Τεχνικές μετατροπής Thyristor

Για να ενεργοποιήσετε ένα Thyristor, υπάρχουν διάφορες μέθοδοι ενεργοποίησης στις οποίες εφαρμόζεται ένας παλμός ενεργοποίησης στο τερματικό πύλης του. Ομοίως, υπάρχουν διάφορες τεχνικές για να απενεργοποιήσετε ένα Thyristor, αυτές οι τεχνικές ονομάζονται Thyristor Commutation Techniques. Αυτό μπορεί να γίνει φέρνοντας το Thyristor πίσω στην εμπρόσθια κατάσταση αποκλεισμού από την εμπρόσθια κατάσταση αγωγιμότητας. Για να φέρετε το Thyristor σε κατάσταση εμπλοκής προς τα εμπρός, το προς τα εμπρός ρεύμα μειώνεται κάτω από το επίπεδο ρεύματος συγκράτησης. Για σκοπούς ρύθμισης ισχύος και ελέγχου ισχύος, το αγώγιμο Thyristor πρέπει να αλλάζει σωστά.

Σε αυτό το σεμινάριο, θα εξηγήσουμε τις διάφορες τεχνικές μετατροπής Thyristor. Έχουμε ήδη εξηγήσει για το Thyristor και τις μεθόδους ενεργοποίησης στο προηγούμενο άρθρο μας.

Υπάρχουν κυρίως δύο τεχνικές για το Thyristor Commutation: Natural και Forced. Η τεχνική καταναγκαστικής μετατροπής χωρίζεται περαιτέρω σε πέντε κατηγορίες που είναι οι Κατηγορίες Α, Β, Γ, Δ και Ε.

Παρακάτω είναι η Ταξινόμηση:

• Φυσική μετακίνηση
• Αναγκαστική μετακίνηση
  • Κλάση Α: Μετατροπή από μόνος ή φορτίου
  • Κατηγορία Β: Μετατροπή συντονισμού-παλμού
  • Κατηγορία Γ: Συμπληρωματική μεταβολή
  • Κατηγορία D: Μετατροπή ώθησης
  • Κατηγορία Ε: Εξωτερικός παλμός

Φυσική μετακίνηση

Το Natural Commutation συμβαίνει μόνο σε κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος και ονομάζεται έτσι επειδή δεν απαιτεί εξωτερικό κύκλωμα. Όταν ένας θετικός κύκλος φτάσει στο μηδέν και το ρεύμα ανόδου είναι μηδέν, αμέσως εφαρμόζεται μια αντίστροφη τάση (αρνητικός κύκλος) κατά μήκος του Thyristor που προκαλεί την απενεργοποίηση του Thyristor.

Μια φυσική μεταβολή συμβαίνει σε ελεγκτές τάσης AC, Cycloconverters και Phase Controlled Rectifiers.

Αναγκαστική μετακίνηση

Όπως γνωρίζουμε, δεν υπάρχει φυσικό μηδενικό ρεύμα στα κυκλώματα συνεχούς ρεύματος όπως το φυσικό μετασχηματισμό. Έτσι, η αναγκαστική μετακίνηση χρησιμοποιείται σε κυκλώματα DC και καλείται επίσης ως εναλλαγή DC. Απαιτεί διασυνοριακής στοιχεία όπως η επαγωγή και χωρητικότητα για τη βία μειώσει το ρεύμα ανόδου της θυρίστορ κάτω από την κατοχή τρέχουσα αξία, γι 'αυτό ονομάζεται ως Αναγκαστική μετατροπής. Κυρίως εξαναγκασμένη αλλαγή χρησιμοποιείται στα κυκλώματα Chopper και Inverters. Η εξαναγκαστική αλλαγή χωρίζεται σε έξι κατηγορίες, οι οποίες εξηγούνται παρακάτω:

1. Κλάση Α: Μετατροπή από μόνος ή φορτίο

Η τάξη Α ονομάζεται επίσης «Αυτομετατροπή» και είναι μια από τις πιο χρησιμοποιούμενες τεχνικές μεταξύ όλων των τεχνικών μετατροπής Thyristor. Στο παρακάτω κύκλωμα, ο επαγωγέας, ο πυκνωτής και η αντίσταση σχηματίζουν μια δεύτερη τάξη σε υγρό κύκλωμα.

Όταν αρχίσουμε να τροφοδοτούμε την τάση εισόδου στο κύκλωμα, το Thyristor δεν θα ανάψει, καθώς απαιτεί παλμό πύλης για να ανάψει. Τώρα, όταν το Thyristor ανάβει ή προς τα εμπρός, το ρεύμα θα ρέει μέσω του επαγωγέα και φορτίζει τον πυκνωτή στην μέγιστη τιμή του ή ίση με την τάση εισόδου. Τώρα, καθώς ο πυκνωτής φορτίζεται πλήρως, η πολικότητα του επαγωγέα αντιστρέφεται και ο επαγωγέας αρχίζει να αντιτίθεται στη ροή του ρεύματος. Λόγω αυτού, το ρεύμα εξόδου αρχίζει να μειώνεται και φτάνει στο μηδέν. Αυτή τη στιγμή το ρεύμα είναι κάτω από το ρεύμα συγκράτησης του Thyristor, οπότε το Thyristor απενεργοποιείται.

2. Κλάση Β:

Η μετατροπή της κατηγορίας Β ονομάζεται επίσης ως μεταλλαγή συντονισμού-παλμού. Υπάρχει μόνο μια μικρή αλλαγή μεταξύ του κυκλώματος Class B και Class A. Στην κατηγορία B, το κύκλωμα συντονισμού LC συνδέεται παράλληλα, ενώ στην κατηγορία Α είναι σε σειρά.

Τώρα, καθώς εφαρμόζουμε την τάση εισόδου, ο πυκνωτής αρχίζει να φορτίζει μέχρι την τάση εισόδου (Vs) και το Thyristor παραμένει αντίστροφο μέχρι να εφαρμοστεί ο παλμός πύλης. Όταν εφαρμόζουμε τον παλμό της πύλης, το Thyristor ανάβει και τώρα η τρέχουσα έναρξη ξεκινά και από τους δύο τρόπους. Όμως, τότε το συνεχές ρεύμα φορτίου ρέει μέσω της αντίστασης και της επαγωγής που συνδέονται σε σειρά, λόγω της μεγάλης αντίδρασης.

Στη συνέχεια ρέει ένα ημιτονοειδές ρεύμα μέσω του κυκλώματος συντονισμού LC για να φορτιστεί ο πυκνωτής με την αντίστροφη πολικότητα. Ως εκ τούτου, μια αντίστροφη τάση εμφανίζεται κατά πλάτος του θυρίστορ, η οποία προκαλεί την τρέχουσα Ιγ (διασυνοριακής ρεύμα) για να αντιταχθεί στην ροή του ρεύματος ανόδου Ι _Α. Επομένως, λόγω αυτού του αντίθετου ρεύματος εναλλαγής, όταν το ρεύμα ανόδου γίνεται μικρότερο από το ρεύμα συγκράτησης, το Thyristor απενεργοποιείται.

3. Κατηγορία Γ:

Η μετατροπή της κατηγορίας C ονομάζεται επίσης συμπληρωματική μετατροπή. Όπως μπορείτε να δείτε το παρακάτω κύκλωμα, υπάρχουν δύο παράλληλα Thyristor, το ένα είναι κύριο και το άλλο είναι βοηθητικό.

Αρχικά, και οι δύο Thyristor είναι σε κατάσταση OFF και η τάση στον πυκνωτή είναι επίσης μηδενική. Τώρα, καθώς ο παλμός πύλης εφαρμόζεται στον κύριο Thyristor, το ρεύμα θα αρχίσει να ρέει από δύο διαδρομές, μία από την R1-T1 και η δεύτερη είναι R2-C-T1. Ως εκ τούτου, ο πυκνωτής αρχίζει επίσης να φορτίζει στην τιμή αιχμής ίση με την τάση εισόδου με την πολικότητα της πλάκας Β θετική και της πλάκας Α αρνητική.

Τώρα, καθώς ο παλμός πύλης εφαρμόζεται στο Thyristor T2, ανάβει και εμφανίζεται μια αρνητική πολικότητα ρεύματος κατά μήκος του Thyristor T1 που προκαλεί το T1 να απενεργοποιηθεί. Και, ο πυκνωτής αρχίζει να φορτίζει με την αντίστροφη πολικότητα. Απλά μπορούμε να πούμε ότι όταν το T1 ανάβει, απενεργοποιεί το T2 και καθώς το T2 ανάβει, απενεργοποιεί το T1.

4. Κλάση Δ:

Η αλλαγή κλάσης D ονομάζεται επίσης ως μετακίνηση ώθησης ή εναλλαγή τάσης. Ως κλάση C, το κύκλωμα αλλαγής κλάσης D αποτελείται επίσης από δύο Thyristor T1 και T2 και ονομάζονται ως κύρια και βοηθητικά αντίστοιχα. Εδώ, η δίοδος, ο επαγωγέας και ο βοηθητικός Thyristor σχηματίζουν το κύκλωμα μετατροπής.

Αρχικά, και οι δύο Thyristor είναι σε κατάσταση OFF και η τάση στον πυκνωτή C είναι επίσης μηδέν. Τώρα καθώς εφαρμόζουμε την τάση εισόδου και ενεργοποιούμε το Thyristor T1, το ρεύμα φορτίου αρχίζει να ρέει μέσα από αυτό. Και, ο πυκνωτής αρχίζει να φορτίζει με πολικότητα της πλάκας Α αρνητική και της πλάκας Β θετική.

Τώρα, καθώς ενεργοποιούμε το βοηθητικό Thyristor T2, ο κύριος Thyristor T1 σβήνει και ο πυκνωτής αρχίζει να φορτίζει με την αντίθετη πολικότητα. Όταν φορτιστεί πλήρως, αναγκάζει το βοηθητικό Thyristor T2 να απενεργοποιηθεί, επειδή ένας πυκνωτής δεν επιτρέπει τη ροή ρεύματος μέσω αυτού όταν φορτιστεί πλήρως.

Επομένως, το ρεύμα εξόδου θα είναι επίσης μηδέν επειδή σε αυτό το στάδιο λόγω και των δύο Thyristors βρίσκονται σε κατάσταση OFF.

5. Κατηγορία Ε:

Η αλλαγή κλάσης E ονομάζεται επίσης Εξωτερική παλμός. Τώρα, μπορείτε να δείτε στο διάγραμμα κυκλώματος, ο Thyristor βρίσκεται ήδη σε μεροληψία προς τα εμπρός. Έτσι, καθώς ενεργοποιούμε το Thyristor, το ρεύμα θα εμφανίζεται στο φορτίο.

Ο πυκνωτής στο κύκλωμα χρησιμοποιείται για την προστασία dv / dt του Thyristor και ο μετασχηματιστής παλμού χρησιμοποιείται για την απενεργοποίηση του Thyristor.

Τώρα, όταν δίνουμε παλμό μέσω του μετασχηματιστή παλμού, ένα αντίθετο ρεύμα θα ρέει προς την κατεύθυνση της καθόδου. Αυτό το αντίθετο ρεύμα αντιτίθεται στη ροή του ρεύματος ανόδου και εάν I _A - I _P <I _H Thyristor θα απενεργοποιηθεί.

Όπου το I _A είναι ρεύμα ανόδου, το I _P είναι ρεύμα παλμού και το I _H κρατά ρεύμα.