iii) Испытание прерывистым постоянным током
(iv) Испытание на короткое замыкание с последующим блокирующим напряжением
(v) Испытание на короткое замыкание без последующего блокирующего напряжения
(vi) Испытание импульсным переключением в период восстановления.
Мостовые схемы или синтетические тестовые схемы используются для выполнения вышеуказанных тестов. Мостовые схемы бывают двух типов. Одна схема состоит из двух шестиимпульсных мостов, соединенных через сглаживающий реактор, где один мост работает в выпрямительном, а другой в инверторном режиме.
Используемая в настоящее время шестиимпульсная встречно-параллельная схема (1) показана на рисунке 1. Схема включает источник питания от генератора переменного тока (3) с фильтром переменного тока (4), подключенным к земле (10) и подача питания на клапан (7) и клапан для проверки на короткое замыкание (8) через токоограничивающий реактор (5) и два преобразовательных трансформатора (6) для клапана (7) и клапана для проверки на короткое замыкание (8) соответственно. Два шестиимпульсных моста соединены через пару сглаживающих реакторов (9) параллельно.s и рис. 2(b) в инверторном режиме.
На рисунках 3(a) и 3(b) показаны ток тиристора и демпфера соответственно в амперах в зависимости от времени (мкс).
На рисунке (3c) показано напряжение демпфера-конденсатора в киловольтах в зависимости от времени (мкс), а на рисунке 3(d) показаны потери энергии демпфера в единицах энергии (Дж) в зависимости от времени (мкс). На рисунках с 3(а) по 3(d) представлены напряжения при срабатывании ВБО в рабочем состоянии.
Таким образом, настоящая испытательная схема содержит два шестиимпульсных моста, как показано на рисунке 1. Другая схема, показанная на рисунке 4, содержит только один шестиимпульсный мост, где одна коммутирующая группа работает в режиме выпрямителя, а другая — в режиме инвертора.Трехфазная мостовая испытательная схема, показанная на рисунке 4, содержит генератор (3) для питания, подключенный к преобразовательному трансформатору (6) через фильтр переменного тока (4) и токоограничивающий реактор (5). Трансформатор преобразователя (6) подключен к вентилю (7а), а вентиль для испытаний на короткое замыкание (8а) и сглаживающий реактор (9) подключены через перемычку.
Моделирование VBO в традиционной схеме с обратной связью графически показано на Рисунке 5, на котором показан уровень запуска VBO по напряжению (KV) в зависимости от времени (мс).
Настоящее изобретение усовершенствованной встречно-параллельной испытательной схемы представлено на рисунках 6 и 7. Модифицированная шестиимпульсная встречно-параллельная испытательная схема содержит испытательную схему, показанную на рис. 1 предшествующего уровня техники. Улучшение заключается в добавлении генератора импульсов для запуска VBO (2). Деталь схемы генератора импульсов (2), используемой во время эксплуатационных испытаний для имитации запуска VBO, показана на рисунке 7.
Схема генератора импульсов (2) содержит трансформатор (11), соединенный с диодом (12) и тиристором (13) последовательно с катушкой индуктивности (14) и конденсатором (15), соединенными параллельно между диодом (12) и тиристор (13).Три резистора (16) предусмотрены в схеме, как показано на рисунке. Параметры генератора импульсов изменяются в зависимости от импеданса клапана.
Напряжения при срабатывании VBO в модифицированной встречно-параллельной испытательной схеме показаны на рисунках 8(a), 8(b) и 8(c) в графическом виде.
Напряжение и ток тиристора графически показаны на рис. 8(а) с напряжением в (кВ) и током в (кА) в зависимости от времени (Вт/с). Ток снаббера показан графически с током в амперах. в зависимости от времени в секундах, а потеря энергии демпфера показана как энергия в Джулс против времени invns.
Подробное описание изобретения
Предлагаемое изобретение относится к усовершенствованной схеме обратного тестирования, в которой используется генератор импульсов. Предлагаемая тестовая схема моделируется с использованием EMTP, и результаты сравниваются с результатами условий эксплуатации. Результаты показывают близкое согласие. Усовершенствованная тестовая схема проста в реализации и не требует изменения параметров испытательного объекта для имитации такого ненормального состояния.
Тиристорный клапан включается, как только от управления клапаном поступают импульсы запуска на последовательно соединенные тиристоры.Сигналы запуска в виде света передаются по оптоволоконным кабелям от управления клапаном к цепи затвора тиристора. Световой сигнал преобразуется в электрический сигнал, и на соответствующий тиристор подается импульс затвора. Для тиристоров с прямым световым срабатыванием преобразование светового сигнала в электрический не требуется.
Все последовательно соединенные тиристоры в одном вентиле не могут включаться одновременно из-за присущих им различий в характеристиках компонентов цепи затвора и времени задержки включения отдельных тиристоров.Уровень тиристора, который включается последним, будет испытывать дополнительные нагрузки по напряжению и току по сравнению со средним тиристором. Такие исследования включения выполнены в ссылке Г. Каради, Т. Гилсига. Расчет перенапряжений при включении в тиристорном клапане постоянного тока высокого напряжения, «IEEE Trans.PAS-90, № 6, ноябрь/декабрь 1971 г., стр. .2802-2811. Однако эти нагрузки невелики, так как разброс времени включения тиристоров очень мал.
Тиристорные клапаны современной конструкции обычно снабжены защитой от перенапряжения, dv/dt и рекуперации.Схема защиты от перенапряжения защищает клапан, когда тиристор не получает нормальный импульс затвора из-за отказа системы запуска. В таких условиях затронутый уровень тиристора будет подвергаться высокому напряжению. Поврежденный тиристор включается, как только напряжение уровня превышает заданный уровень VBO, установленный в электронике уровня.
Для исследования включения VBO рассматривается 12-импульсная схема HVDC, состоящая из 96 тиристорных уровней на функцию клапана. Эти исследования проводятся как для выпрямителя, так и для инвертора.При нормальной работе среднее напряжение на уровне тиристора в момент включения меньше при работе с выпрямителем по сравнению с работой с инвертором. В силу этой причины Уровень
VBO достигается быстрее при работе с инвертором, чем при работе с выпрямителем, как показано на рис. 2. Нагрузки во время срабатывания VBO на компоненты затронутого уровня показаны на рис-3 для работы с выпрямителем.
Тестовая схема, состоящая из двух шестиимпульсных мостов, обычно используется и рассматривается в рамках настоящего изобретения.Однако усовершенствованная тестовая схема, предложенная в изобретении, в равной степени применима и для другой мостовой схемы, имеющей только один шестиимпульсный мост.
Количество уровней тиристоров, учитываемых для одной функции вентиля в мостовой схеме, невелико из-за ограничений на номинальную мощность испытательного стенда, и, соответственно, коммутирующее напряжение, индуктивность и сглаживающее реактивное сопротивление уменьшены.
Обычная схема параллельных испытаний, когда срабатывание VBO моделируется во время «периодического испытания на срабатывание и гашение» без надлежащего изменения параметров установки, будет создавать нагрузку при включении, сильно отличающуюся от условий эксплуатации.На затронутом уровне время, необходимое для достижения уровня VBO, намного больше, а напряжение dv/dt намного меньше. Это поясняется на рис. 5 с учетом 3 уровней тиристоров на функцию клапана по сравнению с 96 в рабочих условиях для работы выпрямителя. Это свидетельствует о том, что напряжения срабатывания ВБО не могут быть достигнуты при эксплуатационных испытаниях с использованием существующей мостовой схемы без внесения соответствующих модификаций. Это приводит к вопросу о поддержании адекватных уровней тиристоров для каждой функции клапана во время работы.

