Отпирания тиристоров

4.23. Определить диапазон изменения угла отпирания тиристора в схеме задачи 4.22, если известно, что для его надежного отпирания ток в УЭ должен быть не меньше так называемого тока спрямления, при котором вольт-амперная

Следовательно, при Ue — 15В диапазон изменения угла отпирания тиристора

Из 4.23,6 очевидно, что при прямоугольной форме напряжения U с диапазон изменения угла отпирания тиристора не зависит от величины напряжения U'9 и остается равным 180° при условии, что величина Uc превышает значение /у. ОПР #вх.т.

Следовательно, при снижении <УС сокращение диапазона угла отпирания тиристора сопровождается уменьшением кратности тока УЭ с величины 0,94/0,35 = 2,69 при Ue= 15 В до 0,634/0,35 == 1,81 при ?/е= 10 В.

Прямая ветвь вольт-амперной характеристики тиристора имеет три характерных участка. Участок / соответствует запертому состоянию тиристора. Переход с участка / на участок // соответствует моменту отпирания тиристора при напряжении включения Uвкл. а участок // — лавинообразному процессу переключения, протекание которого зависит от величины тока управления. Учас-

Тиристор можно включить при меньшем анодном напряжении, если управляющий электрод получит положительный потенциал относительно катода, причем момент включения зависит от величины управляющего тока /упр. После отпирания тиристора управляющий электрод теряет свои управляющие свойства, а обратный переход из открытого состояния в закрытое происходит только при изменении знака анодного напряжения (минус на аноде), а также при уменьшении анодного тока до некоторой

коммутирующим конденсатором Ск. Перед включением тиристора конденсатор С„ заряжен до напряжения UK. При подаче отпирающего импульса на управляющий электрод тиристор Т открывается и через двигатель начинает проходить ток »0. Одновременно происходит перезаряд конденсатора С„ через резонансный контур, содержащий индуктивность L\. После окончания перезаряда, когда полярность конденсатора меняется, к тиристору прикладывается обратное напряжение. При этом тиристор восстанавливает свои запирающие свойства и ток через него прекращается. В дальнейшем конденсатор заряжается через нагрузку и схема оказывается подготовленной для последующего отпирания тиристора. Время открытого состояния тиристора определяется параметрами резонансной цепи: LI и Ск.

Схему, изображенную на 11.65, а, используют при частотно-импульсном регулировании. Тиристор Т отпирается путем подачи импульсов тока управления на его управляющий электрод, запирается с помощью коммутирующего конденсатора Ск. Перед включением тиристора конденсатор Ск заряжен до напряжения U. При подаче отпирающего импульса на управляющий электрод тиристор 7 открывается, и через якорь двигателя начинает проходить ток ia. Одновременно происходит перезаряд конденсатора Ск через резонансный контур, содержащий индуктивность L1. После окончания перезаряда, когда полярность конденсатора изменится, к тиристору будет приложено обратное напряжение. При этом он восстанавливает свои запирающие свойства, и прохождение тока через тиристор прекращается. В дальнейшем конденсатор Ск разряжается через нагрузку, и схема оказывается подготовленной для последующего отпирания тиристора.

Схема фазового управления приведена на VII. 15, в. Здесь Фв — фазовращатель, а диод Д предохраняет управляющий электрод от попадания на него отрицательной полуволны управляющего напряжения. С этой же целью можно вместо диода Д включать диод параллельно участку управляющий электрод — катод, который будет отпираться во время отрицательной полуволны. Вместо фазовращателя с успехом можно применить КС-цепочку с регулируемой величиной постоянной времени заряда ( VII.15, г). Работа схемы ясна из рассмотрения временных диаграмм, приведенных на VII. 15, д. Конденсатор С заряжается во время положительного полупериода напряжения сети через резисторы R и R1. В момент о)с^ напряжение ис достаточно для отпирания тиристора, он откроется, а конденсатор быстро разрядится через небольшое сопротивление (диода Д и р — n-перехода промежутка управляющий электрод— катод). Изменяя величину сопротивления резистора R1, можно сдвигать по времени точку юс^,т. е. изменять угол открытия а. Диод Д препятствует попаданию отрицательного напряжения ис на управляющий электрод. Такая схема не может обеспечить стабильности угла открытия при изменении температуры окружающей среды и пригодна только для включения тиристоров малой мощности. Для включения тиристоров средней и большой мощности надо уменьшать величину

Обычно для надежного отпирания тиристора выбирают длитель-нэсть импульса

Если нагрузка преобразователя носит активно-индуктивный характер, то форма тока в цепи не повторяет форму напряжения ( 6.19, в), так как возникает э. д. с. самоиндукции, препятствующая нарастанию и спаданию тока. Поэтому ток через тиристор протекает в течение некоторого времени после изменения полярности напряжения питания. При этом регулирование напряжения и тока нагрузки оказывается возможным при изменении угла отпирания тиристора в пределах ср<а<я, где у = arctg й)&„//?н.

Необходимая сила тока возбуждения СД зависит от уровня напряжения питающей сети и действительной нагрузки СД. Соответствующий закон регулирования тока возбуждения выбирается логическим устройством переключения каналов ЛУПК-Выходное напряжение устройства ВУ зависит от уровня напряжения питающей сети и нагрузки на валу СД. Уровень напряжения на выходе ВУ влияет на фазу импульсов системы импульсно-фазового управления СИФУ, изменяющей угол отпирания тиристоров возбудителя ТВ и, следовательно, силу тока возбуждения СД.

