Методи тиристорної комутації

Щоб увімкнути тиристор, існують різні методи спрацьовування, при яких на його термінал затвора подається пусковий імпульс. Крім того, існують різні методи, щоб вимкнути тиристор, ці методи називаються тиристорний Комутаційні методи. Це можна зробити, повернувши тиристор у передуючий блокуючий стан із стану прямої провідності. Щоб привести тиристор у стан блокування вперед, прямий струм зменшується нижче рівня утримуючого струму. Для регулювання потужності та управління потужністю провідний тиристор повинен бути належним чином комутований.

У цьому підручнику ми пояснимо різні методики комутації тиристорів. Про тиристор та його методи спрацьовування ми вже пояснювали у нашій попередній статті.

Існує в основному дві методики тиристорної комутації: Природна та Примусова. Далі техніка примусової комутації поділяється на п’ять категорій, які є класом A, B, C, D та E.

Нижче наведена класифікація:

• Природна комутація
• Примусова комутація
  • Клас A: Самостійна комутація або навантаження
  • Клас B: Резонансно-імпульсна комутація
  • Клас С: Додаткові комутації
  • Клас D: Імпульсна комутація
  • Клас E: Зовнішня імпульсна комутація

Природна комутація

Природна комутація відбувається лише в ланцюгах змінного струму, і названа вона так, оскільки не вимагає жодного зовнішнього кола. Коли позитивний цикл досягає нуля, а анодний струм дорівнює нулю, негайно на тиристорі подається зворотна напруга (негативний цикл), що змушує тиристор вимикатись.

Природна комутація відбувається в регуляторах напруги змінного струму, циклоперетворювачах і фазових випрямлячах.

Примусова комутація

Як ми знаємо, в ланцюгах постійного струму немає природного нульового струму, такого як природна комутація. Отже, примусова комутація використовується в ланцюгах постійного струму, і це також називається комутацією постійного струму. Він вимагає комутуючих елементів, таких як індуктивність та ємність, щоб примусово зменшити анодний струм тиристора нижче значення струму утримання, тому його називають Примусовою комутацією. В основному примусова комутація використовується в схемах Чоппера та Інверторів. Примусова комутація поділяється на шість категорій, які пояснюються нижче:

1. Клас A: Самостійна або навантажувальна комутація

Клас А також називають "самокомутацією", і це одна з найбільш часто використовуваних технік серед усіх технік комутації тиристорів. У схемі нижче індуктор, конденсатор і резистор утворюють другий порядок під вологою ланцюгом.

Коли ми починаємо подавати вхідну напругу в ланцюг, тиристор не вмикається, оскільки для включення потрібен імпульс затвора. Тепер, коли тиристор включається або зміщується вперед, струм буде протікати через індуктор і заряджатиме конденсатор до пікового значення або рівного вхідній напрузі. Тепер, коли конденсатор повністю заряджається, полярність індуктивності змінюється, і індуктор починає протистояти потоку струму. Через це вихідний струм починає зменшуватися і досягати нуля. У цей момент сила струму нижче струму утримання тиристора, тому тиристор вимикається.

2. Клас B:

Комутацію класу B також називають резонансно-імпульсною комутацією. Між ланцюгами класу B та класу A є лише невелика зміна. У класі B LC резонансна схема підключена паралельно, тоді як у класі A вона послідовно.

Тепер, коли ми застосовуємо вхідну напругу, конденсатор починає заряджатись до вхідної напруги (Vs), а тиристор залишається зворотньо зміщеним до подачі імпульсу затвора Коли ми застосовуємо імпульс затвора, тиристор вмикається, і тепер струм починає текти з обох напрямків. Але тоді постійний струм навантаження протікає через опір та індуктивність, з'єднані послідовно, через його великий реактивний опір.

Потім через LC-резонансний контур протікає синусоїдальний струм, щоб зарядити конденсатор із зворотною полярністю. Отже, зворотна напруга з'являється через тиристор, який викликає струм Iс (комутуючі струму), щоб протистояти потоку анода струм _A. Тому через цей протилежний комутуючий струм, коли анодний струм стає меншим за струм, що утримує, тиристор вимикається.

3. Клас С:

Комутацію класу С також називають додатковою комутацією. Як ви можете бачити схему нижче, є два тиристори паралельно, один головний, а інший допоміжний.

Спочатку обидва тиристори перебувають у вимкненому стані, і напруга на конденсаторі також дорівнює нулю. Тепер, коли імпульс затвора подається на основний тиристор, струм почне протікати з двох шляхів, один від R1-T1, а другий - R2-C-T1. Отже, конденсатор також починає заряджатися до пікового значення, рівного вхідній напрузі з полярністю пластини B позитивною і пластини A негативною.

Тепер, коли імпульс затвора подається на тиристор T2, він вмикається, і негативна полярність струму з'являється на тиристорі T1, що призводить до того, що T1 вимикається. І конденсатор починає заряджатися із зворотною полярністю. Просто ми можемо сказати, що коли T1 увімкнеться, він вимкне T2, а коли T2 увімкнеться, він вимкне T1.

4. Клас D:

Комутацію класу D також називають імпульсною комутацією або комутацією напруги. Як і клас C, комутаційна схема класу D також складається з двох тиристорів T1 і T2, і вони називаються головними та допоміжними відповідно. Тут діод, індуктор і допоміжний тиристор утворюють комутаційний контур.

Спочатку обидва тиристори перебувають у вимкненому стані, а напруга на конденсаторі C також дорівнює нулю. Тепер, коли ми подаємо вхідну напругу і запускаємо тиристор T1, через нього починає протікати струм навантаження. І конденсатор починає заряджатися з полярністю пластини А мінус і пластини В позитивом.

Тепер, коли ми запускаємо допоміжний тиристор T2, основний тиристор T1 вимикається, а конденсатор починає заряджатися з протилежною полярністю. Коли він повністю заряджається, це призводить до вимкнення допоміжного тиристора T2, оскільки конденсатор не пропускає через нього струм, коли він повністю заряджається.

Отже, вихідний струм також буде дорівнювати нулю, оскільки на цьому етапі через обидва тиристори у вимкненому стані.

5. Клас E:

Комутацію класу Е також називають зовнішньою імпульсною комутацією. Тепер, як ви можете бачити на принциповій схемі, тиристор вже має зміщення вперед. Отже, коли ми запускаємо тиристор, струм з’являється при навантаженні.

Конденсатор в ланцюзі використовується для захисту dv / dt тиристора, а імпульсний трансформатор використовується для вимкнення тиристора.

Тепер, коли ми подаємо імпульс через імпульсний трансформатор, протилежний струм буде текти в напрямку катода. Цей протилежний струм протистоїть потоку анодного струму, і якщо I _A - I _P <I _H тиристор вимкнеться.

Де I _A - анодний струм, I _P - імпульсний струм, а I _H - струм, що утримує.