Розанов Ю.К. Основы силовой электроники (1992) (1096750), страница 41
Текст из файла (страница 41)
Различие между ними заключается в законе управления тиристорами. В регуляторе управляющие импульсы на тиристоры поступают с различными углами управления а, а в контакторе — таким образом, чтобы каждый тиристор проводил одну или несколько полных полуволн тока либо оба тиристора были выключены. Поскольку тиристор является не запираемым по управлению элементом, то для его выключения необходимо обеспечить с нада ние тока до нуля.
Если к онтактор включен в цепи с активным сопротивлением У„=Я„(рис. 4.22,а), то моменты 210 прохождения через нуль тока и нап яже активно-инд кт напряжения совпадают, При уктивнои нагрузке ток отстает от нап яжен переход тока с одного тиристо а на на угол ср, „, которыи определяется коэй'и иен нагрузки (рис 4 22 б В з ависимости от того, выключаются тиристо ы по воздействием естественного сниж снижения переменного тока до нуля или посредством их искусственной комм та ии, оммутации различают' искусстве~~ой оммутацией (ТКИ). Для то ключить ТКЕ, достаточно прекратить подач п мпульсов на тиристоры. В этом сл чае м вы о ых диого напряжения.
Нап име истора не удет превышать половины периода управляю р р, если прекратить подачу тиристора, щих импульсов в момент в б ключения очередного 180' то он удет п ово ть из-за отсутствия п , а другой тиристор же не см управляющего ймпульса.
р у ожет включиться При необходимости иметь время вы чем половина пе ио в р мя выключения меньшим, на периода выходного напряжения, следует при- отвода энергии, накопленной в И. Однако в этом случае возникает п б про лема обесточивании цепи, соединяю ей " в индуктивностях наг ки, п и руз , ри няюще источник электроэнергии законам коммутации ток в ин тив о связано с тем, что согласно основным к в индуктивности не может изменяться у рее происходит отключение цепи, ом. оэтом чем быст держащ и индуктивность, с током, отличным от большие перенап яжения от нуля, тем б р я возникнут на отключающем аппар казанные пе енап яже рате. Д в и тив р р ния являются следствием наведе ния тока наг ки, д ндук ности, препятствующей изменению руз, для устранения перенапряжений (опа значения элементов коммутационного аппа а опасных для ного аппарата) следует в случае прн- нергии, накопленной в ин к а не , " ду тивностях нагрузки„ в какой-либо емник или накопитель электроэнергии.
В ч частности, таким ет служить конденсатор или источник переменНа ного тока, способный принимать электроэнер ргию. отклю рис. 4.23, а представлена схема ТКИ, лючение основных тиристоров а'5т, р'о п о в кото й ся конденсато С и атуре иногда называют схемами с мута К ТКИ в один п включен, то ток нагрузки протекает один полупериод через тиристор Ю , идиод „,авдруРТ1, 211 клт мле ка'г кка Рис. 4.23, Тиристорные контакторы переменного тока с импульсной ком- мутацией гой — через тнристор Уоа и диод УРа.
Коммутирующий конденсатор С„заряжен от маломощного вспомогательного трансформатора Т„с полярностью, указанной на рис. 4.23, и отделен от основных тиристоров н диодов коммутирующим тнристором У5,. Для выключения основных тнристоров необходимо подать управляющий импульс на коммутирующий тиристор Уэ„. При этом в результате разряда конденсатора С, в колебательном контуре возникает ток 1то который будет протекать через тот основной тирнстор, который в этот момент проводи~ ток, н будет направлен навстречу этому току. Например, допустим, что ток нагрузки проводил тири стор У5г.
Прн включении тиристора Уо„через тиристор Уот начинает протекать разность токов нагРУзки г„н контУРа г„. Пока ток г„меньше тока 1го тиристор УБ, будет включен, а диод УРа выключен, так как к нему приложено обратное напряжение, обусловленное падением напряжения на тнристоре Юг. При равенстве токов 1„и 1„тиристор У5, выключается, ток ~'„продолжает возрастать, разность токов 1„н !, будет протекать через диод УР. На интервале проводимости диода УРа к тиристору У5г будет приложено обратное напряжение, равное падению напряжения на диоде УР,. Когда ток г„ станет меньше тока ~„, диод УРа выключается, н ток нагрузки 1„начинает протекать по контуру диод УРз — конденсатор ф— реактор ń— тнрнстор У5„— диод УР,— нагрузка — источник — диод УР,. При этом ' 212 уде происходить перезаряд конденсато а С и энергия, запасенна сатора, током нагрузки переходить в конденсатор С,.