испытания.Требуется более 10 уровней тиристоров на функцию клапана или соответствующая модификация тестовой схемы для демонстрации срабатывания VBO. Если уровни тиристоров на функцию клапана меньше 10, необходимо провести дополнительное испытание для имитации срабатывания VBO.
Усовершенствованная тестовая схема показана на рис. 6. Срабатывание VBO моделируется на уровне, близком к земле, в одной из функций вентиля (7) нижней коммутирующей группы, как показано на рис. 6. К этому уровню подключен генератор импульсов (2).Запуск VBO моделируется отключением оптического кабеля от исследуемой тиристорной ступени. В момент подачи команды срабатывания на исследуемую функцию клапана (7) также срабатывает генератор импульсов (2). На рис. 7 показано устройство схемы генератора импульсов (2). На рис. 8 (а, б и в) показаны нагрузки напряжения и тока по уровню срабатывания VBO с усовершенствованной мостовой схемой. Они сравниваются с напряжениями, оцененными во время всего вентильного и мостового контура до модификации в Таблице 1.
Усовершенствованная тестовая схема, предложенная в настоящем изобретении, проста и не требует изменения параметров схемы обычной тестовой схемы. Требуемые напряжения VBO моделируются с добавлением небольшого генератора импульсов. Схема не требует большого количества тиристоров. Уровни
, которые избегают нерентабельной тестовой станции с большим рейтингом.

Легко и дешево собрать схему генератора импульсов. Параметры генератора можно настроить на требуемую форму импульса.Та же схема генератора импульсов может быть использована с соответствующими параметрами компонентов схемы для проведения проверки коммутационного импульса в период восстановления.
ТАБЛИЦА-I
A СРАВНЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИ ГОРЕЛКЕ VBO
(стол удален)

Изобретение, описанное выше, относится к неограничивающим вариантам осуществления и определяется прилагаемой формулой изобретения.

