Тиристор схема включения: Тиристоры и схемы коммутации мощной нагрузки

Содержание

Тиристоры и схемы коммутации мощной нагрузки

Тиристоры выступают твердотельными электронными устройствами, обладающими высокой скоростью коммутации. Эти приборы допустимо использовать для управления всевозможными маломощными электронными компонентами. Однако наряду с маломощной электроникой, посредством тиристоров успешно управляется силовое оборудование. Рассмотрим классические схемы включения тиристора под управление достаточно высокими нагрузками, например, электролампами, электромоторами, электрическими нагревателями и т. п.

СОДЕРЖИМОЕ ПУБЛИКАЦИИ :

Тиристор – краткий обзор полупроводника

Включение полупроводника в открытое состояние возможно путём подачи импульса пускового тока небольшой величины на управляющий электрод «У». Когда тиристор пропускает ток нагрузки в прямом направлении, электрод анода A является положительным по отношению к электроду катода «K», с точки зрения регенеративной фиксации.

Как правило, триггерный импульс для электрода У должен иметь длительность в несколько микросекунд. Однако чем длиннее импульс, тем быстрее происходит внутренний лавинный пробой. Также увеличивается время открывания перехода. Но максимальный ток затвора превышать не допускается.

После переключения и полной проводки, падение напряжения на участке анод- катод держится постоянным на уровне около 1 вольта, при всех значениях анодного тока от нуля до номинального значения. Тем не менее, следует помнить: как только полупроводник начинает проводить, этот процесс продолжается даже при отсутствии управляющего сигнала «У».

Продолжается такое состояние до момента, когда ток анода уменьшится до величины меньше допустимо минимальной. Лишь на этом уровне и ниже происходит автоматическая блокировка перехода. Иначе работают лишь новые тиристоры структуры «MCT».

ТИРИСТОРНЫЙ

Инновационная разработка в группе тиристоров. Управляемая структура MCT (MOSFET Controled thyristor): 1 — управление 1; 2 — анод; 3 — управление 2; 4 — катод; 5 — подложка металл; OFF-FET — канал типа n-канал; ON-FET — канал типа p-канал

Этот фактор показывает, что в отличие от биполярных транзисторов и полевых транзисторов, тиристоры, по сути, невозможно использовать для усиления или контролируемого переключения.

Таким образом, напрашивается логичный вывод: тиристоры как полупроводниковые приборы специально разработаны для использования в составе схем коммутации высокой мощности.

Эти полупроводники могут работать только в режиме переключения, где они действуют как открытый или закрытый коммутатор. Как только этот коммутатор срабатывает, он остаётся в состоянии проводника.

Поэтому в цепях постоянного напряжения и некоторых сильно индуктивных цепях переменного напряжения, значение тока необходимо искусственно уменьшать при помощи отдельного переключателя или схемы отключения.

Тиристор в цепи постоянного напряжения

При условии питания схемы постоянным напряжением, тиристор эффективен в качестве переключателя мощной нагрузки. Здесь прибор действует подобно электронной защелке, поскольку после активации остается в состоянии «включено», вплоть до сброса этого состояния вручную. Рассмотрим практическую схему.

3CT065E

Схема 1: КН1, КН2 — кнопки нажимные без фиксации; Л1 — нагрузка в виде лампы накаливания 100 Вт; R1, R2 — резисторы постоянные 470 Ом и 1 кОм

Эта простая схема включения/выключения применяется для управления лампой накаливания.

Между тем схему вполне допустимо использовать в качестве коммутатора электродвигателя, нагревателя и любой другой нагрузки, рассчитанной на питание постоянным напряжением.

Здесь тиристор имеет прямое смещённое состояние перехода и включается в режим короткого замыкания нормально разомкнутой кнопкой КН1. Эта кнопка соединяет управляющий электрод У с источником питания через резистор R1. Если значение R1 установить слишком высоким относительно питающего напряжения, устройство не сработает.

Стоит только активировать (нажать) кнопку КН1, тиристор переключается в состояние прямого проводника и остаётся в этом состоянии независимо от дальнейшего положения кнопки КН1. При этом токовая составляющая нагрузки показывает большее значение, чем ток фиксации тиристора.

Преимущества и недостатки использования тиристора

Одним из основных преимуществ использования этих полупроводников в качестве переключателя видится очень высокий коэффициент усиления по току. Тиристор — это устройство, фактически управляемое током.

 

Катодный резистор R2 обычно включается с целью уменьшения чувствительности электрода У и увеличения возможностей соотношения напряжение-ток, что предотвращает ложное срабатывание устройства.

Когда тиристор защелкнется и останется в состоянии «включено», сбросить это состояние возможно только прерыванием питания или уменьшения анодного тока до нижнего значения удержания.

Поэтому логично использовать нормально замкнутую кнопку КН2, чтобы разомкнуть цепь, уменьшая до нуля ток, протекающий через тиристор, заставляя прибор перейти в состояние «выключено».

Однако схема имеет также недостаток. Механический нормально замкнутый переключатель КН2 должен быть достаточно мощным — соответствовать мощности всей схемы.

В принципе, можно было бы просто заменить полупроводник мощным механическим выключателем. Один из способов преодолеть проблему с мощностью — подключить коммутатор параллельно тиристору.

KP2500A

Схема 2: КН1, КН2 — кнопки нажимные без фиксации; Л1 — лампа накаливания 100 Вт; R1, R2 — резисторы постоянные 470 Ом и 1 кОм

Доработка схемы — включение нормально разомкнутого переключателя малой мощности параллельно переходу А-К, даёт следующий эффект:

  • активация КН2 создаёт «КЗ» между электродами А и К,
  • уменьшается ток фиксации до минимального значения,
  • устройство переходит в состояние «выключено».

Тиристоры в цепи переменного тока

При подключении к источнику переменного тока тиристор работает несколько иначе. Это связано с периодическим изменением полярности переменного напряжения.

Поэтому применение в схемах с питанием переменным напряжением автоматически будет приводить к состоянию обратного смещения перехода. То есть в течение половины каждого цикла прибор будет находиться в состоянии «отключено».

Для варианта с переменным напряжением схема тиристорного запуска аналогична схеме с питанием постоянным напряжением. Разница незначительная — отсутствие дополнительного переключателя КН2 и дополнение диода D1.

Благодаря  диоду D1, предотвращается обратное смещение по отношению к управляющему электроду У. Положительным полупериодом синусоидальной формы сигнала устройство смещено прямо вперёд. Однако при выключенном переключателе КН1 к тиристору подводится нулевой ток затвора и прибор остается «выключенным».

В отрицательном полупериоде устройство получает обратное смещение и также останется «выключенным», независимо от состояния переключателя КН1.

YZ140EAA

Схема 3: КН1 — переключатель с фиксацией; D1 — диод любой под высокое напряжение; R1, R2 -резисторы постоянные 180 Ом и 1 кОм, Л1 — лампа накаливания 100 Вт

Если переключатель КН1 замкнуть, вначале каждого положительного полупериода полупроводник останется полностью «выключенным». Но в результате достижения достаточного положительного триггерного напряжения (возрастания  тока управления) на электроде У, тиристор переключится в состояние «включено».

Фиксация состояния удержания остаётся стабильной при положительном полупериоде и автоматически сбрасывается, когда положительный полупериод заканчивается. Очевидный момент, учитывая падение тока анода ниже текущего значения.

На момент следующего отрицательного полупериода, устройство полностью «отключается» до прихода следующего положительного полупериода. Затем процесс вновь повторяется.

Получается, нагрузка имеет только половину доступной мощности источника питания. Тиристор действует как выпрямляющий диод и проводит переменный ток лишь во время положительных полуциклов, когда переход смещен вперед.

Тиристоры и управление половинной волной

Фазовое управление тиристором является наиболее распространенной формой управления мощностью переменного тока. Пример базовой схемы управления фазой показан ниже. Здесь напряжение затвора тиристора формируется цепочкой R1C1 через триггерный диод D1.

На момент положительного полупериода, когда переход смещен вперед, конденсатор C1 заряжается через резистор R1 от напряжения питания схемы. Управляющий электрод У активируются только тогда, когда уровень напряжения в точке «x» вызывает срабатывание диода D1.

Конденсатор C1 разряжается на управляющий электрод У, устанавливая прибор в состояние «включено». Длительность времени положительной половины цикла, когда открывается проводимость, контролируется постоянной времени цепочки R1C1, заданной переменным резистором R1.

ZP300A

Схема 4: КН1 — переключатель с фиксацией; R1 — переменный резистор 1 кОм; С1 — конденсатор 0,1 мкф; D1 — диод любой на высокое напряжение; Л1 — лампа накаливания 100 Вт; П — синусоида проводимости

Увеличение значения R1 приводит к задержке запускающего напряжения, подаваемого на тиристорный управляющий электрод, что, в свою очередь, вызывает отставание по времени проводимости устройства.

В результате доля полупериода, когда устройство проводит, может регулироваться в диапазоне 0 -180º. Это означает, что половинная мощность, рассеиваемая нагрузкой (лампой), поддаётся регулировке.

Существует масса способов достижения полноволнового управления тиристорами. Например, можно включить один полупроводник в схему диодного мостового выпрямителя. Этим методом легко преобразовать переменную составляющую в однонаправленный ток тиристора.

Однако более распространенным методом считается вариант использования двух тиристоров, соединенных инверсной параллелью. Самым практичным подходом видится применение одного симистора. Этот полупроводник допускает переход в обоих направлениях, что делает симисторы более пригодными для схем переключения переменного тока.

Тиристоры — полный технический расклад на видео

Видеоматериал, представленный здесь — продолжение знакомства с тиристорами непосредственно глазами. Совмещение текстовой и видео информации открывает способ лучшего понимания темы. Поэтому, рекомендовано смотреть «кино» о тиристорах:


По материалам: Electronics-tutorials

Тиристорные коммутаторы нагрузки (10 схем)

Для включения и отключения нагрузки (ламп накаливания, обмоток реле, электродвигателей и т.п.) зачастую используют тиристоры. Особенность этого вида полупроводниковых приборов и основное их отличие от транзисторов заключается в том, что они обладают двумя устойчивыми состояниями, без каких-либо промежуточных.

Это состояние «включено», когда сопротивление полупроводникового прибора минимально, и состояние «выключено», когда сопротивление тиристора максимально. В идеале эти сопротивления приближаются к нулю или бесконечности.

Для включения тиристора на его управляющий электрод достаточно хотя бы кратковременно подать управляющее напряжение. Отключить тиристор (запереть) можно кратковременным выключением питания тиристора, сменой полярности питающего напряжения либо уменьшением тока в нагрузке ниже тока удержания тиристора.

Обычно включают и отключают тиристорные коммутаторы двумя кнопками. Значительно меньшее распространение получили однокнопочные схемы управления тиристорами.

Здесь подробно рассмотрены методы однокнопочного управления тиристорными коммутаторами. Принцип работы тиристорных однокнопочных управляющих устройств основан на динамических зарядно-разрядных процессах в цепи управления тиристора [EW 4/01-299].

Схема однокнопочного управления тиристором

На рисунке 1 показана одна из простейших схем однокнопочного управления тиристорным коммутатором. В схеме (здесь и далее) используют кнопки без фиксации положения. В исходном состоянии нормально замкнутые контакты кнопки шунтируют цепь управления тиристором.

Сопротивление тиристора максимально, ток через нагрузку не протекает. Диаграммы основных процессов, протекающих в схеме на рис. 1, рассмотрены на рис. 2.

Для включения тиристора (ON) нажимают на кнопку SB1. При этом нагрузка оказывается подключенной к источнику питания через контакты кнопки SB1, а конденсатор С1 заряжается через резистор R1 от источника питания.

Скорость заряда конденсатора определяется постоянной времени цепи R1C1 (см. диаграмму). После того как кнопку отпустят, конденсатор С1 разряжается на управляющий электрод тиристора. Если напряжение на нем равно или превышает напряжение включения тиристора, тиристор отпирается.

