Розанов Ю.К. Основы силовой электроники (1992) (1096750), страница 42
Текст из файла (страница 42)
ственной комм та ии т ти же способы лежат и в основе б рах. искусственную коммутацию тиристоров в ОСНОВЕ СХЕМ 0 ЕСПЕЧИВающИХ признак, как связь включения и выключения У Рующем кОнтуре В этом смт 1сле Р ей, в такторы однооперационные (илн с од Различают конступенчатои коммутаци) д Ухоперационные и трехоперационные ги и с чатой коммутацией). е (или с двухступен- В однооперационных контакторах включение и вы основного тимисто а не ние и выключение им ра неразрывно связаны общим электромаг- нитным процессом в коммутирующем конт е или нагрузки, если она имеет колеб ле ательныи характер). В контакто- рах этого типа подача управляющего импульса н тиристор вызывает его в щ импульса на основной ет его включение, а выключение происходит вследствие колебательного характера тока, .
Ристор. Следовательно, включение и протекающего че ез в таких схемах происходят в течение о е и выключение тиристо а Р Р контактора, и п ав чение однои ступени работы ра, и управлять моментом выключения тиристо а независимо от момента его включе чения нельзя. т ристора основного ти исто В контакторах с двухступенчатой коммутацией выключе чение симо от момента его в р ора можно производить практически и незави- основного ти исто ключения. В таких схемах выклю е р ра производится посредством подключения коммутирующей цепи к основному тиристору через \ утирующии) тиристор.
Поэтому выключение контактор4 в таких схемах можно рассматривать ка к вторую У1о р чую операцию, которая осуществляется пода- чеи управляющего импульса на коммутирую ий ти Поэтому схемы подобного ны . Ес д н го типа называются двухоперацион- нию ными, ли подготовка ком т ию основного ти исто а му ационного контура к выключе- например пе еза я ом р р связана с дополнительной операцие" цией, включения ти исто а пе р р д коммутирующей цепи посредств р р резаряда (т. е. введением третьей ом операции — подачи управляющего импульса на ти исто п- Резаряда), то такие схемы и т принято называть трехоперацнонуми. еоретически работа контактора може б т ыть связана еш ольшим количеством операций подобного типа, но такие схемы не получили практического применения.
исп Иногда при классифика р ф кации схем тнристорных контакторов сп руг, е существенные признаки, например спользуются и др ие менее ентный состав комм ти ей пи параллельно основному тиристору или нагрузке и .у, аличне т ансфо р ф рматора, разделяющего цепи основного тидр.у, 215 и д ыл Рис 425 Тиристориый коитактор с коидеисаториой коммутацией: а — схема, д — диаграммы токов и иапркиеиий иа вдемеитах схемы; в — схема с доподиитеаьиым коитуром перехарада ристора и коммутирующую, количество цепей, содержащих основные тиристоры (с одной цепью — однофазные, с двумя цепями — двухфазные и т, д.).
Наибольшее распространение получили схемы тиристорных контакторов с двухступенчатой коммутацией, которые можно рассматривать как аналоги полностью управляемых ключевых элементов, используемых для коммутации электрических цепей. Поэтому в дальнейшем будем рассматривать только схемы с двухступенчатой коммутацией основного тиристора, процесс выключения которого можно отделить от процесса его включения (121. На рис.
4.25,а представлена схема простейшего контактора подобного типа с конденсаторной коммутацией, осуществляемой подключением коммутируюшего конденсатора С„параллельно основному тиристору 1'5. В данной схеме (так же как и в последую ших) нагрузка предполагается активно- индуктивной (например, обмотка возбуждения двигателя). Поэтому в схеме для протекания тока, обусловленного энергией, накопленной в индуктивной составляющей нагрузки на интервале включенного состояния контактора, предусмотрен обратный диод Г21. Предположим, что конденсатор С, заряжен с полярностью напряжения, указанной на рис. 4.25,а. При подаче в момент вРемени 1о УпРавлЯющего импУльса на тиРистоР 1г5 он включается и на нагрузку подается входное напряжение (7,„.
Одновременно начинается колебательный процесс перезаряда конденсатора С, по контуру С, — 1'5 в ИЭ вЂ” Ь. Процесс пере21о где 7 и „„— максимальное значение тока нагр выключения тиристо а 1г5. н грузки в момент 1'5. ристора 5; 1 — время выключения тиристора личеиие Основным не остат м д ко рассмотреннои схемы является увечеиие длительности коммутационного п"о есс р ц а при выключе- 217 (4.40) заряда заканчивается в момент достигает нулевого значения.
Д Иу когда ток ко ен нд нсатора протекание процесса перезаряда, и в ез я. иод т блоки ет дальне" ру й шее будет напр яжение с полярностью, п от , и в результате на конденсаторе 425 Т у рушй д р Для выключения основного ти исто а ющий тиристор Р5 в м р ора Г5 на коммутируомент времени 1а подается жы~- ющий импульс. Включение тирисгора 1г5 п в управля- иню тирисгора Ю, ра „приводит к выключе, так как к нему оказывается по л заряженный конденсатор Сто аз я ый дключенным „, разрядный ток которого направлен току нагрузки 1'„протекаюшему через тиристор осле выключения тиристора )г5 ток наг зки 1' протекать через тиристор 1г5 его. До тех пор пока нап яжение „ и конденсато С пе а ряжение на конденсаторе не изменит обратное напряжение и нак момент 15), к основномУ тиРисто б РУ уЛет приложено П жение и он имеет возможность выключиться.