МЫ ЗАЯВЛЯЕМ:
1. Усовершенствованная встречно-параллельная испытательная схема для постоянного тока высокого напряжения (HVDC).
тиристорный клапан, содержащий шестиимпульсную встречно-параллельную испытательную схему (1), имеющую шесть
тиристорный клапан уровня (7), подключенный к трансформатору преобразователя (6), получающему питание
от генератора (3) указанный клапан (7) соединен с клапаном (8) для короткого замыкания
через два параллельных сглаживающих реактора (9) указанный клапан (8) для испытания на короткое замыкание
, подключенный к преобразовательному трансформатору (6), получающему питание от упомянутого генератора (3)
через токоограничивающий реактор (5), отличающийся тем, что генератор импульсов (2)
подключается для срабатывания обрыва напряжения до уровня, близкого к земле через один
клапана (7) нижней коммутационной группы цепи указанного генератора импульсов (2)
содержит трансформатор (11), соединенный с диодом (12), тиристор (13) и Катушка индуктивности
(14) последовательно с конденсатором (15) параллельно подключена между указанными Диод
(12) и тиристор (13).
2. Усовершенствованная встречно-параллельная испытательная схема по п.1, отличающаяся тем, что количество
тиристоров на клапан (7, 8) по три.
3. Усовершенствованная встречно-параллельная испытательная схема по п.1, в которой напряжение
на клапане (7, 8) составляет 10,4 кВ и соответствующий угол управления составляет 15 и
напряжение зажигания 2,7 кВ с превышением уровня напряжения 6,5 кВ.
4. Усовершенствованная встречно-параллельная испытательная схема по п.3, отличающаяся тем, что время до
достигает указанного уровня VBO 160 мкс, близкого к значению условия обслуживания 90 мкс.
5. Усовершенствованная встречно-параллельная испытательная схема по п.1, в которой генератор
(3) подключен к Земле (10) через фильтр переменного тока (4), имеющий конденсатор и Резистор
.

6. Усовершенствованная встречно-параллельная испытательная схема по п.1, отличающаяся тем, что резистор (16)
соединены последовательно до и после указанного диода (12), указанного тиристора (13)
и упомянутой цепи катушки индуктивности (14) последовательно.
7. Усовершенствованная встречно-параллельная испытательная схема по любому из предшествующих пунктов.
, в котором третий резистор (16) подключен параллельно диоду (12), тиристорному
(13) и индуктор (14) схема.
8. Усовершенствованная встречно-параллельная испытательная схема высоковольтного тиристорного вентиля постоянного тока.
, как описано здесь и показано на прилагаемых чертежах.

Сети запуска тиристорных затворов

Для безопасного и надежного запуска сигнал запуска затворов должен быть установлен в области, ограниченной заштрихованными линиями, как показано на рисунке ниже.

Цепь сети запуска затвора

Сеть запуска состоит из трансформатора для изоляции резистора R1 для ограничения тока затвора и резистора R2 для ограничения напряжения затвора.Когда тиристор находится в выключенном состоянии.

Эквивалентная схема Thevenine для сети зажигания.

Применение KVL в схеме выше кривой характеристики до тех пор, пока не будет достигнута точка установившегося состояния «P». Однако до этого момента тиристор включится, скорее всего, в районе точки «А».

Параметры сети зажигания должны быть выбраны таким образом, чтобы линия нагрузки находилась выше точки «А», но в пределах максимальной мощности.

Требования к цепям зажигания

Для положительного включения тиристора в кратчайшие сроки желательно иметь ток затвора с быстрым временем нарастания до максимально допустимого значения. Это время нарастания лучше всего достигается с помощью импульсных методов, когда схема запуска генерирует импульс с быстрым нарастанием достаточной длины, чтобы дать анодному току достаточно времени для достижения своего фиксирующего значения.

Преимущества использования импульсных сигналов

  1. Преимущество импульсных сигналов заключается в том, что в затворе рассеивается гораздо меньшая мощность по сравнению с непрерывным током.
  2. Момент срабатывания можно точно контролировать.

Важным требованием к цепи зажигания в системах питания переменного тока является то, что тиристор должен включаться во время, соответствующее фазе напряжения переменного тока. Кроме того, фаза запускающего импульса относительно нуля напряжения питания переменного тока должна изменяться.

Типичные характеристики выходного импульса схемы запуска

Длительность импульса 10 мкс с нарастанием до 2 В за 1 мкс может быть достаточной для многих приложений. Для некоторых приложений может потребоваться длительность импульса 100 мкс.

Схема запуска нормально сбрасывается после первого импульса, чтобы дать последовательность импульсов до конца полупериода, как показано на рисунке 2. В схеме выпрямителя условия могут быть неправильными, чтобы проводимость происходила при первом импульсе, а второй и последующие импульсы были доступны для включения тиристора.

Многие конфигурации выпрямителей требуют одновременного запуска двух тиристоров, катоды которых имеют разные потенциалы. Чтобы решить эту проблему, последней ступенью запуска будет трансформатор с двумя или более изолированными выходами.

Подача тока затвора при обратном смещении тиристора увеличивает ток утечки, и его лучше избегать.

Типовые схемы зажигания

Примерная схема запуска

На приведенном выше рисунке показана схема запуска.Его целью является управление напряжением нагрузки в соответствии с формой волны, как показано ниже.

Ток затвора определяется выражением

i g = V питание / R

Когда синусоидальное напряжение увеличивается от нуля, ток затвора в конечном итоге достигает уровня, при котором включается тиристор, это происходит под углом (скажем) «α».

Ограничение грубой схемы зажигания

Схема, показанная на рис. А, имеет много ограничений, и из-за этих ограничений она практически не используется, эти ограничения:

  1. изменения происходят в тиристоре.
  2. Включение будет показано и не может произойти вблизи нулевого напряжения.
  3. Угол раскрытия «α» не может превышать 90 o .

Практическая схема запуска с использованием транзистора

Практические схемы запуска используют действие переключения транзистора для генерации запускающего импульса.