Рис. 1. Принципиальная схема управления тиристором с помощью одной кнопки.

Рис. 2. Диаграммы основных процессов, протекающих в схеме с тиристором.

Отключить нагрузку (OFF) можно кратковременным нажатием на кнопку SB1. При этом конденсатор С1 не успевает зарядиться. Поскольку контакты кнопки шунтируют электроды тиристора (анод — катод), это равноценно отключению источника питания тиристора. В результате нагрузка будет отключена.

Следовательно, для включения нагрузки необходимо с большей продолжительностью нажать на управляющую кнопку, для отключения — еще раз кратковременно нажать ту же кнопку.

Простые силовые ключи на тиристорах

На рис. 3 и 4 показаны варианты схемной идеи, представленной на рис. 1. На рис. 3 использована цепочка последовательно соединенных диодов VD1 и VD2 для ограничения максимального напряжения заряда конденсатора.

Рис. 3. Вариант схемы управления тиристором одной кнопкой.

Это позволило заметно снизить рабочее напряжение (до 1,5...3 В) и емкость конденсатора С1. В следующей схеме (рис. 4) резистор R1 включен последовательно с нагрузкой, что позволяет создать двухполюсный коммутатор нагрузки. Сопротивление нагрузки должно быть намного ниже, чем сопротивление R1.

Рис. 4. Схема электронного ключа на тиристоре с последовательным подключением нагрузки.

Тиристорный коммутатор с двумя кнопками

Тиристорное устройство управления нагрузкой (рис. 5) может быть использовано для включения и выключения нагрузки любой из нескольких последовательно включенных кнопок, работающих на разрыв цепи. Принцип действия тиристорного коммутатора заключается в следующем.

 

При включении устройства напряжение, подаваемое на управляющий электрод тиристора, недостаточно для его включения. Тиристор, и, соответственно, нагрузка отключены. При нажатии на любую из кнопок SB1 — SBn (и удержании ее нажатой) конденсатор С1 заряжается через резистор R1 от источника питания. Цепь управления тиристора и сам тиристор при этом отключены.

Рис. 5. Схема простого тиристорного коммутатора нагрузки с двумя кнопками.

После отпускания кнопки и восстановления цепи питания тиристора накопленная конденсатором С1 энергия оказывается приложенной к управляющему электроду тиристора. В результате разряда конденсатора через управляющий электрод тиристор включается, подсоединяя тем самым нагрузку к цепи питания.

Для отключения тиристора (и нагрузки) кратковременно нажимают на любую из кнопок SB1 — SBn. При этом конденсатор С1 не успевает зарядиться. В то же время цепь питания тиристора размыкается, тиристор запирается.

Величина резистора R2 зависит от напряжения питания устройства: при напряжении 15 В его сопротивление — 10 кОм при 9 В — 3,3 кОм при 5 6-1,2 кОм.

Схема с эквивалентом тиристора на транзисторах

При использовании вместо тиристора его транзисторного аналога (рис. 6) величина этого резистора меняется, соответственно, от 240 кОм (15 В) до 16 кОм (9 В) и до 4,7 кОм (5 В).

Рис. 6. Схема электронног

Тиристоры. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Тиристоры — это разновидность полупроводниковых приборов. Они предназначены для регулирования и коммутации больших токов. Тиристор позволяет коммутировать электрическую цепь при подаче на него управляющего сигнала. Это делает его похожим на транзистор.

Как правило, тиристор имеет три вывода, один из которых управляющий, а два других образуют путь для протекания тока. Как мы знаем, транзистор открывается пропорционально величине управляющего тока. Чем он больше, тем больше открывается транзистор, и наоборот. А у тиристора все устроено иначе. Он открывается полностью, скачкообразно. И что самое интересное, не закрывается даже при отсутствии управляющего сигнала.

Принцип действия

Рассмотрим работу тиристора по следующей простой схеме.

К аноду тиристора подключается лампочка или светодиод, а к ней подсоединяется плюсовой вывод источника питания через выключатель К2. Катод тиристора подключен к минусу питания. После включения цепи на тиристор подается напряжение, однако светодиод не горит.

Если нажать на кнопку К1, ток через резистор поступит на управляющий электрод, и светодиод начал светиться. Часто на схемах его обозначают буквой «G», что обозначает gate, или по-русски затвор (управляющий вывод).

Резистор ограничивает ток управляющего вывода. Минимальный ток срабатывания данного рассматриваемого тиристора составляет 1 мА, а максимально допустимый ток 15 мА. С учетом этого в нашей схеме подобран резистор сопротивлением 1 кОм.

Если снова нажать на кнопку К1, то это не повлияет на тиристор, и ничего не произойдет. Чтобы перевести тиристор в закрытое состояние, нужно отключить питание выключателем К2. Если же снова подать питание, то тиристор вернется в исходное состояние.

Этот полупроводниковый прибор, по сути, представляет собой электронный ключ с фиксацией. Переход в закрытое состояние происходит и тогда, когда напряжение питания на аноде уменьшается до определенного минимума, примерно 0,7 вольта.

Особенности устройства

Фиксация включенного состояния происходит благодаря особенности внутреннего устройства тиристора. Примерная схема выглядит таким образом:

Обычно он представляется в виде двух транзисторов разной структуры, связанных между собой. Опытным путем можно проверить, как работают транзисторы, подключенные по такой схеме. Однако, имеются отличия в вольтамперной характеристике. И еще нужно учитывать, что приборы изначально спроектированы так, чтобы выдерживать большие токи и напряжения. На корпусе большинства таких приборов имеется металлический отвод, на который можно закрепить радиатор для рассеивания тепловой энергии.

Тиристоры выполняются в различных корпусах. Маломощные приборы не имеют теплового отвода. Распространенные отечественные тиристоры выглядят следующим образом. Они имеют массивный металлический корпус и выдерживают большие токи.

Основные параметры тиристоров
  • Максимально допустимый прямой ток. Это максимальное значение тока открытого тиристора. У мощных приборов оно достигает сотен ампер.
  • Максимально допустимый обратный ток.
  • Прямое напряжение. Это падение напряжения при максимальном токе.
  • Обратное напряжение. Это максимально допустимое напряжение на тиристоре в закрытом состоянии, при котором тиристор может работать без нарушения его работоспособности.
  • Напряжение включения. Это минимальное напряжение, приложенное к аноду. Здесь имеется ввиду минимальное напряжение, при котором вообще возможна работа тиристора.
  • Минимальный ток управляющего электрода. Он необходим для включения тиристора.
  • Максимально допустимый ток управления.
  • Максимально допустимая рассеиваемая мощность.
Динамический параметр

Время перехода тиристора из закрытого состояния в открытое при поступлении сигнала.

Виды тиристоров

По способу управления разделяют на:
  • Диодные тиристоры, или по-другому динисторы. Они открываются импульсом высокого напряжения, которое подается на катод и анод.
  • Триодные тиристоры, или тринисторы. Они открываются током управления электродом.
Триодные тиристоры в свою очередь разделяются:
  • Управление катодом – напряжение, образующее ток управления, поступает на электрод управления и катод.
  • Управление анодом – управляющее напряжение подходит на электрод и анод.
Запирание тиристора производится:
  • Уменьшением анодного тока – катод меньше тока удержания.
  • Подачей напряжения запирания на электрод управления.
По обратной проводимости тиристоры делятся:
  • Обратно-проводящие – имеют малое обратное напряжение.
  • Обратно-непроводящие – обратное напряжение равно наибольшему прямому напряжению в закрытом виде.
  • С ненормируемым обратным значением напряжения – изготовители не определяют значение этой величины. Такие приборы применяются в местах, где обратное напряжение исключено.
  • Симистор – пропускает токи в двух направлениях.

Используя симисторы, нужно знать, что они действуют условно симметрично. Основная часть симисторов открывается, когда на электрод управления поступает положительное напряжение по сравнению с катодом, а на аноде может быть любая полярность. Но если на анод приходит отрицательное напряжение, а на электрод управления положительное, то симисторы не открываются, и могут выйти из строя.

По быстродействию разделяют по времени отпирания (включения) и времени запирания (отключения).

Разделение тиристоров по мощности

При действии тиристора в режиме ключа наибольшая мощность коммутируемой нагрузки определяется напряжением на тиристоре в открытом виде при наибольшем токе и наибольшей рассеиваемой мощности.

Действующая величина тока на нагрузку не должна быть выше наибольшей рассеиваемой мощности, разделенной на напряжение в открытом виде.

Простая сигнализация на основе тиристора

На основе тиристора можно сделать простую сигнализацию, которая будет реагировать на свет, издавая звук с помощью пьезоизлучателя. На управляющий вывод тиристора подается ток через фоторезистор и подстроечный резистор. Свет, попадая на фоторезистор, уменьшает его сопротивление. И на управляющий вывод тиристора начинает поступать отпирающий ток, достаточный для его открывания. После этого включается пищалка.

Подстроечный резистор предназначен для того, чтобы настроить чувствительность устройства, то есть, порог срабатывания при облучении светом. Самое интересное, что даже при отсутствии света тиристор продолжает оставаться в открытом состоянии, и сигнализирование не прекращается.

Если напротив светочувствительного элемента установить световой луч так, чтобы он светил немного ниже окошечка, то получится простейший датчик дыма. Дым, попадая между источником и приемником света, будет рассеивать свет, что вызовет запуск сигнализации. Для этого устройства обязательно нужен корпус, для того, чтобы на приемник света не поступал свет от солнца или искусственных источников света.

Открыть тиристор можно и другим способом. Для этого достаточно кратковременно подать небольшое напряжение между управляющим выводом и катодом.

Регулятор мощности на тиристоре

Теперь рассмотрим использование тиристора по прямому назначению. Рассмотрим схему простого тиристорного регулятора мощности, который будет работать от сети переменного тока напряжением 220 вольт. Схема простая и содержит всего пять деталей.

  • Полупроводниковый диод VD.
  • Переменный резистор R1.
  • Постоянный резистор R2.
  • Конденсатор С.
  • Тиристор VS.

Их рекомендованные номинальные значения показаны на схеме. В качестве диода можно использовать КД209, тиристор КУ103В или мощнее. Резисторы желательно использовать мощностью не менее 2 ватт, конденсатор электролитический на напряжение не менее 50 вольт.

Эта схема регулирует лишь один полупериод сетевого напряжения. Если представить, что мы из схемы убрали все элементы, кроме диода, то он будет пропускать только полуволну переменного тока, и на нагрузку, к примеру, на паяльник или лампу накаливания поступит лишь половина мощности.

Тиристор позволяет пропускать дополнительные, условно говоря, кусочки полупериода, срезанного диодом. При изменении положения переменного резистора R1 напряжение на выходе будет меняться.

К положительному выводу конденсатора включен управляющий вывод тиристора. Когда напряжение на конденсаторе возрастает до напряжения включения тиристора, он открывается и пропускает определенную часть положительного полупериода. Переменный резистор будет определять скорость зарядки конденсатора. А чем быстрее он зарядится, тем раньше откроется тиристор, и успеет до смены полярности пропустить часть положительного полупериода.

На конденсатор отрицательная полуволна не поступает, и напряжение на нем одной полярности, поэтому не страшно, что он имеет полярность. Схема позволяет изменять мощность от 50 до 100%. Для паяльника это в самый раз подходит.

Тиристор пропускает ток в одном направлении от анода к катоду. Но существуют разновидности, которые пропускают ток в обоих направлениях. Они называются симметричные тиристоры или симисторы. Они используются для управления нагрузкой в цепях переменного тока. Существует большое количество схем регуляторов мощности на их основе.

Похожие темы:

СВАРОЧНЫЙ АППАРАТ

СВАРОЧНЫЙ АППАРАТ

   Недавно беседовал со своим преподавателем в университете, и на свою беду раскрыл свои радиолюбительские таланты. В общем кончился разговор тем, что взялся я собрать человеку тиристорный выпрямитель с плавным регулятором тока, для его сварочного "бублика". Зачем это нужно? Дело в том, что переменным напряжением нельзя варить со специальными электродами, рассчитанными на постоянку, а учитывая что сварочные электроды бывают разной толщины (чаще всего от 2 до 6 мм), то и значение тока должно быть пропорционально изменено.  