Управление углом отпирания тиристоров осуществляется посредством магнитного усилителя МУ, суммирущего сигналы задающий (зажимы 3 и 4), отрицательной обратной связи по скорости (зажимы 5 и 6) и отрицательной обратной связи по току возбуждения ЭМС (зажимы 7 и 8). Напряжение на все эти зажимы подается от сельсинного комапдоаппарата СКАЛ, та-хогенератора ТГ и резистора Р, Тахогенератор ТГ приводится во вращение ведомым валом муфты через цепную передачу. Магнитный усилитель МУ получает питание от сети переменного тока (зажимы 1 и 2); с выхода МУ (зажимы 9 и 10) отпирающие импульсы поступают на управляющие электроды тиристоров. Требуемые динамические характеристики привода формируются соответствущими обратными связями.

4.22. Магнитный усилитель с самонасыщением используют в качестве фазоимпульсного модулятора для управления углом отпирания тиристоров в схеме 4.22 (на рисунке показан один из сердечников усилителя и управляемый им тиристор Т). Положительный полупериод анодного напряжения тиристора Ua совпадает с рабочим полупериодом напряжения Uc сердечника усилителя. Пока в рабочем полупериоде сердечник не насыщен, падение напряжения на сопротивлении #пот тока/р должно быть меньше э.д.с. ?д отпирания диода Ду для того, чтобы к управляющему электроду УЭ тиристора напряжение не подавалось. В момент достижения сердечником насыщения падение напряжения на Rn скачком возрастает и, преодолевая указанную э.д.с., прикладывается к УЭ, что приводит к отпиранию тиристора и протеканию по сопротивлению КМ[ тока (под действием ?/а) в оставшуюся часть полупериода.

На 12.8 показана структурная схема электропривода по системе Г—Д с тиристорным возбудителем ТВ. Особенностью этой системы является реверсивный тиристорный возбудитель ТВ, питающий обмотку возбуждения ОВГ генератора Г. Ток возбуждения регулируется изменением величины угла отпирания тиристоров при помощи блока управления БУ, который получает управляющий сигнал от промежуточного усилителя ПУ.

— граничные напряжения — минимальное и максимальное значения напряжения, необходимого для отпирания тиристоров данного типа при соответствующей температуре;

граничный ток — максимальное значение тока, необходимого для отпирания тиристоров данного типа при соответствующей температуре.

Пусть в начальный момент оба тиристора заперты, коммутирующий конденсатор не заряжен и во входной цепи ток / = 0. Для поочередного отпирания тиристоров

т. е. шо = 2ш. Временные диаграммы напряжений и токов для этого режима приведены на 11.15, б. В момент времени t\ управляющие импульсы открывают тиристоры ТР\ и ТР2. При этом коммутирующий конденсатор Ск заряжается от источника питания Е через дроссель LK и нагрузку ZH. В момент времени /2 ток с тиристоров ТР\ и ТР^ переходит на обратные диоды Д\ и Д^. Коммутирующий конденсатор начинает разряжаться через диоды на источник питания и нагрузку. Разряд протекает до тех пор, пока ток диодов не станет равным нулю. Таким образом, в интервале времени /2 — h hpt = h-p,— О и /Д = 1Д, > 0 ( 11.15, б). При то > 2ш полувол«а тока через диоды, следующая за полуволной тока через тиристоры, успевает до момента отпирания тиристоров ТР3, ТР^ (один период вынужденных колебаний соответствует двум периодам собственных колебаний с некоторым запасом) снизиться до нуля. Заметим, что в режиме прерывистого тока тиристоры и диоды пропускают ток в течение равных интервалов времени.

Напряжение генератора Г регулируется путем изменения угла отпирания тиристоров выпрямителя В, питающего обмотку возбуждения 0В. Угол отпирания а устанавливается блоком сравнения БС и усилителем-фазорегулятором УФР.

В связи с тем, что в трехфазном мостовом преобразователе моменты отпирания тиристоров катодной и анодной групп сдвинуты во времени на '/е часть периода напряжения питания, пуск и работа вентильного преобразователя в области прерывистых токов возможны или при длительности управляющих импульсов больше 60°, или при подаче на управляющий электрод последовательно через каждые 60° двух других импульсов. Системы управления, в которых управляющий сигнал имеет форму импульса, фазу которого можно регулировать, называют .импульсно-фазовыми.

6.5.1. Работа выпрямителя при а = 0 (или работа неуправляемого выпрямителя). На 6.11,6 представлены временные диаграммы токов и напряжений в этом ре-жиме.у<,ак и в трехфазном нулевом выпрямителе,^ каждый момент времени ток проводит один тиристор катодной групгш, У которого напряжение на аноде наиболее положительно, и один анодной группы, у которого напряжение на катоде наиболее отрицательна! Моментами естественного отпирания тиристоров катодной группы являются точки пересечения синусоид с>2 при положительных напряжениях, для тиристоров анодной группы — точки пересечения тех же синусоид при отрицательных напряжениях. От моментов естественного отпирания отсчитывают углы управления а. В момент Оь например, проводят ток VI и V2, а ток замыкается по контуру обмотка е2А — VI— нагрузка — V2 — обмотка е-2с-