Простая схема возбуждения с использованием транзистора

Простая схема возбуждения с использованием транзистора

Диод D1 выпрямляет синусоидальный входной сигнал в пульсирующий постоянный ток.

Стабилитрон «Z» срезает пики пульсирующего напряжения постоянного тока для подачи выравнивающего напряжения на последовательную цепь R1C1.

Резистор R2 сбрасывает разницу между напряжением питания и стабилитроном.

Рабочий

Опорное напряжение на базу транзистора определяется цепочкой резисторов S. Первоначально при нулевом напряжении на С1 транзистор закрыт, но когда напряжение на С1 на эмиттере достигает достаточно высокого уровня, транзистор начинает проводить.Воздействие обратной связи через обмотку трансформатора увеличивает ток базы, поэтому транзистор резко включается, быстро разряжая C1 на затвор тиристора через трансформатор.

Практическая схема запуска с использованием UJT

Простая схема запуска с использованием UJT

Простая схема запуска с использованием однопереходного транзистора

Работа

Первоначально C1 не заряжен, поэтому UJT выключен или, другими словами, он не пропускает ток пройти через него. Когда напряжение на конденсаторе C1 достигает определенного значения, однопереходный транзистор переходит в проводящее состояние, позволяя C1 разряжаться на затвор тиристора.Быстрый разряд C1 дает быстро нарастающий импульс в затвор тиристора.

Примечание: следует отметить, что в обеих схемах напряжение на конденсаторе C1 будет расти экспоненциально со скоростью, определяемой значением R1. Обе схемы запуска транзистора сбрасываются после того, как C1 разрядится, накапливаясь, чтобы дать второй и последующие импульсы.

Контроль угла включения

В нулевой точке цикла подачи переменного тока блок полностью разряжается; следовательно, начальный рост напряжения на C1 рассчитан от нуля питания.Регулировкой R1 можно управлять временем первого выходного импульса до 180° задержки в форме волны.

Цепи зажигания для сложных систем

Более сложные схемы запуска содержат гораздо больше ступеней в своих электронных схемах. Такие схемы могут, например, полагаться на взаимосвязь между линейно изменяющимся напряжением и внешним управляющим напряжением для точного инициирования в одно и то же время в каждом цикле запуска генератора импульсов.

Система запуска для сложных систем

Для приложений, не связанных с источником питания с фиксированной частотой, схемы запуска включают генераторы для инициирования начала и окончания импульса.

Функции управления сложной цепью зажигания

Более сложные системы, использующие тиристоры в качестве элементов управления мощностью, будут включать

  • Звенья замкнутого контура
  • Многофазное питание
  • Автоматическое управление уровнем тока или крутящего момента двигателя.
  • Блокирующие петли для защиты от неправильной работы из-за одновременного срабатывания различных групп.

Индийские патенты. 221635:»УЛУЧШЕННАЯ КОНТРОЛЬНАЯ ЦЕПЬ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ТИРИСТОРОВОГО КЛАПАНА ПОСТОЯННОГО ТОКА (HVDC)»

Полный текст Изобретение относится к усовершенствованной схеме параллельного тестирования тиристорного вентиля высокого напряжения постоянного тока (HVDC), используемого в системе передачи.Тиристорный клапан
HVDC состоит из нескольких последовательно соединенных тиристоров высокого напряжения и большой мощности. Большинство клапанов, работающих сегодня, имеют воздушную изоляцию, оптоволоконный привод и водяное охлаждение. Тиристорный клапан испытывает сложные нагрузки по напряжению и току в нормальных и нештатных режимах работы. Мы ссылаемся на публикацию — отчет CIGRE WG 14.01 «Напряжения напряжения и тока на клапанах HVDC», Electra № 125, июль 1989 г., стр. 57-88. Стандарты IEC-700 «Испытания полупроводниковых клапанов для передачи энергии постоянного тока высокого напряжения» и IEEE-857, «Руководство IEEE по процедурам испытаний тиристорных клапанов постоянного тока высокого напряжения» касаются типовых испытаний и испытаний производственных образцов, которые должны выполняться на тиристорных клапанах высокого напряжения постоянного тока.Экономика создает проблемы при поиске подходящих испытательных схем для эксплуатационных типовых испытаний.
Тиристорный клапан является ключевым компонентом системы передачи HVDC. Подходящие испытательные установки высокого напряжения и мощности, необходимые для тиристорных вентилей, создают экономические проблемы. Промежуточная испытательная схема с функцией клапана понижения шкалы принята как наиболее подходящая испытательная схема для проведения эксплуатационных испытаний тиристорных модулей.
Функции защиты, предусмотренные в современной конструкции клапана, включают следующее:

