Файл: Electron_SE.pdf

316

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

Ðîçâ’ÿçîê äëÿ ñòðóìó:

,

)

sin(

2

)

(

í

Ae

Z

U

i

í

ì

ωτ

α

ϑ

ϕ

ϑ

ϑ

−

−

+

−

=

äå 

í

í

R

L

arctg

ω

=

ϕ

 – çñóâ ôàç ì³æ ñòðóìîì òà íàïðóãîþ íàâàíòàæåííÿ;

;

í

í

í

R

L

=

τ

;

)

(

2

2

í

í

í

L

R

Z

ω

+

=

A – ñòàëà ³íòåãðóâàííÿ, ùî âèçíà÷àºòüñÿ çà óìîâè, ùî ïðè 

.

0

, =

α

=

ϑ

i

Âèðàç äëÿ ñòðóìó íàâàíòàæåííÿ, à, îòæå, ³ äëÿ ñòðóìó òèðèñòîðà

ìຠâèãëÿä:

].

[

)

sin(

)

sin(

2

)

(

í

e

Z

U

i

i

í

ì

T

ωτ

α

ϑ

ϕ

α

ϕ

ϑ

ϑ

−

−

−

−

−

=

=

(10.10)

Êóò âèìèêàííÿ òèðèñòîðà 

âèì

α

 ìîæå áóòè âèçíà÷åíèé ³ç òðàíñöåí-

äåíòíîãî ð³âíÿííÿ:

,

)

sin(

)

sin(

í

âèì

e

âèì

ωτ

α

α

ϕ

α

ϕ

α

−

−

−

=

−

(10.11)

ÿêå âèõîäèòü ³ç (10.10) çà óìîâè i =

0 ïðè 

.

λ

+

α

=

α

=

ϑ

âèì

Ðåçóëüòàòè ðîçâ’ÿçàííÿ ð³âíÿííÿ (10.11) ïîäàí³ ó ãðàô³÷íîìó âèãëÿä³

íà ðèñ. 10.6.

180

30

60

90

120

150

180

cos

ϕ

 = 0

0,2

0,4

0,6

0,8

0,9

210

240

270

1,0

α

âèì

α

°

°

Ðèñ. 10.6 – Çâ’ÿçîê êóòà êåðóâàííÿ ç êóòîì âèìèêàííÿ êëþ÷à

ïðè àêòèâíî-³íäóêòèâíîìó íàâàíòàæåíí³

317

10. ÏÅÐÅÒÂÎÐÞÂÀËÜͲ ÏÐÈÑÒÐί. ÐÅÃÓËßÒÎÐÈ (ÏÅÐÅÐÈÂÀײ) Ç̲ÍÍÎÃΠÑÒÐÓÌÓ

²ç (10.10) âèïëèâàº, ùî ïðè 

ϕ

=

α

 â³ëüíà ñêëàäîâà ñòðóìó íå âèíè-

êàº, ³ ñòðóì âèçíà÷àºòüñÿ ò³ëüêè ïðèìóñîâîþ ñêëàäîâîþ. Òàêå çíà÷åí-

íÿ êóòà êåðóâàííÿ íàçèâàºòüñÿ êðèòè÷íèì êóòîì êåðóâàííÿ 

,

êð

α

òîìó ùî ê³íåöü ³ìïóëüñó ñòðóìó ÷åðåç îäèí òèðèñòîð çá³ãàºòüñÿ ç ïî-

÷àòêîì ïðîò³êàííÿ ñòðóìó ÷åðåç äðóãèé. Ïðè 

êð

α

>

α

 ñòðóì íàâàíòà-

æåííÿ ìຠïåðåðèâ÷àñòèé õàðàêòåð, à ïðè 

êð

α

<

α

 – áåçïåðåðâíèé.

Ðåãóëþâàííÿ íàïðóãè òà ñòðóìó íàâàíòàæåííÿ ìîæëèâå ëèøå ïðè çì³í³

êóòà êåðóâàííÿ òèðèñòîð³â ó ìåæàõ

.