   Выбирая схему сварочного регулятора, последовал совету -igRomana- и остановился на довольно простом регуляторе, где изменение тока производится подачей на управляющие электроды импульсов, формируемых аналогом мощного динистора, собранного на тиристоре КУ201 и стабилитроне КС156.  Смотрим схему ниже:

   Несмотря на то, что потребовалась дополнительная обмотка с напряжением 30 В, решил сделать проще, и чтоб не трогать сам сварочный трансформатор поставил небольшой дополнительный на 40 ватт. Тем самым приставка-регулятор стала полностью автономной - можно её подключать к любому сварочному трансформатору.  Остальные детали регулятора тока собрал на небольшой плате из фольгированного текстолита, размерами с пачку сигарет. 

   В качестве основания выбрал кусок винипласта, куда прикрутил сами тиристоры ТС160 с радиаторами. Так как мощных диодов под рукой не оказалось, пришлось два тиристора заставить выполнять их функцию.  

   Она так-же крепится на общее основание. Для ввода сети 220 В использованы клеммы, входное напряжение со сварочного трансформатора подаётся на тиристоры через винты М12. Снимаем постоянный сварочный ток с таких-же винтов.

   Сварочный аппарат собран, пришло время испытаний. Подаём на регулятор переменку с тора и меряем напряжение на выходе - оно почти не меняется. И не должно, так как для точного контроля вольтажа нужна хотя-бы небольшая нагрузка. Ей может быть простая лампа накаливания на 127 (или 220 В). Вот теперь и без всяких тестеров видно изменение яркости накала лампы, в зависимости от положения движка резистора-регулятора.

   Вот и понятно, зачем по схеме указан второй подстроечный резистор - он ограничивает максимальное значение тока, что подаётся на формирователь импульсов. Без него выходной уже от половины движка достигает предельно возможного значения, что делает регулировку недостаточно плавной.

   Для правильной настройки диапазона изменения тока, надо основной регулятор вывести на максимум тока (минимум сопротивления), а подстроечным (100 Ом) постепенно снижать сопротивление, пока дальнейшее его уменьшение не приведёт к увеличению сварочного тока. Зафиксировать этот момент.

   Теперь сами испытания, так сказать по железу. Как и было задумано, ток нормально регулируется от нуля до максимума, однако на выходе не постоянка, а скорее импульсный постоянный ток. Короче электрод постоянного тока как не варил, так и не варит как следует.

   Придётся добавлять блок конденсаторов. Для этого нашлось 5 штук отличных электролитов на 2200 мкФ 100 В. Соединив их с помощью двух медных полосок параллельно, получил вот такую батарею.

   Проводим опять испытания - электрод постоянного тока вроде начал варить, но обнаружился нехороший дефект: в момент касания электрода, происходит микровзрыв и прилипание - это разряжаются конденсаторы. Очевидно без дросселя не обойтись.

   И тут удача не оставила нас с преподавателем - в каптёрке нашёлся просто отличный дроссель ДР-1С, намотанный медной шиной 2х4 мм по Ш-железу и имеющий вес 16 кг. 

   Совсем другое дело! Теперь залипания почти нет и электрод постоянного тока варит плавно и качественно. А в момент контакта идёт не микровзрыв, а типа лёгкое шипение. Короче все довольны - учитель отличным сварочным аппаратом, а я избавлением от забивания головы архимутным предметом, не имеющим никакого отношения к электронике:)

   Форум по сварочным аппаратам

Реализуйте модель тиристора - Simulink

Реализовать модель тиристора

Библиотека

Фундаментальные блоки / Силовая электроника

Simscape / Электрооборудование / Специализированные системы питания / Фундаментальные блоки / Энергетика Электроника

Описание

Тиристор - это полупроводниковый прибор, который может быть включен с помощью стробирующего сигнала. В Модель тиристора моделируется как резистор Рон, индуктор Lon и источник постоянного напряжения. представляет прямое напряжение Vf, подключенное последовательно с переключателем.Переключатель управляется логическим сигналом, зависящим от напряжения Vak, тока Iak и стробирующего сигнала g.

Блок тиристоров также содержит цепь демпфера RS-CS, которая может быть подключена в параллельно тиристорному устройству.

Статическая характеристика VI этой модели показана ниже.

Тиристорное устройство включается, когда анод-катод V ak напряжение больше Vf и на входе затвора подается положительный импульсный сигнал (g> 0).Высота пульса должна быть больше 0 и длится достаточно долго, чтобы анодный ток тиристора стал больше, чем ток фиксации Ил .

Тиристор отключается, когда ток, протекающий в устройстве, становится равным 0 (Iak = 0) и отрицательное напряжение появляется на аноде и катоде в течение, по крайней мере, периода времени, равного к времени выключения Tq. Если напряжение на устройстве становится положительным в течение время меньше, чем Tq, устройство включается автоматически, даже если стробирующий сигнал низкий (g = 0) и анодный ток меньше тока фиксации.Кроме того, если при включении устройство амплитуда тока остается ниже уровня тока фиксации, указанного в диалоговом окне, устройство выключается, когда уровень стробирующего сигнала становится низким (g = 0).

Время выключения Tq представляет собой время восстановления несущей: это интервал времени между момент, когда анодный ток уменьшился до 0, и момент, когда тиристор способен выдерживания положительного напряжения Вак без повторного включения.

Параметры

Модель тиристора и подробная модель тиристора

Для оптимизации скорости моделирования доступны две модели тиристоров: модель тиристора и детальная модель тиристора.Для тиристорной модели ток фиксации Il и время восстановления Tq предполагается равным 0 .

Сопротивление Ron

Внутреннее сопротивление тиристора Ron, в Ом (Ом). По умолчанию 0,001 . Параметр Resistance Ron не может быть установлен на 0 , когда установлен параметр Inductance Lon на номер 0 .

Индуктивность Lon

Внутренняя индуктивность тиристора Lon, в генри (H).По умолчанию 0 для тиристорных блоков и 1e – 3 для подробных Тиристорные блоки. Параметр Inductance Lon обычно устанавливается на 0 , кроме случая, когда установлен параметр Сопротивление Рон на номер 0 .

Прямое напряжение Vf

Прямое напряжение тиристора в вольтах (В). По умолчанию 0,8 .

Начальный ток Ic

Когда параметр Inductance Lon больше, чем 0 , можно указать начальный ток, протекающий в тиристоре. это обычно устанавливается на 0 , чтобы начать моделирование с заблокированным тиристором. По умолчанию 0 .

Можно указать значение Начальный ток Ic , соответствующее конкретное состояние цепи. В таком случае все состояния линейной цепи должны быть установлены соответственно. Инициализация всех состояний силового электронного преобразователя - сложная задача. Поэтому этот вариант полезен только для простых схем.

Сопротивление демпфера Rs

Сопротивление демпфера в Ом (Ом).По умолчанию 500 . Установить Демпферное сопротивление Rs параметр до до для устранения демпфер от модели.

Емкость демпфера Cs

Емкость демпфера в фарадах (F). По умолчанию: 250e-9 . Установить Демпферная емкость Cs параметр до 0 для устранения демпфер или к и для получения резистивного демпфера.

Показать порт измерения

Если выбрано, добавьте выход Simulink ® к блоку, возвращающему ток и напряжение тиристора.По умолчанию выбрано.

Ток фиксации Il

Ток фиксации детализированной модели тиристора в амперах (A). По умолчанию 0,1 . Этот параметр специфичен для детального тиристора. блоки.

Время выключения Tq

Время выключения Tq детализированной модели тиристора, в амперах (A). По умолчанию 100e – 6 . Этот параметр специфичен для детального тиристора. блоки.

Входы и выходы

g

Сигнал Simulink для управления затвором тиристора.

m

Выход Simulink блока - это вектор, содержащий два сигнала. Вы можете демультиплексировать эти сигналы с помощью блока Bus Selector, предоставленного в библиотеке Simulink.

Сигнал

Определение

Ед.

Напряжение тиристора

В

Допущения и ограничения

Блок тиристоров реализует макромодель реального тиристора.Не принимает во внимание учитывать либо геометрию устройства, либо сложные физические процессы, моделирующие поведение устройства [1, 2]. Напряжение прямого переключения и критическое значение производной повторно приложенное анодно-катодное напряжение не учитывается в модели.

В зависимости от значения индуктивности Lon, тиристорный блок моделируется либо как источник тока (Lon> 0) или в виде схемы с переменной топологией (Lon = 0). Блок тиристоров нельзя подключать последовательно с дросселем, источником тока или разомкнутой цепью, если только это не демпферная цепь используется.

Индуктивность Lon принудительно устанавливается на 0, если вы выбираете дискретизацию своей схемы.

Примеры

В power_thyristor Например, одноимпульсный тиристорный выпрямитель используется для питания нагрузки RL. Импульсы затвора получается от генератора импульсов, синхронизированного по напряжению источника. Следующие параметры: используемый:

2

2 Rs

R

1 Ом

L

L

9227

м :

Рон

0.001 Ом

Lon

0 H

Vf

450

450

20 Ом

Cs

4e-6 F

Угол зажигания варьируется от генератора импульсов источник. Запустить моделирование и наблюдение за током нагрузки и напряжением нагрузки, а также за током тиристора и вольтаж.

Ссылки

[1] Раджагопалан В., Компьютерный анализ мощности Electronic Systems , Marcel Dekker, Inc., New York, 1987.

[2] Mohan, N., T.M. Унделанд и В. Роббинс, Мощность Электроника: преобразователи, приложения и дизайн , John Wiley & Sons, Inc., Нью-Йорк, 1995.

Представлен до R2006a

Коммутация виртуальных каналов - TelecomABC

Коммутация виртуальных каналов - это методология коммутации пакетов, при которой устанавливается путь между источником и конечным пунктом назначения, через который все пакеты будут маршрутизироваться во время вызова.Этот путь называется виртуальным каналом, поскольку пользователю кажется, что соединение представляет собой выделенный физический канал. Однако другие коммуникации также могут использовать части одного и того же пути.

Перед началом передачи данных источник и пункт назначения определяют подходящий путь для виртуального канала. Все промежуточные узлы между двумя точками помещают запись о маршрутизации в свою таблицу маршрутизации для вызова. Дополнительные параметры, такие как максимальный размер пакета, также обмениваются между источником и получателем во время установления вызова.Виртуальный канал очищается после завершения передачи данных.

Коммутация пакетов виртуальных каналов ориентирована на соединение. Это контрастирует с коммутацией дейтаграмм, которая представляет собой методологию коммутации пакетов без установления соединения. Преимущества коммутации виртуальных каналов:

  • Пакеты доставляются по порядку,
    , поскольку все они следуют по одному маршруту;
  • Накладные расходы в пакетах меньше,
    , поскольку нет необходимости, чтобы каждый пакет содержал полный адрес;
  • Соединение более надежное,
    сетевых ресурсов выделяются при установке вызова, так что даже во время перегрузки, при условии, что вызов был установлен, последующие пакеты должны пройти;
  • Биллинг проще,
    , так как записи счетов нужно создавать только для каждого звонка, а не для каждого пакета.

Недостатки виртуальной сети с коммутацией каналов:

  • Коммутационное оборудование должно быть более мощным,
    , поскольку каждый коммутатор должен хранить сведения обо всех вызовах, которые проходят через него, и выделять емкость для любого трафика, который может генерировать каждый вызов;
  • Устойчивость к потере магистрали более сложна,
    , поскольку в случае сбоя все вызовы должны быть динамически восстановлены по другому маршруту.

Примеры коммутации виртуальных каналов: X.25 и Frame Relay.

