Upravljani ispravljači - uređaj, sheme, princip rada

Upravljani ispravljači koriste se za regulaciju izlaznog napona u ispravljenim izmjeničnim krugovima. Zajedno s drugim metodama upravljanja izlaznim naponom nakon ispravljača, kao što su LATR ili reostat, kontrolirani ispravljač omogućuje postizanje veće učinkovitosti uz visoku pouzdanost kruga, što se ne može reći za regulaciju pomoću LATR ili reostatske regulacije.

Korištenje kontroliranih ventila je naprednije i mnogo manje glomazno. Tiristori su najprikladniji za ulogu kontroliranih ventila.

U početnom stanju tiristor je zaključan i ima dva moguća stabilna stanja: zatvoreno i otvoreno (vodi).Ako je napon izvora viši od donje radne točke tiristora, tada kada se strujni impuls primijeni na upravljačku elektrodu, tiristor će prijeći u vodljivo stanje i sljedeći impulsi primijenjeni na upravljačku elektrodu neće utjecati na anodnu struju u bilo koji način , to jest, upravljački krug je odgovoran samo za otvaranje tiristora, ali ne i za zatvaranje. Može se tvrditi da tiristori imaju značajno povećanje snage.

Za isključivanje tiristora potrebno je smanjiti njegovu anodnu struju tako da ona postane manja od struje zadržavanja, što se postiže snižavanjem napona napajanja ili povećanjem otpora opterećenja.

Tiristori u otvorenom stanju mogu provoditi struje do nekoliko stotina ampera, ali u isto vrijeme tiristori su prilično inercijalni. Vrijeme uključivanja tiristora je od 100 ns do 10 μs, a vrijeme isključivanja je deset puta duže - od 1 μs do 100 μs.

Da bi tiristor radio pouzdano, brzina porasta anodnog napona ne bi trebala prelaziti 10 — 500 V / μs, ovisno o modelu komponente, inače može doći do lažnog prebacivanja zbog djelovanja kapacitivne struje kroz pn spojeve. .

Kako bi se izbjeglo lažno prebacivanje, upravljačka elektroda tiristora uvijek je spojena s otpornikom, čiji je otpor obično u rasponu od 51 do 1500 ohma.

Osim tiristora, za regulaciju izlaznog napona u ispravljačima koriste se i drugi. poluvodički uređaji: trijaci, dinistori i zaključani tiristori. Dinistori se uključuju naponom koji se primjenjuje na anodu, a imaju dvije elektrode, poput dioda.

Triaci se odlikuju sposobnošću uključivanja kontrolnih impulsa barem u odnosu na anodu, barem u odnosu na katodu, ali svi ti uređaji, poput tiristora, isključuju se smanjenjem anodne struje na vrijednost ispod struje zadržavanja. Što se tiče tiristora koji se mogu zaključati, oni se mogu zaključati primjenom struje obrnutog polariteta na upravljačku elektrodu, ali dobitak pri isključivanju je deset puta manji nego pri uključivanju.

Tiristori, trijaci, dinistori, upravljivi tiristori — svi ovi uređaji koriste se u izvorima napajanja iu automatiziranim krugovima za regulaciju i stabilizaciju napona i snage, kao i u zaštitne svrhe.

Tiristori se u pravilu koriste umjesto dioda u kontroliranim ispravljačkim krugovima. U jednofaznim mostovima, uklopna točka diode i uklopna točka tiristora su različite, između njih postoji fazna razlika, što se može odraziti uzimajući u obzir kut.

Istosmjerna komponenta napona opterećenja nelinearno je povezana s ovim kutom jer je napon napajanja inherentno sinusoidan. Istosmjerna komponenta napona opterećenja priključenog nakon reguliranog ispravljača može se pronaći formulom:

Regulacijska karakteristika tiristorski upravljanog ispravljača pokazuje ovisnost izlaznog napona o opterećenju od faze (o kutu uključivanja) mosta:

S induktivnim opterećenjem struja kroz tiristore će imati pravokutni oblik, a pod kutom većim od nule struja će se povući zbog djelovanja samoinduciranog EMF-a iz induktiviteta opterećenja.

U tom će slučaju osnovni harmonik struje mreže biti pomaknut u odnosu na napon za određeni kut. Za uklanjanje stezanja koristi se nulta dioda kroz koju se struja može zatvoriti i dati pomak manji od polovice kuta mosta.

Da bi se smanjio broj poluvodiča, pribjegava se asimetričnom upravljivom ispravljačkom krugu, gdje par dioda zamjenjuje neutralnu diodu, a rezultat je isti.

Krugovi pojačala također dopuštaju korištenje tiristora. Takve sheme omogućuju vam postizanje veće učinkovitosti. Minimalni napon daju diode, a povećani napon se dovodi preko tiristora. U slučaju najveće potrošnje diode su cijelo vrijeme zatvorene, a kut sklopke tiristora je uvijek 0. Nedostatak sklopa je potreba za dodatnim namotajem transformatora.