(a) Перенапряжение
(b) Чрезмерная скорость нарастания напряжения во время нормальной блокировки, а также в период восстановления
.
В некоторых конструкциях клапанов эти защиты предусмотрены в тиристорной электронике, которая находится на уровне потенциала тиристора, а в некоторых конструкциях она предусмотрена в управлении клапаном, который находится на потенциале земли. В первом случае принудительно срабатывает отдельный тиристор в случае возникновения на нем перенапряжения, а в последнем случае принудительно срабатывает общий клапан в случае перенапряжения на одном или нескольких уровнях тиристора.
Индивидуальная тиристорная защита является более эффективной, поскольку она покрывает состояние перенапряжения, возникающее из-за отказа системы запуска.Чтобы иметь более высокую доступность клапана, конструкция клапана учитывает напряжения напряжения, возникающие на затронутом уровне тиристора из-за пропадания напряжения при срабатывании, а размеры компонентов уровня рассчитаны таким образом, чтобы работа могла продолжаться до следующего планового обслуживания.
Наиболее приемлемой является встречно-параллельная шестиимпульсная мостовая схема.
Имеются недостатки, связанные с настоящей системой встречно-параллельной шестиимпульсной мостовой схемы для испытания высоковольтного тиристорного вентиля постоянного тока.
Основным недостатком является то, что функции клапана уменьшения масштаба используются в плече
шести импульсных мостов обратной схемы тестирования

. Поскольку функция клапана использует уменьшенное количество уровней тиристоров, параметры тестовой схемы должны быть уменьшены пропорционально отношению количества устройств в тестовой схеме к фактическому количеству устройств в рабочем состоянии. Однако это масштабирование неприменимо, когда тиристорный уровень принудительно срабатывает местной защитой от перенапряжения.
Таким образом, основная цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить усовершенствованную встречно-параллельную испытательную схему для тиристорного клапана HVDC, которая не требует большого количества тиристоров в функции клапана испытательной схемы, чтобы получить напряжения, близкие к условиям эксплуатации, и избегайте неэкономичных больших рейтинговых испытательных станций.
Еще одна цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить усовершенствованную схему параллельного тестирования для тиристорного клапана постоянного тока высокого напряжения, в которой используется генератор импульсов для имитации требуемых напряжений, а схему генератора импульсов легко и дешево собрать.
Еще одна цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить усовершенствованную встречно-параллельную испытательную схему для тиристорного вентиля постоянного тока высокого напряжения, которая является простой и не требует изменения параметров схемы обычной схемы.
Еще одна цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить усовершенствованную встречно-параллельную испытательную схему для тиристорного клапана постоянного тока высокого напряжения, в которой параметры генератора могут быть отрегулированы в соответствии с требуемой формой импульса, и та же схема генератора импульсов может использоваться с подходящим компонентом схемы. параметры, для проведения коммутационного импульсного теста в период восстановления.

В соответствии с этим изобретением предложена усовершенствованная встречно-параллельная испытательная схема для тиристорного вентиля высокого напряжения постоянного тока (HVDC), содержащая шестиимпульсную встречно-параллельную испытательную схему, имеющую шеститиристорный вентиль уровня, соединенный с трансформатором преобразователя. получающий питание от генератора указанный клапан подключен к блоку питания на короткое замыкание через два параллельных сглаживающих реактора указанный клапан для испытаний на короткое замыкание подключен к преобразовательному трансформатору получающему питание от указанного генератора через токоограничивающий реактор, отличающийся тем, что генератор импульсов включен для пропадания напряжения при срабатывании до уровня, близкого к земле в одном из вентилей нижней коммутирующей группы, при этом схема генератора импульсов содержит трансформатор, соединенный с диодом, тиристором и дросселем последовательно с конденсатором, параллельно включенным между диод и тиристор.
Сущность изобретения, его цель и дополнительные преимущества, связанные с ним, будут очевидны из следующего описания, сделанного со ссылкой на неограничивающие примерные варианты осуществления изобретения, представленные на прилагаемых чертежах.
На рис. 1 показана шестиимпульсная встречно-параллельная испытательная схема в соответствии с предшествующим уровнем техники.
На рис. 2а графически показано отключение напряжения при срабатывании в режиме выпрямителя. На рис. 2б графически показано пропадание напряжения при срабатывании в инверторном режиме
. На рис. 3а графически представлен ток тиристора
. На рис. 3б графически показан ток снаббера
. трехфазная мостовая испытательная схема
. На рис. 5 графически показано моделирование VBO в традиционной параллельной цепи