Характеристики переключения тиристора - силовая электроника от A до Z

Характеристики переключения тиристора или динамические характеристики:

  • Характеристики переключения важны, особенно при высоких частотах, для определения скорости устройства при переходе от состояния проводимости к состоянию блокировки и наоборот. наоборот.
  • Потери, возникающие в устройстве при переключении из состояния ВКЛ в состояние ВЫКЛ и состояния ВЫКЛ в состояние ВКЛ, известны как потери при переключении.
  • Характеристики переключения устройства говорят нам о потерях переключения, что является очень важным параметром при выборе устройства.

На высокой частоте коммутационные потери больше.

В этом посте мы подробно обсудим коммутационные характеристики тиристоров. Для правильного понимания коммутационных характеристик тиристоров рекомендуется ознакомиться с «Основами тиристоров и характеристиками V-I».

Механизм включения: -

  • Когда положительный сигнал затвора применяется к SCR с прямым смещением, переход SCR из состояния блокировки в состояние проводимости называется механизмом включения.
  • Время, необходимое для перехода SCR из состояния блокировки в состояние проводимости, называется временем включения.
  • Время включения делится на 3 периода.
  • t ON = t d + t r + t p
  • t d = время задержки, t p или t s = время пика (или) распространения
  • когда ток затвора достигает 0,9I G , анодный ток I A начинает увеличиваться и достигает 0,1I A (10% от максимального значения)
  • Время, необходимое для того, чтобы анодный ток достиг 0. 1I A называется временем задержки (t d ).
  • Другими словами, это время, необходимое для того, чтобы анодное напряжение упало с A до 0,9 В A
  • Анодный ток далее увеличивается и достигает 0,9I A .
  • Время, необходимое анодному току для увеличения с 0,1I A до 0,9I A , называется временем нарастания (t r ).
  • Другими словами, это время, за которое анодное напряжение падает с 0.9V A до 0,1V A

Время распространения или пиковое время (t с или t p )

  • Время, затрачиваемое анодным током

% PDF- 1.3 % 64 0 объект > endobj xref 64 68 0000000016 00000 н. 0000001725 00000 н. 0000001867 00000 н. 0000002006 00000 н. 0000002523 00000 н. 0000002754 00000 н. 0000002834 00000 н. 0000002958 00000 н. 0000003064 00000 н. 0000003170 00000 н. 0000003224 00000 н. 0000003331 00000 н. 0000003385 00000 н. 0000003536 00000 н. 0000003590 00000 н. 0000003687 00000 н. 0000003741 00000 н. 0000003829 00000 н. 0000003912 00000 н. 0000003966 00000 н. 0000004071 00000 н. 0000004125 00000 н. 0000004179 00000 н. 0000004283 00000 п. 0000004337 00000 н. 0000004471 00000 н. 0000004525 00000 н. 0000004578 00000 н. 0000004660 00000 н. 0000004762 00000 н. 0000004815 00000 н. 0000004868 00000 н. 0000004922 00000 н. 0000005004 00000 н. 0000005101 00000 п. 0000005154 00000 н. 0000005208 00000 н. 0000005409 00000 н. 0000005615 00000 н. 0000006302 00000 п. 0000006412 00000 н. 0000006628 00000 н. 0000006724 00000 н. 0000006940 00000 п. 0000007635 00000 п. 0000007657 00000 н. 0000008402 00000 п. 0000008424 00000 н. 0000008537 00000 н. 0000008843 00000 н. 0000008930 00000 н. 0000009632 00000 н. 0000009654 00000 н. 0000009767 00000 н. 0000010474 00000 п. 0000010496 00000 п. 0000011208 00000 п. 0000011230 00000 п. 0000011411 00000 п. 0000012124 00000 п. 0000012146 00000 п. 0000012819 00000 п. 0000012841 00000 п. 0000013413 00000 п. 0000013435 00000 п. 0000013514 00000 п. 0000002068 00000 н. 0000002501 00000 п. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 65 0 объект > endobj 66 0 объект B- | [Bd) / U (& E 䱃 -rZY} [] "9« / V) / П-12 >> endobj 67 0 объект > endobj 130 0 объект > поток ǬN} ~ {:}, R گ Ҋp` ۇ GɐRc) 95RfC ~ o."QFic" "> Dq :: r Y ٮ og% _j¶xr {gH [@ GB $ 7? R * +. (Pq ژ * kC

ЦЕПИ КОНТРОЛЛЕРА НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (РЕГУЛЯТОРЫ RMS НАПРЯЖЕНИЯ)

1 AC TAGE CNTRER CRCUT (RM TAGE CNTRER) Контроллеры переменного напряжения (контроллеры сетевого напряжения переменного тока) используются для изменения значения RM переменного напряжения, подаваемого в цепь нагрузки, путем введения тиристоров между нагрузкой и источником постоянного напряжения переменного тока. Значение RM переменного напряжения, приложенного к цепи нагрузки, регулируется путем управления углом срабатывания тиристоров в схемах контроллера переменного напряжения. Вкратце, контроллер напряжения переменного тока - это тип тиристорного преобразователя мощности, который используется для преобразования входного источника переменного тока с фиксированным напряжением и частотой для получения переменного выходного напряжения переменного напряжения. Значение RM выходного напряжения переменного тока и поток мощности переменного тока к нагрузке регулируются путем изменения (регулирования) угла срабатывания (RM) Вход переменного тока gefssfs AC oltage Controller a ria b le AC RM / P o lta gef два различных типа тиристорного управления, используемые на практике для управления потоком мощности переменного тока. Управление n-ff. Управление фазой. Это два метода управления выходным напряжением переменного тока.Техника управления n n-ff Тиристоры используются в качестве переключателей для подключения цепи нагрузки к источнику переменного тока на несколько циклов входного источника переменного тока, а затем для его отключения на несколько циклов входа. Таким образом, тиристоры действуют как высокоскоростной контактор (или высокоскоростной переключатель переменного тока). PHAE CNTR n управление фазой Тиристоры используются в качестве переключателей для подключения цепи нагрузки к входному источнику переменного тока для части каждого входного цикла. То есть напряжение питания переменного тока прерывается с помощью тиристоров в течение части каждого входного цикла.Тиристорный переключатель включается на часть каждого полупериода, так что входное напряжение питания появляется на нагрузке, а затем выключается в течение оставшейся части входного полупериода, чтобы отключить питание переменного тока от нагрузки. Управляя фазовым углом или углом срабатывания (углом задержки), можно управлять выходным напряжением RM на нагрузке. Угол задержки запуска определяется как фазовый угол (значение ωt), при котором тиристор включается и начинает течь ток нагрузки.

2 Тиристорные контроллеры переменного напряжения используют коммутацию линии переменного тока или фазу переменного тока. Тиристоры в контроллерах напряжения переменного тока имеют линейное отключение (фазное отключение), поскольку входное питание переменного тока. Когда входное переменное напряжение меняется на противоположное и становится отрицательным в течение отрицательного полупериода, ток, протекающий через проводящий тиристор, уменьшается и падает до нуля. Таким образом, тиристор N естественным образом отключается, когда ток устройства падает до нуля. Тиристоры с фазовым управлением, которые являются относительно недорогими, тиристоры преобразовательного класса, которые медленнее, чем тиристоры инверторного класса с быстрым переключением, обычно не используются.Для приложений с частотой до 4 Гц, если симисторы доступны для соответствия номинальным значениям напряжения и тока конкретного приложения, симисторы используются только в редких случаях. Из-за коммутации сети переменного тока или естественной коммутации нет необходимости в дополнительных схемах или компонентах коммутации, а схемы для контроллеров переменного напряжения очень просты. Из-за природы выходных сигналов анализ и вывод выражений для параметров перфорации не являются простыми, особенно для регуляторов переменного напряжения с фазовым управлением с нагрузкой R.Однако, однако, большинство практических нагрузок относятся к типу R, и, следовательно, нагрузку R следует учитывать при анализе и проектировании схем контроллера переменного напряжения. ТИП F AC TAGE CNTRER Контроллеры переменного напряжения подразделяются на два типа в зависимости от типа входного источника переменного тока, подаваемого в цепь. однофазные контроллеры переменного тока. Трехфазные контроллеры переменного тока. Контроллеры однофазного переменного тока работают в нашей стране с однофазным напряжением питания 3 RM при 5 Гц. Трехфазные контроллеры переменного тока работают с трехфазным источником переменного тока 4 RM при частоте питания 5 Гц.Каждый тип контроллера может быть подразделен на однонаправленный или полуволновой контроллер переменного тока. Двунаправленный или двухполупериодный контроллер переменного тока. Вкратце, различные типы контроллеров переменного напряжения представляют собой однофазные полуволновые контроллеры переменного напряжения (однонаправленный контроллер). однофазный двухполупериодный контроллер переменного напряжения (двунаправленный контроллер). Трехфазный полуволновой регулятор переменного напряжения (однонаправленный регулятор). Трехфазный двухполупериодный регулятор переменного напряжения (двунаправленный регулятор). APPCATN F AC TAGE CNTRER Управление освещением / освещением в цепях переменного тока.индукционное отопление. Промышленное отопление и отопление Doestic. Transforer переключение ответвлений (переключение ответвлений transforer нагрузки). Пид-контроль индукционных устройств (однофазное и многофазное индукционное управление переменным током). AC agnet контролирует.

3 PRNCPE F N-FF CNTR TECHNQUE (NTEGRA CYCE CNTR) Основной принцип двухпозиционного управления поясняется со ссылкой на схему однофазного двухполупериодного контроллера переменного напряжения, показанную ниже. Тиристорные переключатели T и T включаются путем подачи соответствующих импульсов запуска затвора для подключения входного источника переменного тока к нагрузке в течение n числа входных циклов в течение связующего интервала t N. Тиристорные переключатели T и T выключаются путем блокировки затвора. запускающие импульсы для количества входных циклов в течение связующего интервала t FF. Контроллер переменного тока N tie t N обычно состоит из целого числа входных циклов. R R oad Resistance Рис .: однофазная двухполупериодная схема контроллера переменного напряжения

4 s n wt o i o wt i g Импульс затвора T wt i g Импульс затвора T wt Рис.: Wavefors Exaple Ссылаясь на wavefors техники управления N-FF на диаграмме выше, n Два цикла ввода. Тиристоры повернуты на N в течение t N для двух входных циклов. цикл ввода. Тиристоры поворачиваются на FF в течение t FF за один входной цикл Рис .: Коэффициент мощности

5 Тиристоры повернуты на N точно при переходе через ноль входного напряжения. Тиристор T включается в начале каждого положительного полупериода путем подачи импульсов запуска затвора на T, как показано, в течение N-соединения t N.Ток нагрузки течет в положительном направлении, которое является направлением вниз, как показано на принципиальной схеме, когда Т проводит. Тиристор T включается в начале каждого отрицательного полупериода путем подачи стробирующего сигнала на затвор T в течение t N. Ток нагрузки течет в обратном направлении, которое является направлением вверх, когда T проводит. Таким образом, мы получаем двунаправленный поток тока нагрузки (переменный ток нагрузки) в цепи регулятора переменного напряжения за счет попеременного срабатывания тиристоров.Этот тип управления используется в приложениях, которые имеют высокую механическую инерцию и высокую тепловую константу связи (промышленный нагрев и регулирование скорости приводов). Благодаря нулевому напряжению и нулевому току переключения тиристоров, хаоника, создаваемая переключающими действиями, уменьшается. Для синусоидального входного напряжения питания, v sinωt sinωt s RM значение входного переменного напряжения питания RM фазного напряжения питания. Если входной источник переменного тока подключается к нагрузке на количество входных циклов и отключается на количество входных циклов, тогда t n T, t T N FF, где T входной цикл привязка (период привязки) и f f частота входного источника питания.t N контроллер на связи n T. t контроллер отключен от связки T. FF T utput период связи (t t) (nt T) N + +. FF