Это обстоятельство необходимость существенно кость или вводить но завышать его ст у -ановленную емпоглощающи в схем оп . е энергию. у д олнительные устройства, Быстродействие рассмотренного ТКИ п и исп практически то ько временем вык ю еменем выключения тиристоров (обычно нду тивнон натру и нагрузки. ивается и зависит от параметров схемы Количество основных тн исто о быть уменьшено о ристоров в данном ТКИ может В ено до одного, гак это показано на нс. 4.
этом случае упрощается управление 'ТКИ но увеличиваются потери в схеме. Последнее о ление И, но одновременно что при включен ТКИ времени протекает ном ток на зки тру в каждыи момен~ по трем элементам: дв м о тиристору. В основном же п о ессь В мног " м же процессы в обеих схемах сходны. офазных системах статически устанавливаю т отдельно на кажд жаз . П еские контакторы обычно функциональные е узлы фазных контакто ов мог ую фазу.
При этом некоторые чг р могут баять схем о Существует много различных схем пол п ов контакторов отзичаю нхся как п элементной базой Бо ь щественными преимуществами пе е азои. ольшинство нз ннх обла ают д т супер д электроме аническими ысгродействия, надежности и срока 1а в некоторых случаях имеют и л согабарнтйые показатели. С всем по тупрово ледет, о н дниковым контакторам п ис о недо таток — невозможно ть обеспеч ность о еспечения полной гальваннчеи коммутируемых цепей в отключенном состоянии. о ясняется тем, что сопротивление полно ключенного полупроводн б полностью вынечное значени одннкового п н о р ра всегда имеет кообеспечив ние, в то же в ем ремя механические контакты вают полный разрыв цепи.
4.3.2. ТИРИСТОРНЫЕ КОНТАКТОРЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА Для включения н отключения ком ля я (коммутации) цепей потах же как ценен еременного тока, паратов, называе б много различных типов пол п у роводниковых аппереключ .. П аемых о ычно статнчес ческими контакторами илн тактор ателями. Поскольк он, предназначенных я к у основным элементом таких ко- ндля коммутации силовых цепей, я тнрнстор, то они обычно называются тнрнсторными 213 . 4.24. Комоииированиые контакторы постокнного тока: Рис... ом иии онтакта; б — схема с псследователь— схема с па аллельным включением подвижного ко ным мопоченнем подвижного контакта контакторами ил и прерывателями.
Основные преимущества ти исто ных контакторов в ср равнении с электромеханическими Р Р в „' 4.2. Одной из особенностей тирнстор- аппаратами указаны ных контакторов постоянного тока ~жжат~ т, них может широко использоваться для прео- шинство из них м ения н тока в качестве разования и регулирования напряжения н импульсных регуляторов-стабилизаторов, ра- основного узла импул пе еключе- ботающих на зна и начительно более высоких частотах р ы в цепях ния чем тиристорные регуляторы-стабилизатор . В этой связи быстродействие тиристорных переменного тока. это с факто ом ов постоянного тока является важнеишим фа р контакторов пост ян бласти их применения.
опре деляющим в значительнои мере облас р Однако в некоторых случаях основным требо т бованием к тиконтактору является обеспечение минимального ристорному конт нап име, в некоторых времени его вступления в работу, напр р, типах установок гарантированного питания. Для этой цели мо т быть использованы комбинированные схемы контактора, могут ыть и исто а и электромагнитного контактора состоящего из тиристора ис. 4.24. Необходимость обычного типа, изображенные на рис... ео х введения электромагнитного контактор а в этих схемах о ус- ловлена тем, что нео бходимо обеспечить выключение тиристо а обеса. В схеме на рис.
4.24,а выключение тиристора мы кающим контактом К печивается шунтированием его замь а в схеме на рис. . 4.24,6 — размыканием размыкающего коно а ос еств- К, Включение комбинированного контактора осущ ляется подачей управляющего импульса р р С о, время включения комбинированного контак- ледовательн , б т оп еделяться то а с момента поступления команды будет р тора с временем включения тиристора (т.
е. пр р и оп еделенных типах тиристоров измеряться несколькими р унд мик осек ами), а время выключения — временем включения ,'р, ) ,'рис. 4.24, а) или временем выключения (рис. 4.24, б) электромагнитного койтактора (обыч- но несколько сотых долей секунды). У большинства типов тиристорных контакторов постоян- ного тока предусматривается искусственная коммутация ти- исторов, для реализации которой разработано много раз- В з 3.2 осмотрены основные способы искус- 214 У ц ирнсторов в автономных инверто ах.