Kontrollerade likriktare - enhet, scheman, driftprincip

Styrda likriktare används för att reglera utspänningen i likriktade AC-kretsar. Tillsammans med andra metoder för att styra utspänningen efter likriktaren, såsom LATR eller reostat, tillåter en kontrollerad likriktare att uppnå större effektivitet med hög kretssäkerhet, vilket inte kan sägas för reglering med LATR eller reostatreglering.

Att använda kontrollerade ventiler är mer progressivt och mycket mindre krångligt. Tyristorer är bäst lämpade för rollen som kontrollerade ventiler.

I initialtillståndet är tyristorn låst och har två möjliga stabila tillstånd: stängd och öppen (ledande).Om källspänningen är högre än tyristorns nedre arbetspunkt, när en strömpuls appliceras på styrelektroden, kommer tyristorn att gå in i ett ledande tillstånd och efterföljande pulser som appliceras på styrelektroden kommer inte att påverka anodströmmen i på något sätt, det vill säga styrkretsen ansvarar endast för att öppna tyristorn, men inte för att stänga den. Det kan hävdas att tyristorer har en betydande ökning i kraft.

För att stänga av tyristorn är det nödvändigt att minska dess anodström så att den blir mindre än hållströmmen, vilket uppnås genom att sänka matningsspänningen eller öka belastningsmotståndet.

Tyristorer i öppet tillstånd kan leda strömmar upp till flera hundra ampere, men samtidigt är tyristorer ganska tröga. Tyristorns starttid är från 100 ns till 10 μs, och avstängningstiden är tio gånger längre - från 1 μs till 100 μs.

För att tyristorn ska fungera tillförlitligt bör anodspänningens ökningshastighet inte överstiga 10 - 500 V / μs, beroende på komponentmodellen, annars kan falsk omkoppling inträffa på grund av verkan av den kapacitiva strömmen genom pn-övergångarna .

För att undvika falsk omkoppling är tyristorns styrelektrod alltid shuntad med ett motstånd, vars resistans vanligtvis ligger i intervallet 51 till 1500 ohm.

Förutom tyristorer används andra för att reglera utspänningen i likriktare. halvledarenheter: triacer, dinistorer och inlåsta tyristorer. Dynistorer slås på av spänningen som appliceras på anoden, och de har två elektroder, som dioder.

Triacs kännetecknas av förmågan att inkludera styrpulser åtminstone i förhållande till anoden, åtminstone i förhållande till katoden, men alla dessa enheter, som tyristorer, stängs av genom att reducera anodströmmen till ett värde under hållströmmen. När det gäller låsbara tyristorer kan de låsas genom att applicera en ström med omvänd polaritet till kontrollelektroden, men förstärkningen vid avstängning är tio gånger lägre än vid start.

Tyristorer, triacs, dinistorer, kontrollerbara tyristorer — alla dessa enheter används i strömförsörjning och i automationskretsar för att reglera och stabilisera spänning och effekt, såväl som för skyddsändamål.

Som regel används tyristorer istället för dioder i kontrollerade likriktarkretsar. I enfasbryggor är diodens kopplingspunkt och tyristorns kopplingspunkt olika, det finns en fasskillnad mellan dem, vilket kan reflekteras genom att överväga vinkeln.

DC-komponenten för lastspänningen är olinjärt relaterad till denna vinkel eftersom matningsspänningen i sig är sinusformad. DC-komponenten för lastspänningen ansluten efter den reglerade likriktaren kan hittas med formeln:

Styrkarakteristiken för en tyristorstyrd likriktare visar beroendet av utspänningen på belastningen från fasen (på vinkeln för inkoppling) av bryggan:

Med en induktiv belastning kommer strömmen genom tyristorerna att ha en rektangulär form, och vid en vinkel större än noll kommer strömmen att dras på grund av verkan av självinducerad EMF från belastningens induktans.

I detta fall kommer den grundläggande övertonen av nätströmmen att förskjutas i förhållande till spänningen med en viss vinkel. För att ta bort klämningen används en nolldiod, genom vilken strömmen kan stängas och ge en offset på mindre än halva vinkeln på bron.

För att minska antalet halvledare tillgriper de en asymmetrisk styrbar likriktarkrets, där ett par dioder ersätter en neutral diod och resultatet blir detsamma.

Förstärkarkretsar tillåter också användning av tyristorer. Sådana system låter dig uppnå större effektivitet. Minimispänningen ges av dioder, och den ökade spänningen tillförs genom tyristorer. Vid den största förbrukningen är dioderna stängda hela tiden, och tyristorns omkopplingsvinkel är alltid 0. Nackdelen med kretsen är behovet av en extra transformatorlindning.