6 Мы можем показать, что tn utput RM Напряжение (RM) i (RM) T t T N Где irm - входное напряжение питания RM. ПРИНЯТЬ ВЫРАЖЕНИЕ ИЗ ВЫВОДНОГО ТИПА RM AUE F, FR N-FF CNTR METHD. выходное напряжение РМ в ωтр. (ωt) RM ω t N ω T ωt t N в td t RM ωt ω. (ω) ω ub, заменяющее Cosθ в θ ωt N Cos t ω d t RM ωt (ω) ωtn ωtn.RM d ωt Cos ωtd (ωt) ωt ωt ωtn inωt (ωt) RM ω tn sin ωtn sin ωt (ωtn) RM Now t N Целое число входных циклов; Следовательно, t T, T, 3 T, 4 T, 5 T, . .. & ω, 4,6,8 ,, ... N t N, где T - период связывания входного питания (период связывания входного цикла T). Таким образом, заметим, что sin ω t N RM ω t t ω T T N N

7 N RM i (RM) T t t T N Где irm RM значение входного напряжения питания; tn t nt n T t + t nt + T n + N N FF n k (+ n) RM k рабочий цикл (d).ХАРАКТЕРИСТИКИ ПАРАМЕТР F AC TAGE CNTRER RM utput (load) oltage n sin. RM ωtd (ωt) (n +) n RM i (RM) k k (+ n) k k i (RM) RM Где irm RM значение входного напряжения питания. Рабочий цикл tn tn nt k T t + t + n T N FF Где, k n (+ n) рабочий цикл (d). RM нагрузка Ток RM utput AC (нагрузка) Мощность RM RM Z R; для резистивной нагрузки Z R. P R RM

8 n входной коэффициент мощности P выходная мощность нагрузки P PF A входное напряжение питания aperes R RM PF irm inrm; in (RM) Входной ток питания RM.Входной ток питания считается током нагрузки в Следовательно, ток питания RM Ток нагрузки RM; в RM (RM). R RM RM irm k PF i RM in RM i RM i RM k PF k n + n Средний ток тиристора T (Avg) i T Wavefor тока тиристора n 3 ωt n sin ωtd. t T Avg + (n) n sin ωtd. t T Avg + (n) (ω) n cosωt + (n) T Avg n + n (ω) [cos + cos] T Avg

9 n () + (+ n) T Avg n + n [] T Avg n k.(+ n) T Avg tn k рабочий цикл (t + t) (n +) N FF n n k. (+ n) T Avg, где R axiu или пиковый ток тиристора. RM Ток тиристора T (RM) n sin ω. (ω) td t T RM (n +) n sin. T RM ωtd (ωt) (n +) (cosωt) n T RM d (ωt) (n +) n T (RM) d t td t 4 (n +) 4 (n) T RM (ω) cos ω. (ω) n sin ωt (ωt) + (n) T RM n sin sin () 4 +

10 {} n T RM 4 n + n 4 (n +) 4 (n +) T RM n n (+ n) T RM k T RM k PRBEM.Однофазный двухполупериодный контроллер переменного напряжения, работающий по технологии управления N-FF, имеет напряжение питания 3, RM 5 Гц, нагрузку 5 Ом. Контроллер N на 3 цикла и выключен на 4 цикла. Рассчитайте интервалы связи N и FF. Выходное напряжение РМ. нпут П.Ф. Средние и RM тиристорные токи. 3, в RM, 35,69, Тс f 5 Гц, Тс. n количество циклов ввода, в течение которых контролером является N; n 3. количество циклов ввода, в течение которых контроллер находится в режиме FF; 4. t n T 3 с 6 с. 6 с N t n n T 6 с контроллер N связ. t T 4 с 8 с 8 с t FF FF T.8сек контроллер FF галстук. Рабочий цикл n 3 k 485 (+ n) (4 + 3) Выходное напряжение RM i (RM) (+ n) RM n

11 (+) RM RM 5.57 RM RM RM RM A Z R 5Ω RM P R W nput Коэффициент мощности PF. k n 3 PF 7 (+ n) .485 PF Средний номинальный ток тиристора n k T (Avg) + n, где R A Пиковый (акси) ток тиристора. T Avg A T Avg RM Номинальный ток тиристора n k T RM + n A T RM

12 PRNCPE F AC PHAE CNTR Основной принцип техники управления фазой переменного тока объясняется со ссылкой на схему однофазного полуволнового контроллера переменного напряжения (однонаправленный контроллер), показанную на рисунке ниже. В полуволновом контроллере переменного тока используются один тиристор и один диод, соединенные параллельно друг другу в противоположном направлении, то есть анод тиристора T подключен к катоду диода D, а катод T подключен к аноду D. Выходное напряжение через нагрузочный резистор R, и, следовательно, поток переменного тока на нагрузку регулируется путем изменения угла срабатывания. Угол запуска или угол задержки относится к значению ωt или моменту запуска T, чтобы повернуть его на N, путем применения подходящего запуска затвора, при котором тиристорный импульс между затвором и катодом выводится.Тиристор Т смещен в прямом направлении в течение положительного полупериода входного переменного тока. t может запускаться и проводиться путем применения подходящего запускающего импульса затвора только во время положительного полупериода входного питания. Когда T запускается, он проводит, и ток нагрузки течет через тиристор T, нагрузку и через вторичную обмотку transforer. Принимая T как идеальный тиристорный переключатель, его можно рассматривать как замкнутый переключатель, когда он равен N в течение периода ωt в радианах. Выходное напряжение на нагрузке следует за входным напряжением питания, когда тиристор Т включен и когда он проводит от ωt до радиан.Когда входное напряжение питания уменьшается до нуля при ωt, для резистивной нагрузки ток нагрузки также падает до нуля при ωt, и, следовательно, тиристор T отключается при ωt. Между периодом связи ωt до, когда напряжение питания меняется на противоположное и становится отрицательным, диод D становится смещенным в прямом направлении и, следовательно, поворачивает N и проводит ток. Ток нагрузки течет в противоположном направлении во время ωt до радиан, когда D равно N, а выходное напряжение следует за отрицательным полупериодом входного питания. Рис .: Полуволновой регулятор фазы переменного тока (однонаправленный регулятор)

13 Уравнения Входное напряжение переменного тока через вторичную обмотку.vs sinωt in (RM) RM значение вторичного напряжения питания. выгрузка напряжения v o v; для ω t до v v sinωt; для ωt к. o utput oad Current i i o o vo sinωt i; для ωt к. R R i; для ω т к. Т ДЕРЬТЕ ЭКСПРЕННЫЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ВЫВОДА ОТ RM RM sin td. RM ω (ωt) cosωt. d RM (ωt)

14 (cos t). d RM ω (ωt) 4 d (ωt) cos ωtd. ωt RM sin ωt (ωt) RM sin ωt () RM sin 4 sin; sin4 RM sin + () RM sin + () RM sin + () RM sin + (i RM) RM sin + () RM Где, irm RM значение входного напряжения питания (на вторичной обмотке трансфора).Примечание: выходное напряжение RM на нагрузке регулируется путем изменения '', как указано в выражении для RM

.

15 PT F RM ERU TRGGER ANGE FR A NGE PHAE HAF-WAE AC TAGE CNTRER (UNDRECTNA CNTRER) sin + () RM sin + () RM Используя выражение для RM, мы можем получить контрольные характеристики, которые являются графиком Выходное напряжение RM в зависимости от угла срабатывания. Типичная характеристика управления однофазным полуволновым фазовым регулятором переменного напряжения показана ниже Угол срабатывания в градусах Угол срабатывания в радианах 3; (); (); (3) 6; (4); (5); (6) RM (RM)% 7. 7% 6%% 6 8 Угол срабатывания в градусах

16 Рис .: Управляющие характеристики однофазного полуволнового фазоуправляемого контроллера переменного напряжения Примечание. Из характеристик управления и таблицы, приведенной выше, мы можем наблюдать, что диапазон управления выходным напряжением RM составляет от% до 7,7% от того, когда измените угол триггера от нуля до 8 градусов. Таким образом, полуволновой контроллер переменного тока имеет недостаток управления выходным напряжением RM в ограниченном диапазоне.T ВЫЧИТАЙТЕ АЭРАЖ AUE (DC AUE) F ВЫВОДИТЬ sin ωtd. dc (ωt) td t dc sin ω. (ω) dc cosωt [cos + cos dc]; cos dc [cos]; dc When '' изменяется от до. dc изменяется от Следовательно (cos) DADANTAGE F NGE PHAE HAF WAE AC TAGE CNTRER. Выходное напряжение нагрузки имеет составляющую постоянного тока, поскольку две половины волны выходного напряжения for не являются симметричными по уровню. Волна входного тока питания также имеет составляющую постоянного тока (среднее значение), что может привести к проблеме насыщения сердечника трансформатора входного питания. Полуволновой регулятор переменного напряжения с одним тиристором и одним диодом обеспечивает управление тиристором только в течение одного полупериода входного питания. Следовательно, поток переменного тока в нагрузку можно контролировать только за один полупериод. Полуволновой регулятор переменного напряжения обеспечивает ограниченный диапазон регулирования выходного напряжения РМ. Потому что значение RM выходного напряжения переменного тока может быть изменено от аксиом% от угла запуска до минимума 7,7% от радиана. Эти недостатки однофазного полуволнового контроллера переменного напряжения могут быть преодолены за счет использования однофазного полуволнового контроллера переменного напряжения.

17

18 APPCATN F RM TAGE CNTRER для управления индукционным отором (многофазный индукционный датчик переменного тока). Цепи управления отопителем (промышленное отопление). Контроль мощности сварки. индукционное отопление. n переключение ответвлений передатчика нагрузки. управление освещением в цепях переменного тока.Ac agnet контролирует. Проблема. Однофазный полуволновой контроллер переменного напряжения имеет сопротивление нагрузки R 5 Ом, входное напряжение питания переменного тока составляет 3 Ом при 5 Гц. Входной трансформатор питания имеет коэффициент трансформации:. f тиристор T срабатывает на 6. Рассчитайте выходное напряжение RM. выходная мощность. Ток нагрузки РМ и средний ток нагрузки. n входной коэффициент мощности. Средний и РМ тиристорный ток. Дано, п 3, первичное напряжение питания РМ. f n входная частота питания 5 Гц. R 5Ω 6 радиан. 3 Вторичное напряжение РМ. p Np N Следовательно 3 Где, p N p Число витков в первичной обмотке.