.
На рисунке 7 показаны подробности схемы генератора импульсов
согласно изобретению, которая будет использоваться во время эксплуатационных испытаний
для имитации срабатывания VBO
Сущность настоящего изобретения клапан относительно
его производительность в нормальных условиях и условиях неисправности. Следующие испытания
обычно проводятся в соответствии со стандартами IEC 700
и IEEE-857
(i) испытание на нагрев, периодическое возгорание и гашение и испытание на повышение температуры
.
(ii) Испытание на минимальное напряжение переменного тока
(iii) Испытание прерывистым постоянным током
(iv) Испытание на короткое замыкание с последующим блокирующим напряжением
(v) Испытание на короткое замыкание без последующего блокирующего напряжения
(vi) Испытание импульсным переключением в период восстановления.
Мостовые схемы или синтетические тестовые схемы используются для выполнения вышеуказанных тестов. Мостовые схемы бывают двух типов. Одна схема состоит из двух шестиимпульсных мостов, соединенных через сглаживающий реактор, где один мост работает в выпрямительном, а другой в инверторном режиме.
Используемая в настоящее время шестиимпульсная встречно-параллельная схема (1) показана на рисунке 1. Схема включает источник питания от генератора переменного тока (3) с фильтром переменного тока (4), подключенным к земле (10) и подача питания на клапан (7) и клапан для проверки на короткое замыкание (8) через токоограничивающий реактор (5) и два преобразовательных трансформатора (6) для клапана (7) и клапана для проверки на короткое замыкание (8) соответственно. Два шестиимпульсных моста соединены через пару сглаживающих реакторов (9) параллельно.s и рис. 2(b) в инверторном режиме.
На рисунках 3(a) и 3(b) показаны ток тиристора и демпфера соответственно в амперах в зависимости от времени (мкс).
На рисунке (3c) показано напряжение демпфера-конденсатора в киловольтах в зависимости от времени (мкс), а на рисунке 3(d) показаны потери энергии демпфера в единицах энергии (Дж) в зависимости от времени (мкс). На рисунках с 3(а) по 3(d) представлены напряжения при срабатывании ВБО в рабочем состоянии.
Таким образом, настоящая испытательная схема содержит два шестиимпульсных моста, как показано на рисунке 1. Другая схема, показанная на рисунке 4, содержит только один шестиимпульсный мост, где одна коммутирующая группа работает в режиме выпрямителя, а другая — в режиме инвертора.Трехфазная мостовая испытательная схема, показанная на рисунке 4, содержит генератор (3) для питания, подключенный к преобразовательному трансформатору (6) через фильтр переменного тока (4) и токоограничивающий реактор (5). Трансформатор преобразователя (6) подключен к вентилю (7а), а вентиль для испытаний на короткое замыкание (8а) и сглаживающий реактор (9) подключены через перемычку.
Моделирование VBO в традиционной схеме с обратной связью графически показано на Рисунке 5, на котором показан уровень запуска VBO по напряжению (KV) в зависимости от времени (мс).
Настоящее изобретение усовершенствованной встречно-параллельной испытательной схемы представлено на рисунках 6 и 7. Модифицированная шестиимпульсная встречно-параллельная испытательная схема содержит испытательную схему, показанную на рис. 1 предшествующего уровня техники. Усовершенствованием является добавление генератора импульсов для запуска VBO (2). Схема генератора импульсов (2), использованная во время эксплуатационных испытаний для имитации запуска VBO, показана на рисунке 7.
Схема генератора импульсов (2) содержит трансформатор (11), соединенный с диодом (12) и тиристором (13) последовательно с катушкой индуктивности (14) и конденсатором (15), подключенными параллельно между диодом (12) и тиристором (13).Три резистора (16) предусмотрены в схеме, как показано на рисунке. Параметры генератора импульсов изменяются в зависимости от импеданса клапана.
Напряжения при срабатывании VBO в модифицированной встречно-параллельной испытательной схеме показаны на рисунках 8(a), 8(b) и 8(c) в графическом виде.
Напряжение и ток тиристора графически показаны на рис. 8(а) с напряжением в (кВ) и током в (кА) в зависимости от времени (Вт/с). Ток снаббера показан графически с током в амперах. в зависимости от времени в секундах, а потеря энергии демпфера показана как энергия в Джулс против времени invns.
Подробное описание изобретения
Предлагаемое изобретение относится к усовершенствованной схеме обратного тестирования, в которой используется импульсный генератор. Предлагаемая тестовая схема моделируется с использованием EMTP, и результаты сравниваются с результатами условий эксплуатации. Результаты показывают близкое согласие. Усовершенствованная тестовая схема проста в реализации и не требует изменения параметров испытательного объекта для имитации такого ненормального состояния.
Тиристорный клапан включается, как только от управления клапаном поступают импульсы запуска на последовательно соединенные тиристоры.Сигналы запуска в виде света передаются по оптоволоконным кабелям от управления клапаном к цепи затвора тиристора. Световой сигнал преобразуется в электрический сигнал, и на соответствующий тиристор подается импульс затвора. Для тиристоров с прямым световым срабатыванием преобразование светового сигнала в электрический не требуется.
Все последовательно соединенные тиристоры в одном вентиле не могут включаться одновременно из-за присущих им различий в характеристиках компонентов цепи затвора и времени задержки включения отдельных тиристоров.Уровень тиристора, который включается последним, будет испытывать дополнительные нагрузки по напряжению и току по сравнению со средним тиристором. Такие исследования включения выполнены в ссылке Г. Каради, Т. Гилсига. Расчет перенапряжений при включении в тиристорном клапане постоянного тока высокого напряжения, «IEEE Trans.PAS-90, № 6, ноябрь/декабрь 1971 г., стр. .2802-2811.Однако эти нагрузки невелики, так как разброс во времени включения тиристоров очень мал
Тиристорные клапаны современной конструкции обычно снабжены защитой от перенапряжения, dv/dt и восстановления.Схема защиты от перенапряжения защищает клапан, когда тиристор не получает нормальный импульс затвора из-за отказа системы запуска. В таких условиях затронутый уровень тиристора будет подвергаться высокому напряжению. Поврежденный тиристор включается, как только напряжение уровня превышает заданный уровень VBO, установленный в электронике уровня.
Для исследования включения VBO рассматривается 12-импульсная схема HVDC, состоящая из 96 тиристорных уровней на функцию клапана. Эти исследования проводятся как для выпрямителя, так и для инвертора.При нормальной работе среднее напряжение на уровне тиристора в момент включения меньше при работе с выпрямителем по сравнению с работой с инвертором. По этой причине уровень
VBO достигается быстрее при работе с инвертором, чем при работе с выпрямителем, как показано на рис. 2. Нагрузки во время срабатывания VBO на компонентах затронутого уровня показаны на рис. 3 для работы с выпрямителем.
Тестовая схема, состоящая из двух шестиимпульсных мостов, обычно используется и рассматривается в рамках настоящего изобретения.Однако усовершенствованная тестовая схема, предложенная в изобретении, в равной степени применима и для другой мостовой схемы, имеющей только один шестиимпульсный мост.
Количество уровней тиристоров, учитываемых для одной функции вентиля в мостовой схеме, невелико из-за ограничений на номинальную мощность испытательного стенда, и, соответственно, коммутирующее напряжение, индуктивность и сглаживающее реактивное сопротивление уменьшены.
Обычная схема параллельных испытаний, когда срабатывание VBO моделируется во время «периодического испытания на срабатывание и гашение» без надлежащего изменения параметров установки, будет создавать нагрузку при включении, сильно отличающуюся от условий эксплуатации.На затронутом уровне время, необходимое для достижения уровня VBO, намного больше, а напряжение dv/dt намного меньше. Это поясняется на рис. 5 с учетом 3 уровней тиристоров на функцию клапана по сравнению с 96 в рабочих условиях для работы выпрямителя. Это свидетельствует о том, что напряжения срабатывания ВБО не могут быть достигнуты при эксплуатационных испытаниях с использованием существующей мостовой схемы без внесения соответствующих модификаций. Это приводит к вопросу о поддержании адекватных уровней тиристоров для каждой функции клапана во время эксплуатационных испытаний

