Тиристорные релейные устройства переменного тока

Тиристорные релейные устройства переменного тока

Тиристорные устройства с питанием от переменного тока получили наибольшее распространение, так как в этом случае не требуется специальных устройств для закрывания тиристора. Дейст^ительно, в конце положительного полупериода ток нагрузки становится меньше "удерживающего" и тиристор закрывается автоматически.

Тиристорные устройства переменного тока условно можно разбить на два класса:

тиристорные релейные устройства, в которых тиристор в состоянии "включено” каждый положительный полупериод питающего напряжения открыт и пропускает на нагрузку почти полностью полуволну напряжения, а в состоянии "отключено" тиристор закрыт в оба полупериода и практически не пропускает ток в нэгрузку;

тиристорные регуляторы среднего 8нйчения напряжения. В этих устройствах регулирование среднего напряжения на нагрузке обеспечиваетвя подачей управляющего сигнала в каждый положительный полупериод напряжения питания, но в резные, считая от начала полупериода, моменты времени.

В настоящей работе будут рассмотрены только релейные устройства, поскольку тиристорные регуляторы ореднего значения напряжения подробно рассматриваются в курсе "Автоматизированный электропривод".

В дальнейшем простейший тиристорный релейный элемент будем называть ключом, а тринистор тиристором.

Способы управления тиристорным ключом

В зависимости от формы управляющего сигнала различают три способа управления тиристорным ключом;

сигнал управления длительный, подается с начала положительного полупериода или раньше, например, от внешнего источника постоянного напряжения или от источника питающего напряжения;

сигнал управления кратковременный (импульсный) снимается с рабочих электродов тиристоре;

сигнал управления в виде периодической последовательности импульсов, подаваемый от внешнего генератора.

В зависимости от этих способов управления выделяют три схемы тиристорных ключей:

тиристорный ключ с длительным сигналом управления;

тиристорный ключ с кратковременным сигналом управления;

тиристорный ключ с внешним генератором управляющего сигнала.

Тиристорный ключ с длительным сигналом управления

Схема простейшего тиристорного однойолупериодного ключа о длительным сигналом управления приведена на рио. 2. Из рис, 2 ВИДНО, ЧТО здесь переменное, обычно синусоидальное напряжение питания используется такие в качестве источника управляющего сигнала, вигнал управления на вход тиристора У$1 подается с помощью коммутационного устройства, которое может быть включено как последовательно входу 5*4 (рис. 2,а), так и па раллельно^Я (Р*с2,6). Диод защищает управляющий пере

ход (УЭ-катод) тиристора от обратного напряжения во время обратного полупериода. Резистор Я у ограничивает ток управления.

На рис. 2,в приведены диаграммы изменения напряжения питания (Лп • тока управления Iу и напряжения на нагрузке Ц. И во времени при замкнутом (на рис. 2,а) или разомкнутом (на рис. 2,6) коммутационном устройства.

Из рио. 2,в видно, что тиристор пропускает ток нагрузки каждый положительный полупериод. Причем открывание тиристора осуществляется с задержкой относительно начала каждого положительного полупериода, которая определяется вольт-амперной характеристикой тиристора и величиной сопротивления резисторов^и и /?у (точка 2 на рис. 1,г). Максимальное значение £ и можно определить, если принять, что при замкнутом $ / (разомкнутом £\% ) тиристор открывается в момент, когда

Управления достигает значения тока спрямления 1 у . Тогда после несложных преобразований на выражения (I) получим, что

17,±.тм!Ш, . (2)

В конца каждого положительного полупериода ток нагрузки становится кеныш “удерживающего“, тиристор закрывается и остается в зтов состоянии на нроткжеиии всего отрицательного полудержодадаже при замкнутом Sf (рааоикнуто»^^ )* м

Отключение тиристорного ключа происходит нос» раанык&вви

8)

2. ОднополупериодныЙ тиристорный ключ: 8 — последова тельная схема; б параллельная схема; в времен ные диаграммы

(замыкания S\% ) в первый отрицательный полупериод, Таким образом, время включения * выключения тиристоре в данном олучае не превышает одного полупериода питающего напряжения после по, дачи или снятия управляющего сигнала.

В качестве коммутационного устройства (*$*) обычно используют: магнитоуправляемые контакты (герконы), что позволяет гальванически развязать цепи управления и нагрузки; транзистор, работающий в режиме переключения, стабилитрон, дроосаль насыщения без подмагничивания, дадиотор, маломощный тринистор, двухбазовый диод и т.д. Все эти устройства представляют собой реле и обладают усшштельмнмв свойствами. Поэтому рассматриваемый тиристорный ключ является,по существу, двухкаскэдньш релейным усилителем»

Ё заключение следует отметить, что схема на рис. 2га представляет собой реле q нормально закрытым выходным тиристором, что эквивалентно электромагнитному реле с нормально открытыми контактами, а на рис. 2,6 реле с нормально открытым тиристором, что эквивалентно нормально закрытым контактам.