19 Н Число витков вторичной обмотки. RM значение выходного напряжения (нагрузки) RM td t RM sin ω. (ω) Мы получили выражение для RM как sin + () RM RM sin RM [] RM RM нагрузка Ток RM Выходная мощность RM Мощность P RM Aps R 5 PR Вт RM P KW nput Коэффициент мощности P PF RM Напряжение вторичного питания 3 . RM вторичный ток питания RM ток нагрузки Aps RM

20 Вт PF.9498 () Вт Средняя выходная мощность (нагрузка), напряжение dc ω (ωt) Мы получили выражение для среднего / постоянного выходного напряжения как, [cos] dc cos (6) [.5] dc dc olts [] Средний постоянный ток нагрузки dc dc Aps R 5 Среднее значение и токи тиристора RM i T (+) 3 ωt Рис.: Волна тока тиристора для однофазной полуволновой схемы контроллера переменного напряжения, мы можем вычислить средний ток тиристора T (Avg) как sin td. T Avg ω (ωt)

21 син тд.T Avg ω (ωt) (cosωt) T Avg cos () cos T Avg + [+ cos] T Avg Где, R Пиковый ток тиристора Пиковый ток нагрузки Aps R [+ cos] T Avg + T Avg T Avg 3 cos [] . 553 Aps T Avg RM ток тиристора T (RM) можно рассчитать с помощью выражения sin td. T RM ω (ωt) (ωt) cos. d T RM (ωt) d (t) cos td. T RM ω ω (ωt) 4

22 sin ωt T (RM) (ωt) 4 sin sin 4 () T RM sin 4 + () T RM sin + () T RM T RM sin () T RM AT RM .9746 Aps T RM NGE PHAE FU WAE AC TAGE CNTRER (AC REGUATR) R RM TAGE CNTRER WTH RETE AD Однофазная двухполупериодная схема регулятора переменного напряжения с использованием двух CR или одного симистора обычно используется в большинстве приложений управления переменным током.Поток переменного тока к нагрузке можно контролировать в обоих полупериодах, изменяя угол срабатывания триггера ''. Значение RM напряжения нагрузки можно изменять, изменяя угол срабатывания триггера ''. Входной ток питания является переменным в случае двухполупериодного контроллера переменного напряжения и из-за синетрической природы волны входного тока питания, так как отсутствует постоянная составляющая входного тока питания, то есть среднее значение входного тока питания равно нулю. Однофазный двухполупериодный контроллер переменного напряжения с резистивной нагрузкой показан на рисунке ниже.t можно управлять потоком переменного тока к нагрузке в обоих половинах

23 цикла, регулируя угол срабатывания триггера ''. Следовательно, двухполупериодный контроллер переменного напряжения также называется двунаправленным контроллером. Рис .: Однофазный двухполупериодный контроллер переменного напряжения (двунаправленный контроллер) с использованием CR Тиристор T смещен в прямом направлении в течение положительного полупериода входного напряжения питания. Тиристор Т срабатывает при угле задержки '' (радианы).Если рассматривать N-тиристор T как идеальный замкнутый переключатель, входное напряжение питания появляется на нагрузочном резисторе R, а выходное напряжение v v в течение ωt в радианах. Ток нагрузки протекает через N-тиристор T и нагрузочный резистор R в нисходящем направлении во время связи проводимости T от ωt до радиан. При ωt, когда входное напряжение падает до нуля, ток тиристора (который протекает через нагрузочный резистор R) падает до нуля, и, следовательно, T естественным образом отключается. Во время ωt до (+) в цепи не течет ток.Тиристор Т смещен в прямом направлении во время отрицательного цикла входного питания, и когда тиристор Т срабатывает с углом задержки (+), выходное напряжение следует за отрицательным полупериодом входного сигнала от ωt (+) до. Когда T равно N, ток нагрузки течет в обратном направлении (вверх) через T в течение ωt (+) до радиан. Связующий интервал (интервал) между импульсами запуска затвора T и T поддерживается в радианах или 8. При ωt входное напряжение питания падает до нуля и, следовательно, ток нагрузки также падает до нуля, и тиристор T отключается естественным образом.Вместо того, чтобы использовать два CR параллельно, можно использовать симистор для управления двухполупериодным переменным напряжением.

24 Рис .: Однофазный двухполупериодный контроллер переменного напряжения (двунаправленный контроллер) с использованием TRAC Рис. Волновые характеристики однофазного двухполупериодного контроллера переменного напряжения EQUATN Входное напряжение питания v sinωt sinωt; выходное напряжение на нагрузочном резисторе R; v v sinωt; для ωt to и ωt (+) to вывести ток нагрузки v sinωt i sinωt; R R

25 для ωt to и t (+) to ω T ВЫРАЖАТЬ ВЫРАЖЕНИЕ ИЗ ТАБЛИЦЫ RM AUE F UTPUT (AD) Значение RM выходного напряжения (напряжения нагрузки) можно найти с помощью выражения RM v d t; (ω RM) Для двухполупериодного регулятора переменного напряжения мы можем видеть, что два полупериода выходных волн напряжения являются симметричными, а период привязки выходного импульса (или привязка повторения выходного импульса) равен радианам. Следовательно, мы также можем рассчитать выходное напряжение RM, используя приведенное ниже выражение. RM sin ωtd. ωt RM. (ω) v d t; v v sinωt; Для ωt to и t (+) to ω Следовательно, (sin t) d (t) (sin t RM ω ω ω) d (ωt) + + sin ωtd. (ωt) грех ωtd. (ωt) + + cosωt cosωt d (ωt) d (ωt) + + d (ωt) cos ωtd. (ωt) + d (ωt) cos ωtd. (ωt) + + tt + 4 sin sin t (t) ω ω ω ω () () (sin sin) (sin 4 sin ())

26 sin sin 4 + () () (()) sin sin (+) () (+) грех грех () грех грех.cos cos.sin () () sin & cos Следовательно, 4 sin sin + + RM () sin 4 + () sin RM 4 + Взяв квадратный корень, получаем () sin RM + () sin RM + () sin RM + sin + () RM sin + () RM

27 sin + irm () RM sin + () RM Maxiu Напряжение RM будет подано на нагрузку, когда в этом случае на нагрузке появится полная синусоида. Напряжение нагрузки RM будет таким же, как напряжение питания RM. При увеличении напряжение нагрузки РМ уменьшается. sin (RM) + () RM + RM irm Характеристику управления выходом для однофазного двухполупериодного контроллера переменного напряжения с резистивной нагрузкой можно получить, построив уравнение для RM CNTR CHARACTERTC F NGE PHAE FU-WAE AC TAGE CNTRER WTH RETE AD Контрольная характеристика представляет собой график зависимости выходного напряжения RM RM от угла срабатывания; которое можно получить, используя выражение для выходного напряжения RM двухполупериодного контроллера переменного тока с резистивной нагрузкой. sin + () RM; Где RM значение входного напряжения питания Угол срабатывания в градусах Угол срабатывания в радианах; () 6; (6); (3) RM%% 98,54% 89,69% 7,7%

28; (4); 6 (5 6) 8; (6)% 6.98% (RM) Угол срабатывания в градусах. Из рисунка можно заметить, что мы получаем намного лучшую характеристику управления выходом, используя однофазный двухполупериодный контроллер переменного напряжения. Выходное напряжение RM может быть изменено в диапазоне от% at до iniu, равного 8. Таким образом, мы получаем полный диапазон регулирования выходного напряжения с помощью однофазного двухполупериодного контроллера переменного напряжения.Для решения однофазной двухполупериодной схемы контроллера переменного напряжения с использованием двух CR или тиристоров T и T, включенных параллельно, схемы стробирования (схемы генерации импульсов запуска стробирующего устройства) тиристоров T и T должны быть изолированы. На рисунке показан импульсный преобразователь с двумя отдельными обмотками для обеспечения развязки между стробирующими сигналами T и T. Генератор импульсов запуска GKGK Рис .: Pulse Transforer

29 NGE PHAE FU-WAE AC TAGE CNTRER WTH CMMN CATHDE Возможна разработка однофазный двухполупериодный контроллер переменного тока с конфигурацией coon-катода, имеющий точку coon-катода для T и T & путем добавления двух диодов в схему двухполупериодного контроллера переменного тока, как показано на рисунке ниже рис.: однофазный двухполупериодный контроллер переменного тока с енотовым катодом (двунаправленный контроллер в конфигурации енотовидного катода) Тиристор T и диод D смещены в прямом направлении в течение положительного полупериода входного питания. Когда тиристор Т срабатывает под углом задержки, тиристор Т и диод D проводят вместе от ωt до в течение положительного полупериода. Тиристор T и диод D смещены в прямом направлении во время отрицательного полупериода входного питания, при срабатывании по углу задержки тиристор T и диод D проводят вместе в течение отрицательного полупериода от ωt (+) до.В этой схеме, поскольку имеется одна единственная катодная точка coon, маршрутизация импульсов запуска затвора на тиристорные затворы T и T является зиплеровской, и требуется только одна цепь изоляции. Но из-за необходимости двух силовых диодов стоимость устройств возрастает. Поскольку два силовых устройства проводят на стыке SAE, падение напряжения на N устройствах увеличивается, а проводящие потери устройств в состоянии N увеличиваются, и, следовательно, эффективность снижается. NGE PHAE FU WAE AC TAGE CNTRER UNG A NGE THYRTR

30 DD 3 + T AC upply D 4 DR - Однофазный двухполупериодный контроллер переменного тока также можно использовать с одним тиристором и четырьмя диодами, подключенными по схеме двухполупериодного моста, как показано на рисунке выше.Четыре диода действуют как двухполупериодный мостовой выпрямитель. Напряжение на тиристоре Т и ток через тиристор Т всегда однонаправлены. Когда T срабатывает при ωt, в течение положительного полупериода () ток нагрузки протекает через D, T, диод D и через нагрузку. При резистивной нагрузке ток тиристора (протекающий через N тиристор T), ток нагрузки падает до нуля при ωt, когда входное напряжение питания уменьшается до нуля при ωt, тиристор естественно поворачивает FF. В отрицательном полупериоде диоды D 3 и D 4 смещены в прямом направлении в течение ωt до радиан.Когда T запускается при ωt (+), ток нагрузки течет в противоположном направлении (восходящем направлении) через нагрузку, через D 3, T и D 4. Таким образом, D 3, D4 и T проводят вместе во время отрицательного полупериода до подавать мощность нагрузки. Когда входное напряжение питания становится равным нулю при ωt, ток тиристора (ток нагрузки) падает до нуля при ωt, и тиристор T естественным образом переключает FF. Волновые форсунки и выражение для выходного напряжения RM являются таковыми, как обсуждалось ранее для однофазного полноволнового контроллера переменного тока.Но, однако, если в цепи нагрузки имеется большая индуктивность, тиристор T не может быть повернут FF в точках пересечения нуля в каждом полупериоде входного напряжения, и это приведет к потере управления выходом. Это потребует обнаружения перехода через нуль волны тока нагрузки, чтобы гарантировать гарантированное отключение проводящего тиристора перед запуском тиристора в следующем полупериоде, чтобы мы могли контролировать выходное напряжение. В этой двухполупериодной схеме контроллера переменного тока, использующей один тиристор, поскольку три силовых устройства проводят вместе в этой связи, возникает падение напряжения проводимости и увеличение потерь проводимости в N-состоянии, а следовательно, и снижение эффективности.Выпрямитель на диодном мосту и тиристор (или силовой транзистор) действуют вместе как двунаправленный переключатель, который доступен принудительно как единый модуль устройства, и имеет относительно низкие потери проводимости в N-состоянии. t может использоваться для двунаправленного управления током нагрузки и для управления выходным напряжением RM. NGE PHAE FU WAE AC TAGE CNTRER (BDRECTNA CNTRER) WTH R AD В этом разделе мы обсудим работу и характеристики однофазного двухполупериодного контроллера переменного напряжения с R-нагрузкой.На практике остальные нагрузки относятся к типу R. Например, если мы рассмотрим однофазный двухполупериодный контроллер переменного напряжения, управляющий скоростью однофазного индуктора переменного тока otor, нагрузка, которая представляет собой индукционную или торную обмотку, является нагрузкой R-типа, где R представляет сопротивление обмотки otor и представляет собой otor. индуктивность обмотки. Схема однофазного двухполупериодного контроллера переменного напряжения (двунаправленный контроллер) с нагрузкой R, использующей два тиристора T и T (T и T - два CR), соединенных параллельно, показана на рисунке ниже.Вместо двух тиристоров можно использовать один симистор для установки двухполупериодного контроллера переменного тока, если имеется подходящий Traic для желаемого тока нагрузки RM и номинальных значений выходного напряжения RM. Рис. Однофазный двухполупериодный контроллер переменного напряжения с нагрузкой R Тиристор T смещен в прямом направлении в течение положительного полупериода входного питания. Мы предполагаем, что T запускается при ωt, применяя подходящий импульс запуска затвора к T во время положительного полупериода входного питания. Выходное напряжение на нагрузке следует за входным напряжением питания, когда T равно N.Ток нагрузки i протекает через тиристор T и нагрузку в нисходящем направлении. Этот импульс тока нагрузки, протекающий через T, можно рассматривать как положительный импульс тока.