.Требуется более 10 уровней тиристоров на функцию клапана или соответствующая модификация тестовой схемы для демонстрации срабатывания VBO. Если уровни тиристоров на функцию клапана меньше 10, необходимо провести дополнительное испытание для имитации срабатывания VBO.
Усовершенствованная тестовая схема показана на рис. 6. Срабатывание VBO моделируется на уровне, близком к земле, в одной из функций вентиля (7) нижней коммутирующей группы, как показано на рис. 6. К этому уровню подключен генератор импульсов (2).Запуск VBO моделируется отключением оптического кабеля от исследуемой тиристорной ступени. В момент подачи команды срабатывания на исследуемую функцию клапана (7) также срабатывает генератор импульсов (2). На рис. 7 показано устройство схемы генератора импульсов (2). На рис. 8 (а, б и в) показаны нагрузки напряжения и тока по уровню срабатывания VBO с усовершенствованной мостовой схемой. Они сравниваются с напряжениями, оцененными во время всего вентильного и мостового контура до модификации в Таблице 1.
Усовершенствованная тестовая схема, предложенная в настоящем изобретении, проста и не требует изменения параметров схемы обычной тестовой схемы. Требуемые напряжения VBO моделируются с добавлением небольшого генератора импульсов. Схема не требует большого количества тиристорных уровней
, что позволяет избежать нерентабельной испытательной станции с большим номиналом.

Легко и дешево собрать схему генератора импульсов. Параметры генератора можно настроить на требуемую форму импульса.Та же схема генератора импульсов может быть использована с соответствующими параметрами компонентов схемы для проведения проверки коммутационного импульса в период восстановления.
ТАБЛИЦА-I
СРАВНЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИ ГОРЕЛКЕ VBO
(Таблица удалена)

Изобретение, описанное выше, относится к неограничивающим вариантам осуществления и определяется прилагаемой формулой изобретения.

МЫ ЗАЯВЛЯЕМ:
1. Усовершенствованная встречно-параллельная испытательная схема для высоковольтного постоянного тока (HVDC)
тиристорного клапана, содержащая шестиимпульсную встречно-параллельную испытательную схему (1), имеющую шесть тиристорных вентилей уровня
( 7) подключен к преобразовательному трансформатору (6), получающему питание
от генератора (3) указанный клапан (7) подключен к клапану (8) для короткого замыкания
через два параллельных сглаживающих реактора (9) указанный клапан (8) для испытание на короткое замыкание
, подключенное к преобразовательному трансформатору (6), получающему питание от упомянутого генератора (3)
через токоограничивающий реактор (5), отличающееся тем, что импульсный генератор (2)
подключен для срабатывания отключения напряжения до уровня рядом с землей в одном
вентиля (7) нижней коммутационной группы схема
генератора импульсов (2) содержит трансформатор (11), соединенный с диодом (12), тиристор (13) и дроссель
( 14) последовательно с конденсатором (15), параллельно включенным между указанными Диод
(12) и тиристор (13).
2. Усовершенствованная встречно-параллельная испытательная схема по п.1, отличающаяся тем, что количество
тиристоров на клапан (7, 8) равно трем каждый.
3. Усовершенствованная встречно-параллельная испытательная схема по п.1, в которой напряжение
на клапане (7, 8) составляет 10,4 кВ, соответствующий угол управления равен 15, а напряжение зажигания
составляет 2,7 кВ с уровнем пробоя напряжения. 6,5 кВ.
4. Усовершенствованная параллельная тестовая схема по п.3, в которой время до
достижения указанного уровня VBO составляет 160 мкс, что близко к значению условия эксплуатации 90 мкс.
5. Усовершенствованная встречно-параллельная испытательная схема по п.1, в которой генератор
(3) подключен к земле (10) через фильтр переменного тока (4), имеющий конденсатор и резистор
.

6. Усовершенствованная встречно-параллельная испытательная схема по п.1, в которой каждый резистор (16)
соединен последовательно до и после указанного диода (12), указанного тиристора (13)
и указанной катушки индуктивности ( 14) последовательное соединение.
7. Усовершенствованная встречно-параллельная испытательная схема по любому из предшествующих пунктов
, в которой третий резистор (16) подключен параллельно диоду (12), тиристору
(13) и индуктору (14). схема.
8. Усовершенствованная встречно-параллельная испытательная схема высоковольтного тиристорного вентиля постоянного тока
, описанная здесь и проиллюстрированная на прилагаемых чертежах.

Что такое открытие тиристора? – СидмартинБио

Что такое открытие тиристора?

Тиристоры управляются путем подачи правильного сигнала на соединение затвора устройства. Затем он будет продолжать пропускать ток до тех пор, пока сигнал затвора не будет удален и напряжение на нем не достигнет нуля.Существует два основных метода запуска тиристоров: Перекрестное срабатывание при нулевом напряжении (импульсный импульс)

Почему в тиристоре используется угол открытия?

Это правда, что SCR смещен в прямом направлении для положительного полупериода напряжения питания, но, к сожалению, сигнал затвора не применяется. Следовательно, он не будет проводить или включаться. Следовательно, SCR включится и начнет проводить. Этот угол, под которым сигнал затвора подается на затвор и катод тиристора, называется углом возбуждения.

Что такое запуск и срабатывание?

Запуск и запуск обоих терминов означает один и тот же процесс i.е. перевести твердотельное устройство в режим прямой проводимости из состояния прямой блокировки. Хотя разницы в обоих словах нет.

Что такое схема зажигания?

1. В наземных операциях — электрическая цепь и/или пиротехнический контур, предназначенные для подрыва соединенных зарядов с огневой точки. 2. В морской минной войне — та часть цепи мины, которая либо замыкает цепь детонатора, либо приводит в действие противокорабельный счетчик.

Для чего нужен тиристор?

Тиристоры в основном используются там, где задействованы большие токи и напряжения, и часто используются для управления переменными токами, когда изменение полярности тока приводит к автоматическому отключению устройства, что называется «пересечением нуля».

Какова цель угла стрельбы?

Управление углом зажигания: управление углом зажигания может использоваться в таких приложениях, как управление скоростью двигателей вентиляторов, управление интенсивностью лампы накаливания, путем управления подачей питания на SCR. Управление углом открытия достигается за счет изменения времени подачи стробирующих импульсов на тринистор.

Может ли тиристор преобразовывать переменный ток в постоянный?

Однофазный тиристорный выпрямитель преобразует переменное напряжение в постоянное на выходе.Поток мощности является двунаправленным между стороной переменного и постоянного тока. Работа схемы зависит от состояния источника переменного тока и угла открытия α двухимпульсного генератора.

Что такое срабатывание тиристора?

Инициирование означает включение устройства из выключенного состояния. Включение тиристора относится к срабатыванию тиристора. Тиристор включается за счет увеличения протекающего через него анодного тока. Увеличение анодного тока может быть достигнуто многими способами.

Какова функция тиристора?

Что такое срабатывание затвора тиристора?

Запуск затвора: эта форма запуска SCR наиболее часто встречается в различных используемых схемах.Чтобы включить SCR, положительное напряжение затвора между затвором и катодом. Это приводит к возникновению тока затвора, при котором заряды инжектируются во внутренний р-слой устройства.

Как работает тиристорный нагреватель?

Описание тиристоров

Для управления током в обоих направлениях используются два тиристора, включенных обратно-параллельно. Управляющие сигналы, подаваемые на GATE, или «запускающие» сигналы, рассчитаны на включение и выключение питания, чтобы подавать питание в течение времени, необходимого для контроля температуры.

Как контролировать момент срабатывания тиристора?

Можно точно контролировать момент выстрела. Существенным требованием к цепи зажигания в приложении переменного тока является то, что тиристор должен включаться во время, соответствующее фазе напряжения переменного тока. Кроме того, фаза запускающего импульса относительно нуля напряжения питания переменного тока должна изменяться.

Какой угол поворота тиристора?

Угол включения будет варьироваться от цикла к циклу, так как температура и другие изменения происходят в тиристоре.Включение будет отображаться и не может происходить при нулевом напряжении. Угол обстрела «α» не может превышать 90 o. Практические схемы запуска используют действие переключения транзистора для генерации запускающего импульса.

Сколько тиристоров требуется для включения выпрямителя?

Многие конфигурации выпрямителей требуют одновременного запуска двух тиристоров, катоды которых имеют разные потенциалы. Чтобы решить эту проблему, последней ступенью запуска будет трансформатор с двумя или более изолированными выходами.

Как работают импульсные тиристоры?

Время цикла пакетного импульса будет установлено достаточно длинным, чтобы обеспечить завершение плавного пуска фазового угла.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.