роцессы, протекающие на интервале пе еза а сатора, более скоротечны, чем п е перезаряда конден- считат ны, чем процессы в нагрузке. Можно читать, что ток нагрузки г', за это в емя с изменится. Поэтому о есс время существенно не у процесс изменения напряжения на кон- денсаторе С„в процессе переза я п о С„ р да происходит практически му закону. В момент в емени р 4 напряжение на конденсаторе С д- стигает значения, равного (г', , до,„, и процесс перезаряда прекраща- тся. то о ьясняется тем, что п и а напряжения п о ри дальнеишем повышении ения происходит включение обратного диода 1гЮ, к ко- торому цриложена разность напряжений входного сг', и конк нагрузки г„ начинает протекать диод (ток, обусловленный накоплением ергии в индуктивности составляющей нагрузки д,,).
Емкость коммутирующего конденсатора С в иной атора „иа интервале выключения тиристора 1'5 происходит ну, но определить емкость конденсатора о лииеииому зако, мож по формуле нии в режимах малых нагрузок. Это обусловливается тем, что длительность перезаряда коммутирующей емкости С„увеличивается с уменьшением тока перезаряда, т. е. тока нагрузки. Другим недостатком является дополнительная загрузка основного тиристора Ю по току в период подготовки конденсатора С, к коммутации, когда происходит его перезаряд, вызванный включением тиристора ~'о„. Кроме того, в момент выключения тиристора а'о на нагрузке возникает всплеск напряжения приблизительно двукратной величины относительно значения входного напряжения У,„(рис.
4.25,6). Зависимость длительности коммутационного процесса от тока нагрузки можно существенно уменьшить, если в схему ввести дополнительный контур перез ар яда коммутирующего конденсатора, состоящий из диода П)х и реактора Т.х (рис. 4.25,б). Наличие дополнительного контура приводит к тому, что в момент включения коммутирующего тиристора )хЯ„конденсатор С„будет перезаряжаться не только током нагрузки )хо но и током в колебательном контуре С„- Р'5„— )хРх — х.х.
При этом длительность перезаряда конденсатора не может быть меньше половины периода колебательного процесса в этом контуре при любых токах нагрузки, включая холостой ход. Всплески напряжения на нагрузке не всегда могут быть допустимы. На рис. 4.26,а представлена схема, свободная от этого недостатка. Чтобы подготовить схему к работе, необходимо зарядить конденсатор С„. Для этого подается управляющий импульс на тиристор Ю„, через который и цепь нагрузки конденсатор заряжается с полярностью, указанной на рис. 4.26, а.
Включение контактора осуществляется тх„ ка ибых а) й) Рис. 4.26. Тиристориый коитактор с коммутируюпхим х.С-коитуром: а — схема; б — Лиатраммы токов и напряжений па элементах схемы подачей в момент времени т (рис. 4. 26 у у а основной тиристор Ю Одновременно перезаряд конденсатора С, по „ „ , енно ~~черпается Когда полуволна перезарядного тока ' с„ (момент в меии г ) падает до „у „ диод )хРх выключается и конденсатор С оказывается за ряженным с полярностью указанной на рис. 4.26, а, т. е. подготовленным для коммута ии Ц Для выключения тиристора Р'Я в момент времени гх подается ти исто а Ю нач управляющий импульс на тиристор )'Я .
П р ра, начинается колебательный процесс в конт ре ф— Ю-Ю -Т.. й ри этом через тиристор а'о будет протекать онтуре разность токов нагрузки а, и разрядного тока контура 1,. Когда эти токи станут равными (момент времени у ), ти ис о выключится. Дале я. Далее а'„продолжает возрастать, и через диод РЗх будет проходить разность токов а„и а'„. Пока дно Ч'Р ток, к ти исто а диод , проводит р ру )'Я будет приложено обратное напряжение, равное прямому напряжению на диоде И)х.
На этом интервале времени тиристор а'Я выключается. Когда ток 1„снова станет меньше тока нагрузки 1„(момент времени г ) о выключится. Дал . Д ее происходит дозаряд конденсатора С, током нагрузки х„ по цепи 'а'о,-х.„ — С,-Я, до значения входного напряжения У,„. После этого включается диод а'Р, щ " ц пь нагрузки (момент времени г ). Так как в , шунтирувремени г ток отличен от нуля, то энергия, запасенная в иидуктивности Т.„, расходуется на дальнейший ро ст напряже- нд нсаторе С„ до значения, большего напряжения У,„. После спадания тока в индуктивности Т до нуля включается диод Рххх (йб~~ент ремени уб) и конденсатор С„ разряжается до напряжения ' несколько меньшего, чем входное напряжение 0.„(момент времени ут).
Значения напряжений на конденсаторе С„в различные моменты процесса коммутации равны: в момент времени гб ис — — У +т'„ / — ' 17. —,/'с„ Ь 14.41) в момент времени Гт йс'=У вЂ” 1„~)1 — ".. ,~С Если источник входного напряжения имеет однонаправлендеисато а С в об иую проводимость (например, выпрямитель) то разряд кони и о есс ра „в о ратном направлении становится невозможны Р ц изменения напряжения на конденсаторе заканчивается момент времени тб, когда ток индуктивности Т. станов х ится отсутствие пе Положительными свойствами рассмотренной схемы является вие перенапряжений не только в цепи нагрузки, но 219 н на тиристора, Р х к кото ым прик ладывается только прямое щее входное напряжение напряжение, практически пр ки не евышаю в в полупроводб' . Кроме того, нарас а т ние и снижение токо вв ° п исходят плавно (за ис ( ключением наниковых элементах про р Ю) лучшает условия растания прямого ток р р ока ти истора , что у ть выхода из строя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