32 Из-за индуктивности в нагрузке ток нагрузки i, протекающий через T, не упадет до нуля при ωt, когда входное напряжение питания начинает становиться отрицательным. Тиристор T будет продолжать проводить ток нагрузки до тех пор, пока вся индуктивная энергия, накопленная в индукторе нагрузки, не будет полностью использована, и ток нагрузки через T упадет до нуля при ωt β, где β называется углом затухания (значение ω t), при котором ток нагрузки падает до нуля.Угол затухания β измеряется от точки начала положительного полупериода входного питания до точки, где ток нагрузки падает до нуля. Тиристор Т проводит от ω до β. Угол проводимости T равен δ (β), который зависит от угла задержки и угла нагрузки φ. Волны входного напряжения питания, импульсы запуска затвора T и T, ток тиристора, ток нагрузки и волны напряжения нагрузки отображаются, как показано на рисунке ниже. Рис .: Входное напряжение питания и ток тиристора, β - угол затухания, который зависит от значения индуктивности нагрузки.

33 Рис .: Стробирующие иглы

34 Wavefors однофазного двухполупериодного контроллера переменного напряжения с нагрузкой R для> φ. Работа с прерывистым током нагрузки происходит при φ β <+; т.е. (β) <, угол проводимости <. > и рис .: Волны входного напряжения питания, тока нагрузки, напряжения нагрузки и тиристорного напряжения на T Примечание. Значение RM выходного напряжения и тока нагрузки можно изменять, изменяя угол запуска.Эта схема, контроллер напряжения переменного тока RM, может использоваться для регулирования напряжения RM на клеммах переменного тока (индукционный датчик). t может использоваться для управления температурой печи путем изменения выходного напряжения RM.

35 При очень большой индуктивности нагрузки CR не может переключаться после срабатывания, и напряжение нагрузки будет полной синусоидой (подобно приложенному входному напряжению питания, и выходное управление будет потеряно), пока стробирование сигналы поступают на тиристоры Т и Т.Волна тока нагрузки for будет выглядеть как полная непрерывная синусоида, а волна тока нагрузки for отстает от выходной синусоидальной волны на угол коэффициента мощности нагрузки φ. ПОЛУЧИТЕ ВЫРАЖЕНИЕ ТОКА НА ВЫХОДЕ (NDUCTE AD), ПРОДОЛЖЕНИЕ от ωt до β КОГДА THYRTR T CNDUCT. Учитывая синусоидальное входное напряжение питания, мы можем записать выражение для напряжения питания как v sinωt мгновенное значение входного напряжения питания. Мы предполагаем, что тиристор T запускается при подаче стробирующего сигнала на T при ωt. Ток нагрузки, протекающий через тиристор T во время от ωt до β, можно найти из уравнения di + Ri sinωt dt; Решение вышеупомянутого дифференциального уравнения дает общее выражение для выходного тока нагрузки, которое имеет вид sin (ω φ) +; Z t i t τ Ae Где axiu или пиковое значение входного напряжения питания.(ω) Z R + нагрузка. ω φ тангенс угла поворота (угол коэффициента мощности нагрузки). постоянная связи контура τ. R Следовательно, общее выражение для выходного тока нагрузки дается уравнением R t i sin (ωt φ) + Ae; Z

36 Значение константы A можно определить из начального условия. т.е. начальное значение тока нагрузки i при ωt. Следовательно, из уравнения для i, приравняв i к нулю и подставив ωt, получим i sin (φ) + Ae ZR t R t sin Z, следовательно, Ae (φ) A sin R t Z e + R t Z (φ) e sin ( φ) AAR (ωt) Z ω e sin (φ) Подставляя ωt, мы получаем значение константы A как AR () Z ω e sin (φ) ub, подставляя значение константы A из приведенного выше уравнения в выражение для i , получаем RR () t ω i sin (ωt φ) + ee sin (φ) ZZ; (ω) () R t R itee + ZZ ω ω ω sin (ω φ) sin (φ) + ZZR ite ω t ω sin (ω φ) sin (φ) Таким образом, мы получаем окончательное выражение для индуктивного тока нагрузки однофазный двухполупериодный регулятор переменного напряжения с нагрузкой R как i sin (ωt φ) sin (φ) e ZR (ω t) ω; Где ωt β.

37 Вышеупомянутое выражение также представляет ток тиристора i T в течение интервала связи между проводимостью тиристора T от ωt до β. Для вычисления угла затухания β Угол затухания β, который представляет собой значение ω t, при котором ток нагрузки i падает до нуля и T выключается, можно оценить, используя условие, что i, при ωt β. Используя приведенное выше выражение для выходной ток нагрузки, мы можем записать As i sin sin Z (β φ) (φ) e R (β) ω Z, мы можем написать (β φ) (φ) Следовательно, мы получаем выражение R (β) ω sin sin e sin (β φ) sin (φ) e R (β) ω Угол затухания β может быть определен из этого трансцендентного уравнения, используя итерационный метод решения (метод проб и ошибок).После расчета β можно определить угол проводимости тиристора δ (β). β - угол затухания, который зависит от значения индуктивности нагрузки. Угол проводимости δ увеличивается по мере уменьшения для известного значения β. Для δ <радиан, то есть для (β) <радиан, для (+)> β волна тока нагрузки for выглядит как прерывистая волна тока for, как показано на рисунке. Выходной ток нагрузки остается равным нулю в течение ωt β +. Это называется режимом работы с прерывистым током нагрузки, который происходит при β <(+).Когда угол срабатывания уменьшается и становится равным углу нагрузки φ, т.е. когда φ sin β φ, мы получаем из выражения для (β φ): Следовательно, sin β φ радиан. Угол затухания β (+ φ) (+); для случая, когда φ; для случая, когда φ угол проводимости δ (β) радиан 8 Каждый тиристор проводит на 8 (радиан). Т проводит от ωt φ до (+ φ) и обеспечивает положительный ток нагрузки. Т проводит от (+ φ) до (+ φ) и обеспечивает отрицательный ток нагрузки. Следовательно, мы получаем непрерывный ток нагрузки, и

38 волна выходного напряжения для выглядит как непрерывная синусоида, идентичная волне входного напряжения питания для угла срабатывания φ, и управление на выходе теряется.vvv φ 3 ωt φ φ φ i φ ωt Рис.: волны выходного напряжения и выходного тока для однофазного полноволнового контроллера переменного напряжения с нагрузкой R для φ Таким образом, мы видим, что для угла срабатывания φ ток нагрузки имеет тенденцию течь непрерывно и у нас есть непрерывная работа по току нагрузки, без какого-либо перерыва в волне тока нагрузки для, и мы получаем волну выходного напряжения, которая является непрерывной синусоидальной волной для идентичной волне входного напряжения питания для. Мы теряем контроль над выходным напряжением для φ, поскольку выходное напряжение становится равным входному напряжению питания, и, таким образом, мы получаем RM; для φ Следовательно, выходное напряжение RM Входное напряжение питания RM для φ T DERE AN EXPREN FR RM UTPUT TAGE RM F A NGE PHAE FU-WAE AC TAGE CNTRER WTH R AD.

39 Когда>, ток нагрузки и напряжение нагрузки становятся непостоянными, как показано на рисунке выше. β sin td. RM ω (ωt) utput vo sinωt для ωt в β, когда T равно N. (ωt) β cos RM d (ωt) β β d t td t RM (ω) cos ω. (ω) β sin ωt (ωt) RM (β) RM β sin β sin + sin sin β + (β) RM sin sin β + (β) RM Выходное напряжение RM на нагрузке можно изменять, изменяя угол срабатывания. . Поэтому для чисто резистивной нагрузки угол коэффициента мощности нагрузки φ.ω φ загар; R Угол затухания β радиан 8

40 ПАРАМЕТРЫ ХАРАКТЕРИСТИК F A NGE PHAE FU WAE AC TAGE CNTRER WTH RETE AD sin + RM utput oltage () Входное напряжение питания RM. RM; RM RM RM значение тока нагрузки. R RM RM значение входного тока питания. выходная мощность нагрузки nput Коэффициент мощности P R RM R R P RM RM PF RM Средний ток тиристора, RM sin PF () + i T (+) 3 ωt Рис .: Волна тока тиристора для id t td t T Avg T (ω) sin ω. (ω) грех ωtd. (ωt) cosωt T Avg T Avg [cos + cos] [+ cos]

41 Макс. средний ток тиристора, для, T (Avg) RM Ток тиристора sin td.T RM ω (ωt) sin + () T RM Maxiu RM Ток тиристора, для, T (RM) n в случае однофазной двухполупериодной схемы регулятора переменного напряжения, использующей симистор с резистивной нагрузкой, средний ток тиристора. Поскольку Triac T Avg проводит оба полупериода, а ток тиристора является переменным, мы получаем синусоидальную волну тока тиристора, для которой среднее значение при интегрировании равно нулю. ПАРАМЕТР РАБОТЫ FA NGE PHAE FU WAE AC TAGE CNTRER WTH R- AD Выражение для выходного тока (нагрузки) Выражение для выходного тока (нагрузки), протекающего через тиристор, во время от ωt до β определяется выражением R (ω t) ω i it sin (ωt φ) sin (φ) e Z; для ωt β Где, Maxiu или пиковое значение входного переменного напряжения питания.(ω) Z R + нагрузка. ω φ тангенс угла поворота (угол коэффициента мощности нагрузки). Угол срабатывания тиристора Угол задержки. β Угол затухания тиристора, (значение ω t), при котором ток тиристора (нагрузки) падает до нуля. β рассчитывается путем решения уравнения

42 sin (β φ) sin (φ) e R (β) ω Угол проводимости тиристора δ (β) Максимальный угол проводимости тиристора δ (β) 8 радиан для φ. RM utput oltage sin sin β + (β) RM Средний ток тиристора β T Avg id T (ωt) β R (ω t) ω sin (t) sin T Avg ω φ (φ) ed (ωt) Z β β R (ω t) ω sin (t).d (t) sin T Avg ω φ ω (φ) e d (ωt) Z Максимальное значение T (Avg) достигается при. Тиристоры должны быть рассчитаны на axiu T (Avg), где. Z RM Ток тиристора T (RM) β T RM id T (ωt) Максимальное значение T (RM) достигается при. Тиристоры должны быть рассчитаны на axiu T (RM). Когда симистор используется в однофазном регуляторе переменного напряжения с двухполупериодным напряжением с типом нагрузки R, тогда и axiu T Avg T (RM)

43 PRBEM. Однофазный двухполупериодный контроллер переменного напряжения питает нагрузку R. Входное напряжение питания 3, РМ при 5 Гц.Нагрузка имеет H, R Ω, ​​углы запаздывания тиристоров Т и Т равны, где. Детерин 3 а. Угол проводимости тиристора Т. б. Выходное напряжение РМ. c. Коэффициент входной мощности. Коэнт по типу операции. Задано s 3, f 5 Гц, H, R Ω, ​​6, радианы, (ω) (ω) сопротивление нагрузки ZR (f) ω Ω Z Ω A Z.488 ω сопротивление нагрузки Угол φ tan R φ tan tan (.3459) Угол срабатывания> φ. Следовательно, типом работы будет прерывистый ток нагрузки, мы получим β <+ β <(8 + 6); β <4 Следовательно, диапазон (8 <β <4) β составляет от 8 градусов до 4 градусов.