π

<

α

<

α

êð

                                            (10.12)

ijþ÷å çíà÷åííÿ ñòðóìó ÷åðåç òèðèñòîð ñòàíîâèòü:

,

2

1

2

∫

α

α

ϑ

π

=

âèì

T

d

i

I

T

                                     (10.13)

à éîãî ñåðåäíº çíà÷åííÿ :

.

2

1

ϑ

π

=

∫

α

α

d

i

I

âèì

T

Ta

                                      (10.14)

ijþ÷å çíà÷åííÿ íàïðóãè íà íàâàíòàæåíí³:

,

2

2

sin

2

sin

1

)

(

âèì

âèì

ì

í

U

U

α

−

α

+

α

−

α

π

=

           (10.15)

àáî ó â³äíîñíèõ îäèíèöÿõ:

.

2

2

sin

2

sin

1

)

(

âèì

âèì

ì

í

í

U

U

U

α

−

α

+

α

−

α

π

=

=

∗

        (10.16)

Ïîäàëüøèé ðîçðàõóíîê àíàëîã³÷íèé âèïàäêó ç àêòèâíèì íàâàíòàæåí-

íÿì.

Äëÿ çàáåçïå÷åííÿ íîðìàëüíî¿ ðîáîòè ÅÊ ïðè àêòèâíî-³íäóêòèâíîìó

íàâàíòàæåíí³ ó ðåæèì³ íåðåãóëüîâàíîãî êëþ÷à (ïåðøèé òèï êëþ÷³â),

ùî ìຠì³ñöå ïðè 

,

êð

α

<

α

 íåîáõ³äíî ïîäàâàòè íà òèðèñòîðè êåðóþ÷³

³ìïóëüñè äîñòàòíüî¿ òðèâàëîñò³, íå ìåíøî¿ çà (

α

−

ϕ

). Âèõîäÿ÷è ç íàé-

ìåíøîãî êóòà 

,

0

=

α

 òðèâàë³ñòü ³ìïóëüñ³â, ùî âìèêàþòü òèðèñòîðè,

ïîâèííà áóòè íå ìåíøîþ çà 

j

. ²íàêøå ³ìïóëüñ êåðóâàííÿ äëÿ ÷åðãîâî-

ãî òèðèñòîðà çàê³í÷èòüñÿ ðàí³øå, í³æ ïðèïèíèòüñÿ ñòðóì ó ïàðàëåëü-

íîìó éîìó òèðèñòîð³, ³ òèðèñòîð íå çìîæå â³äêðèòèñÿ – â³äáóäåòüñÿ

ïðîïóñê  âìèêàííÿ òèðèñòîðà.

318

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

10.3. Òðèôàçí³ ðåãóëÿòîðè çì³ííîãî ñòðóìó

Íà  ðèñ.  10.7  íàâåäåíî  íàé-

á³ëüø  ðîçïîâñþäæåí³  âàð³àíòè

ñèëîâèõ ñõåì âìèêàííÿ òðèôàç-

íèõ  ñèìåòðè÷íèõ  ðåãóëÿ-

òîð³â, òîáòî òðèôàçíèõ ÅÊ, ùî

âèêîíàí³ çà ñõåìîþ ç’ºäíàííÿ “òè-

ðèñòîð-òèðèñòîð”.  Ó  ñõåì³  íà

ðèñ. 10.7,à íåéòðàëü ç³ðêè âèâåäå-

íà, à ó ñõåìàõ íà ðèñ 10.7,á òà 10.7,â

âîíà ³çîëüîâàíà. Äâà çóñòð³÷íî-

ïàðàëåëüíèõ  òèðèñòîðè  íà  öèõ

ñõåìàõ  ìîæíà  çàì³íèòè  îäíèì

ñèì³ñòîðîì  ÷è  òèðèñòîðîì,  çà-

øóíòîâàíèì  ó  çâîðîòíîìó  íà-

ïðÿìêó ä³îäîì. Äëÿ ñõåìè âìè-

êàííÿ çà ðèñ. 10.7,à îñòàíí³é âà-

ð³àíò íå âèêîðèñòîâóºòüñÿ.

Ìàêñèìàëüí³ çíà÷åííÿ ïðÿìî¿

òà çâîðîòíî¿ íàïðóã íà òèðèñòî-

ðàõ ó ñõåì³ ðèñ. 10.7,à âèçíà÷à-

þòüñÿ àìïë³òóäîþ ôàçíî¿ íàïðó-

ãè 

,

2

ô

U

 à ó ñõåìàõ ðèñ. 10.7,á

òà 10.7,⠖ àìïë³òóäîþ ë³í³éíî¿

íàïðóãè 

,

2

ë

U

 ÿêùî òèðèñòîð

øóíòóºòüñÿ ä³îäîì ó çâîðîòíîìó

íàïðÿìêó, ³ âåëè÷èíîþ 

ô

U

2

5

,

1

çà â³äñóòíîñò³ ä³îä³â.

Ñõåìè  âìèêàííÿ  ç  ³çîëüî-

âàíîþ íåéòðàëëþ ïðèäàòí³ äëÿ

æèâëåííÿ íàâàíòàæåííÿ, ç’ºäíà-

íîãî ÿê ó ç³ðêó, òàê ³ ó òðèêóòíèê,

à ñõåìà ç âèâåäåíîþ íåéòðàë-

ëþ – äëÿ æèâëåííÿ íàâàíòàæåí-

íÿ, ç’ºäíàíîãî ò³ëüêè ó ç³ðêó. Ïðè

i

a

u

a

∼

i

â

u

â

∼

i

c

u

c

∼

i

0

VS1

VS2

VS3

VS4

VS5

VS6

Z

a

Z

â

Z

c

a)

i

a

u

a

∼

i

â

u

â

∼

i

c

u

c

∼

á)

VS1

VS2

VS3

VS4

VS5

VS6

Z

a

Z

â

Z

c

â)

i

a

Z

a

â

Z

â

c

Z

ca

u

a

∼

i

â

u

â

∼

i

c

u

c

∼

VS1

VS2

VS3

VS4

VS5

VS6

Ðèñ.10.7 – Òðèôàçí³ òèðèñòîðí³

ñèìåòðè÷í³ ÅÊ çà ñõåìîþ ç’ºäíàííÿ

“òèðèñòîð-òèðèñòîð”

319

10. ÏÅÐÅÒÂÎÐÞÂÀËÜͲ ÏÐÈÑÒÐί. ÐÅÃÓËßÒÎÐÈ (ÏÅÐÅÐÈÂÀײ) Ç̲ÍÍÎÃΠÑÒÐÓÌÓ

öüîìó íåéòðàëü ñõåìè íàâàíòàæóºòüñÿ (ïî í³é ïðîò³êຠñòðóì), êîëè

êóòè êåðóâàííÿ òèðèñòîð³â â³äì³íí³ â³ä íóëÿ. Ó ñõåì³ ç âèâåäåíîþ íåé-

òðàëëþ ñòðóì ÷åðåç òèðèñòîð ó êîæí³é ôàç³ íå çàëåæèòü â³ä ñòðóìó

³íøèõ ôàç. Â³í âèçíà÷àºòüñÿ çíà÷åííÿì ôàçíî¿ íàïðóãè òà õàðàêòåðè-

çóºòüñÿ òèìè æ ñï³ââ³äíîøåííÿìè ì³æ êóòàìè 

,

,

,

,

ϕ

λ

α

α

âèì

 ùî é äëÿ

îäíîôàçíî¿ ñõåìè.

Ïðè çá³ëüøåíí³ êóòà êåðóâàííÿ 

a

 çìåíøóºòüñÿ òðèâàë³ñòü ïðîò³êàí-

íÿ ñòðóìó ÷åðåç òèðèñòîð ³ ïðè äåÿêîìó çíà÷åíí³ 

a

 ³ìïóëüñ ñòðóìó ó

îäí³é ôàç³ ïðèïèíÿºòüñÿ ðàí³øå, í³æ â³äêðèºòüñÿ òèðèñòîð ó íàñòóïí³é

ôàç³. Òàêèì ÷èíîì, ìîæëèâ³ ³íòåðâàëè ÷àñó, êîëè ñòðóì ó íàâàíòàæåíí³

íå ïðîò³êàº. Êóò ïðîâ³äíîñò³ 

l

 êîæíîãî ç òèðèñòîð³â ïðè öüîìó çìåí-

øóºòüñÿ äî çíà÷åííÿ ìåíøîãî çà 60°.

Ó ñõåìàõ ç ³çîëüîâàíîþ íåéòðàëëþ (áåç íóëüîâîãî ïðîâîäó) ïðîöå-

ñè çíà÷íî â³äð³çíÿþòüñÿ â³ä ðîçãëÿíóòèõ âèùå, òîìó ùî ðîáîòà óñ³õ

ôàç âçàºìîçàëåæíà ³ äëÿ ïðîò³êàííÿ ñòðóìó íàâàíòàæåííÿ íåîáõ³äíî

îäíî÷àñíå âìèêàííÿ òèðèñòîð³â ó äåê³ëüêîõ (äâîõ ÷è òðüîõ) ôàçàõ.

Ðîçãëÿíåìî ðîáîòó öèõ ñõåì ïðè àêòèâíî-³íäóêòèâíîìó íàâàíòà-

æåíí³.

Ôàçí³ íàïðóãè ìåðåæ³ æèâëåííÿ ìîæíà çàïèñàòè ó âèãëÿä³:

).

3

2

sin(

2

;)

3

2

sin(

2

;

sin

2

π

+

ϑ

=

π

−

ϑ

=

ϑ

=

ô

c

ô

b

ô

a

U

u

U

u

U

u

                              (10.17)

Ôîðìà òà çíà÷åííÿ íàïðóã ó ôàçàõ íàâàíòàæåííÿ çàëåæàòü â³ä çíà-

÷åííÿ êóò³â êåðóâàííÿ 

a

 òà 

j

 ³ çà ñèìåòðè÷íîãî êåðóâàííÿ, êîëè êóòè

a

 äëÿ âñ³õ òèðèñòîð³â îäíàêîâ³, âîíè ³äåíòè÷í³ äëÿ óñ³õ ôàç. Òîìó

ìîæíà äîñë³äæóâàòè íàïðóãó íà îäí³é ³ç ôàç íàâàíòàæåííÿ. Ó öüîìó

âèïàäêó äëÿ óñ³õ ïîòî÷íèõ çíà÷åíü êóòà 

a

 ³ êóò³â 

t

ω

=

ϑ

 çà ïî÷àòîê

â³äë³êó ïðèéìåìî ìîìåíò ïðîõîäæåííÿ ôàçíî¿ íàïðóãè ìåðåæ³ u

a

 ÷å-

ðåç íóëü.

Ïðè àíàë³ç³ âñ³ ìîæëèâ³ âàð³àíòè êîìóòàö³¿ ôàçè a ìîæíà ðîçáèòè íà

òðè õàðàêòåðíèõ ðåæèìè ó çàëåæíîñò³ â³ä ñï³ââ³äíîøåííÿ 

a

 ³ 

j

, ÿê ïî-

êàçàíî íà ðèñ. 10.8,à-ã. Ä³ëÿíêè ïðîâ³äíîñò³ òèðèñòîð³â ïîêàçàí³ íà öüî-

ìó ðèñóíêó ïðÿìîêóòíèêàìè.

320

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

u

u

ab

u

ac

u

a

π

2

π

3

π

ϑ

a)

λ = π

VS1, VS2

VS3, VS4

VS5, VS6

u

a

á)

VS1, VS2

VS3, VS4

VS5 ,VS6

λ

u

2

u

2

ϑ

α

π/3+α

λ

α

λ

VS1, VS2

VS3, VS4
VS5, VS6

ϑ

α

λ

2

3 4

1

5 6

â)

ã)

u

`

a

u

2

u

2

1

2

3

4

λ δ

α

u

/

a

ab

ab

ac

ϑ

α

u

/

a

u

/

a

ac

Ðèñ. 10.8 – ×àñîâ³ ä³àãðàìè ðîáîòè òèðèñòîð³â òðèôàçíîãî ÅÊ

òà ôîðìà íàïðóãè íà àêòèâíî-³íäóêòèâíîìó íàâàíòàæåíí³