44 Угол затухания β рассчитывается с использованием уравнения sin (β φ) sin (φ) e R (β) ω n экспоненциальный коэффициент, значение и β следует подставить в радианах. Следовательно, R (βrad Rad) ω sin (β φ) sin (φ) e; Rad 3, принимая β 9; (φ) () (β) sin 7,44 sin e (β) 3,83 (β) sin e 8 радиан, β Rad β Rad β 9 β H .: R.H .: Принятие β 83; (β) sin sin 4,94 β Rad β (β) H .: (β φ) sin sin R.H .: e Принятие β 8 β Rad β β 3 3

45.H .: (β φ) RH: sin sin e Принятие β 96 β Rad β H .: (β φ) RH: sin sin e Принятие β 97 β Rad β H .: RH: sin β φ sin e Принятие β 97,4 β Rad β H .: sin (β φ) sin () RH: e 3,79 Угол проводимости δ (β) Выходное напряжение RM sin sin β RM (β) + RM RM sin 6 sin RM

46 n Входной коэффициент мощности P PF RM RM A Z.488 PRW RM 3, RM P PF Однофазный двухполупериодный контроллер имеет входное напряжение (RM) и сопротивление нагрузки 6 Ом. Угол включения тиристора составляет.Найди. Выходное напряжение RM b. Выходная мощность c. n входной коэффициент мощности d. Средний и РМ тиристорный ток. olution 9 ,, R 6Ω RM значение выходного напряжения sin + sin8 + RM utput Current olts AR 6 oad Power PRP, Вт

47 nput Ток считается потребляемым током Следовательно, 4,4 Aps nput Upply olt-ap A Следовательно, подача Power nput olt- входной коэффициент мощности.77 (задержка) Каждый тиристор проводит только половину цикла Средний ток тиристора T (Avg) RM ток тиристора T (RM) td t T Avg R sin ω.(ω) (+ cos); R [+ cos9] 4.5 A 6 sin ωt dt T RM R (ω) (cosω) t R d (ωt) sin R + sin R + sin8 + Aps 6

48 3. Однофазный полуволновой регулятор переменного тока с одним CR встречно-параллельно с диодом питает кВт, 3 ТЭНа. Найти мощность нагрузки для угла стрельбы 45. power olution 45, 3; P KW W 4 При стандартном напряжении питания rs, равном 3, нагреватель рассеивает кВт выходной мощности Следовательно P R R Сопротивление нагревателя 3 R 5,9 Ом P RM значение выходного напряжения sin +; для угла зажигания 45 синольц 4 RM значение выходного тока Aps R 5.9 oad Power P R Watts 4. Найдите RM и средний ток, протекающий через нагреватель, показанный на рисунке. Угол задержки обоих CR составляет 45. CR + io -φ ac CR kw, нагреватель

49 olution 4 45, сопротивление нагревателя R 48,4 Ом R Значение сопротивления выходного напряжения sin + sin olts 4 RM ток, протекающий через нагреватель Aps R 48.4 Средний ток, протекающий через нагреватель Avg 5. Однофазный контроллер напряжения используется для управления потоком мощности от источника 5 Гц в цепи нагрузки, состоящей из R 4 Ом и ω 6 Ом.Рассчитайте следующее a. Диапазон регулировки угла стрельбы b. Максимальное значение тока нагрузки RM c. Максимальная мощность и коэффициент мощности d. Максимальное значение среднего и тока тиристора РМ. olution Для управления выходной мощностью, начальный угол открывания равен углу нагрузки θ θ, угол нагрузки ω 6 θ tan tan 56,3 R 4 Максимальное возможное значение равно 8 Следовательно, диапазон регулирования угла открытия составляет 56,3 <<8

50 Максимальное значение тока нагрузки RM возникает, когда θ При этом значении максимального значения тока нагрузки RM Aps ZPRW Maxiu Power nput olt-ap W Коэффициент мощности P nput A Средний ток тиристора будет равен axiu, когда θ и угол проводимости γ 8.Следовательно, axiu значение среднего тока тиристора + sin T Avg (ωt θ) d (ωt) Z Примечание: sin (ω θ) sin (θ) At, i it te Z it i sin t Z (ω θ) Z cos (ωt θ) T Avg + R (ω t) ω Но θ, Z cos (+ θ) + cos (θ) T Avg Z + ZZ cos () cos () [] T Avg Aps T Avg Z i Аналогично возникает значение axiu RM когда и γ. Следовательно, axiu значение тока тиристора RM + TM sin tdt Z (ω θ) (ω)

51 (ωt θ) + cos TM dt Z (ω) TM TM (ωt θ) sin t ω 4 Z 4 Z + [] + TM.5777 Aps Z 4 + 6

коммутационная цепь Страница 4: Другие схемы :: Далее.гр

- Стр. 4

  • Как показано на фиг. Схема импульсного источника питания микросхемы TOPSwitch FZ управляется микроконтроллерами. Микроконтроллер может использовать струйные принтеры, лазерные принтеры и другие компьютеры.

  • Как показано, схема переключения счета содержит электронный переключатель и схему задержки импульса...

  • Схема автоматического переключения цикла 2 В качестве управляющего элемента используется схема 555 IC} Емкостная понижающая схема; двунаправленные тиристорные реле V или время включения и выключения нагрузки. RPi a ..

  • Переключатель с снятием возбуждения BT9404 с помощью контакторов CJ4-S и электромагнитных реле типа JT3-21 / 3.Его схема управления показана на рисунке 7-55. Рисунок, Контакторы КМ CJ4-S; КТ ..

  • Поскольку усиление контура усилителя OP зависит в основном от сухого входного резистора и соотношения резистора обратной связи, поэтому ошибка сопротивления, возникает ошибка размыкания, будет корректировкой.

  • Однократное нажатие кнопки активирует реле.Нажатие той же кнопки второй раз обесточит реле. Подойдет любой простой выключатель мгновенного действия.

  • Переключатель переменного тока для низкочастотных сигналов. Это простой переключатель, работающий от переменного напряжения, сделанный из дискретных компонентов. И Q1, и Q2 работают как усилители с общим эмиттером, но смещение Q1 организовано R3 и R4 так, что около 0.На его подано 5В ....

  • Эта простая схема включает и выключает реле одним нажатием кнопки. Можно использовать любой тип переключателя мгновенного действия. Нажатие кнопки один раз - включит реле. И повторное нажатие - обесточит реле.

  • Термостат не пытается поддерживать постоянную температуру.Для этого он должен будет включаться и выключаться каждые несколько секунд. Вместо этого - он поддерживает температуру в определенном диапазоне. При достижении заданной температуры - это ....

  • В этой схеме для включения нагрузки используется неблокирующий нажимной переключатель. Нагрузка остается включенной до тех пор, пока питание не будет отключено от цепи.Нагрузка представлена ​​R5 и D1, но может быть лампой, реле или другой схемой. S2 обрывает питание цепи ....

  • Эта схема будет обеспечивать индикацию, когда входное напряжение отличается от двух определенных пределов, V1 и V2. Напряжение питания Vcc должно быть выше максимального входного напряжения как минимум на 2 вольта.Одно из приложений - мониторинг автомобильного аккумулятора на 12 В. V1 ....

  • Микроконтроллер реализует надлежащие защитные действия, когда один из мониторов температуры обнаруживает состояние перегрева. Иногда проще и дешевле просто отключить неисправную цепь от источника питания без нее....

  • Сенсорный выключатель - это выключатель, который включается и выключается прикосновением к проводному контакту, а не щелчком рычага, как обычный выключатель. Сенсорные переключатели не имеют механических частей, которые могут изнашиваться, поэтому они служат намного дольше, чем обычные переключатели. Сенсорные переключатели могут быть ....

  • Переключатель свистка позволяет включать или выключать прибор, подав ему свист.Изначально я построил переключатель свистка в 1974 году. Не пытайтесь дублировать его из схемы ниже, а вместо этого разберитесь в функциях и дублируйте эти функции ....

  • Старый и вездесущий NE555 может быть очень хорош в том, для чего он не был предназначен: управление реле или другими нагрузками до 200 мА. На картинке показан пример схемы: если уровень на входе вырастет более чем на 2/3 напряжения питания - включится реле, и....

  • Схема на рисунке 1 обеспечивает блокировку безопасности, которая проверяет срабатывание двух кнопок перед включением реле. Когда вы нажимаете обе кнопки, цепь включает реле. В этот момент вы можете отпустить один из переключателей без реле ....

  • Эти схемы позволяют переключателю DPDT типа ON-ON управлять двигателем машины с двухкатушечным переключателем.Затем ручка переключателя может использоваться для обозначения выбранного маршрута. Цепи также могут управлять светодиодами, которые могут использоваться для индикации выбранного ....

  • Схема на Рисунке 1 генерирует одиночный импульс с дребезгом каждый раз, когда вы нажимаете S1. Более того, схема использует только логическую мощность от удаленного подтягивающего резистора R2.Вы можете использовать схему для обнаружения нажатия клавиши в устройстве, не находящемся под напряжением, например ...

  • Управление электронными потенциометрами в большинстве современных приложений осуществляется с помощью сигналов, генерируемых контроллером. Однако существует значительное количество приложений, требующих настройки с помощью ручных элементов управления на передней панели. В схеме на рисунке 1 используется один....

  • В традиционных системах управления используются отдельные переключатели для управления питанием и различными функциями системы, но добавление нескольких компонентов в небольшую микропроцессорную систему может объединить функцию управления с переключателем включения / выключения системы. Например, вы можете ....

  • Экономичная конструкция, показанная на рис. 1, обеспечивает управление переключателями CMOS без необходимости использования внешнего источника питания.Аналоговые переключатели, такие как MAX4663, идеально подходят для использования в приложениях с низким уровнем искажений. Они предпочтительнее электромеханических ....

  • Схема на рис. 1 может интеллектуально управлять переменным или постоянным током при последовательном подключении к нагрузке. Схема «крадет» свою мощность, отключая нагрузку при низкой скважности.Коммутатор использует паразитный основной диод полевого МОП-транзистора. Пока ....

  • Идея в том, чтобы просто отключить нагрузку с отрицательным напряжением. Несколько примеров:- - Bias votlages для ЖК-панелей - ВЧ усилители - Усилители звука Хорошая вещь в этой конструкции заключается в том, что я могу использовать напряжение ввода-вывода системы для управления включением / выключением и этим....

  • Иногда вам необходимо удаленно включить или выключить систему с двумя состояниями, например свет, с нескольких точек. Вы можете подключить простые кнопочные переключатели параллельно к однолинейной шине. Однако, если шина просто управляет триггером, система должна ....

  • Сигнализация отключится, когда 4 клавиши, подключенные к «A, B, C, D», будут нажаты в правильном порядке.Схема работает, потому что каждый вентиль `стоит` на своем предшественнике. Если нажать любую клавишу, кроме правильной, то вентиль 1 выбивается из стека, и ....

  • Эта схема была представлена ​​Адамом из Канады, который все еще учится в школе. Я предоставил текст. Два транзистора используются как переключатель с прямой связью, Адам использовал 2SC711, но любой транзистор общего назначения подойдет эл.г. 2N3904, BC109C ...

  • Эта дизайнерская идея предлагает решение проблемы включения и выключения устройств в прошлом. На рисунке 1 IC2 представляет собой таймер типа 555 (предпочтительно CMOS), подключенный как моностабильный одноразовый мультивибратор. Кнопочный переключатель S1 запускает IC2. Можно заменить ....

  • Езда по шоссе с дальним светом фар действительно может улучшить вашу видимость, но может ослеплять других водителей.Эту простую схему можно подключить к переключателю фар, чтобы обеспечить автоматическое переключение между дальним и ближним светом ...

  • Когда вам нужно быстро подключить отрицательный источник питания под логическим управлением, может помочь переключатель отрицательной стороны питания, показанный на рисунке 1. Первоначально предназначенный для управления затворами сильноточных полевых МОП-транзисторов, MIC4451 может выполнять другую роль.Это ....

  • Схема на рис. 1 добавляет переключатель мягкого отключения звука с отключением при включении / выключении питания к аудиосхеме линейного уровня. R4, C1 и JFET Q1 незаметно заземляют сигнал через 100–200 мсек, когда вы замыкаете S1, или отпускаете его, когда открываете S1. Потенциометр R2, двойная установка ....

  • Проблема установки любого из четырех режимов процесса, управляемого микроконтроллером, имеет простое решение: микроконтроллер проверяет состояния некоторых 4 бит регистра микроконтроллера или входного порта, а затем выполняет одну из четырех заранее определенных подпрограмм в соответствии с файл....

  • Linear Technologys LT®3466 - двойной повышающий преобразователь способный управлять до 20 белыми светодиодами с программируемым постоянный ток. Устройство также способно управление асимметричными светодиодными гирляндами с независимым затемнением и управление отключением для мультипанели ....

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *