Файл: Electron_SE.pdf

321

10. ÏÅÐÅÒÂÎÐÞÂÀËÜͲ ÏÐÈÑÒÐί. ÐÅÃÓËßÒÎÐÈ (ÏÅÐÅÐÈÂÀײ) Ç̲ÍÍÎÃΠÑÒÐÓÌÓ

ßêùî 

a

<

j

,  ÷åðåç  íàâàíòàæåííÿ  áåçïåðåðâíî  òå÷å  ñèíóñî¿äíèé

ñòðóì, áî êîæíà ïàðà òèðèñòîð³â íåçàëåæíî êîìóòóº ôàçíó íàïðóãó.

Ïðè öüîìó òðèâàë³ñòü ïðîò³êàííÿ ñòðóìó ÷åðåç êîæíèé ³ç òèðèñòîð³â

π

=

λ

 ³ ôàçíà íàïðóãà 

a

a

u

u =

/

 (ðèñ. 10.8, á):

),

(

sin

2

;

sin

2

/

ϕ

−

ϑ

=

ϑ

=

íô

ô

a

ô

a

Z

U

i

U

u

äå Z

íô

 – îï³ð îäí³º¿ ôàçè íàâàíòàæåííÿ.

ßêùî 

,

ãð

α

<

α

 äå 

ãð

α

 – äåÿêèé ãðàíè÷íèé êóò âìèêàííÿ òèðèñ-

òîð³â, ùî ðîçä³ëÿº ìîæëèâ³ ðåæèìè, òî çà ï³âïåð³îä ó êðèâ³é ôàçíî¿ íà-

ïðóãè u

a

 ìàºìî ø³ñòü ä³ëÿíîê. Ïðè öüîìó íà òðüîõ ä³ëÿíêàõ 

a

a

u

u =

/

(â³äêðèò³ òèðèñòîðè óñ³õ òðüîõ ôàç); íà äâîõ 

2

/

ab

a

u

u =

 àáî 

2

ac

u

 (çà-

êðèò³ òèðèñòîðè ó äâîõ ôàçàõ); íà îäí³é 

0

/

=

a

u

 (çàêðèò³ òèðèñòîðè â

óñ³õ òðüîõ ôàçàõ) (ðèñ. 10.8,â).

ßêùî 

,

ãð

α

>

α

 òî íåìຠ³íòåðâàë³â îäíî÷àñíî¿ ðîáîòè òèðèñòîð³â

óñ³õ òðüîõ ôàç. Ïðè öüîìó íà äâîõ ä³ëÿíêàõ 

2

/

ab

a

u

u =

 àáî 

2

ac

u

, à íà

äâîõ ³íøèõ 

0

/

=

a

u

 (ðèñ. 10.8, ã).

Òðåò³é ðåæèì ðåàë³çóºòüñÿ ïðè 

,

150°

<

α

<

α

ãð

 òîáòî ìàêñèìàëü-

íèé êóò 

.

150°

=

α

ìàêñ

Îòæå, ðåãóëþâàííÿ íàïðóãè â³ä ìàêñèìàëüíîãî çíà÷åííÿ äî íóëÿ äëÿ

ðîçãëÿíóòèõ  ñõåì ìîæëèâå ïðè çì³í³ êóòà  ðåãóëþâàííÿ 

a

  ó  ìåæàõ

.

150°

<

α

<

ϕ

Ñòðóìè òà íàïðóãè äëÿ ð³çíèõ ðåæèì³â ìîæíà âèçíà÷èòè ðîçâ’ÿçàí-

íÿì äèôåðåíö³éíèõ ð³âíÿíü äëÿ ð³çíî¿ ê³ëüêîñò³ îäíî÷àñíî â³äêðèòèõ

òèðèñòîð³â. Ö³ ð³âíÿííÿ äëÿ ôàçè a äëÿ â³äêðèòèõ òèðèñòîð³â óñ³õ òðüîõ

ôàç ìàþòü òàêèé âèãëÿä:

í

a

a

í

ô

a

R

i

d

di

L

U

u

+

ϑ

ω

=

ϑ

=

sin

2

/

–

 (10.18)

äëÿ â³äêðèòèõ òèðèñòîð³â ó ôàçàõ à òà â;

í

a

a

í

ô

ab

a

R

i

d

di

L

U

u

u

+

=

°

+

=

=

ϑ

ω

ϑ

)

30

sin(

2

3

2

/

–

(10.19)

äëÿ â³äêðèòèõ òèðèñòîð³â ó ôàçàõ à òà ñ;

322

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

í

a

a

í

ô

ac

a

R

i

d

di

L

U

u

u

+

=

°

−

=

=

ϑ

ω

ϑ

)

30

sin(

2

3

2

/

–

      (10.20)

äëÿ çàêðèòèõ òèðèñòîð³â ó ôàç³ à 

.

0

/

=

a

u

Ðîçâ’ÿçàííÿì çà äîïîìîãîþ ÅÎÌ ð³âíÿíü (10.18) – (10.20) áóëî âèç-

íà÷åíî çàëåæíîñò³ â³ä êóò³â 

a

 ³ 

j

 ä³þ÷îãî çíà÷åííÿ ïåðøî¿ ãàðìîí³êè

íàïðóãè íà íàâàíòàæåíí³ U

1í

, ä³þ÷îãî çíà÷åííÿ ñòðóìó ó íàâàíòàæåíí³

I

í

, ä³þ÷îãî çíà÷åííÿ ïåðøî¿ ãàðìîí³êè ñòðóìó ó íàâàíòàæåíí³ I

1í

 òà

ñåðåäíüîãî çíà÷åííÿ ñòðóìó ÷åðåç òèðèñòîð I

Òà

. Ä³þ÷å çíà÷åííÿ ñòðó-

ìó ÷åðåç òèðèñòîð âèçíà÷àºòüñÿ ÿê 

.

2

í

I

Çàëåæíîñò³

)

,

(

);

,

(

);

,

(

);

,

(

)

(

0

0

1

1

1

0

2

0

1

2

1

ϕ

α

=

=

ϕ

α

=

=

ϕ

α

=

=

ϕ

α

=

=

ν

∗

∗

∗

f

I

I

I

f

I

I

I

f

I

I

I

f

U

U

Ta

Ta

Ta

í

í

í

í

í

í

í

í

ó â³äíîñíèõ îäèíèöÿõ íàâåäåí³ â³äïîâ³äíî íà ðèñ. 10.9 – 10.12, âåëè÷è-

íè 

0

0

1

0

0

,

,

,

Ta

í

í

í

I

I

I

U

 â³äïîâ³äàþòü êóòó êåðóâàííÿ 

.

0

=

α

Îòðèìàí³  çàëåæíîñò³  äîçâîëÿþòü  ðîçðàõóâàòè  òðèôàçíèé  ÅÊ

(ðèñ. 10.7,á ³ â) ó ð³çíèõ ðåæèìàõ ðîáîòè.

Íà ðèñ 10.13 ïîäàíî äâ³ ñïðîùåí³ ñõåìè ÅÊ. Íà ðèñ. 10.13, à ïî-

êàçàíà ñõåìà ç’ºäíàííÿ “òèðèñòîð-òèðèñòîð”, äå òèðèñòîðè º ó äâîõ

ôàçàõ, à òðåòÿ ôàçà ïðèºäíàíà áåçïîñåðåäíüî äî íàâàíòàæåííÿ. Íà

ðèñ. 10.13,᠖ ñõåìà ç òðüîìà òèðèñòîðàìè, ç’ºäíàíèìè ó òðèêóòíèê

³ ââåäåíèìè ó íåéòðàëü ç³ðêè íàâàíòàæåííÿ. Îñòàííº ìîæíà ðåàë³-

çóâàòè ò³ëüêè ó âèïàäêó, ÿêùî º ìîæëèâ³ñòü ðîçðèâó íåéòðàë³ ç³ðêè

íàâàíòàæåííÿ.

323

10. ÏÅÐÅÒÂÎÐÞÂÀËÜͲ ÏÐÈÑÒÐί. ÐÅÃÓËßÒÎÐÈ (ÏÅÐÅÐÈÂÀײ) Ç̲ÍÍÎÃΠÑÒÐÓÌÓ

0,8 

0,6 

0,4 

0,2 

50 

60 

70 

80 

90 

100 

110 

α

= 

120 

I*

α= 

40 

0 

20 

40 

60 

80 

I* 

α=30 

40 

50 
60 

70 

80 

90 

100 

110 

120 

0,4 

0,3 

0,2 

0,1 

0 

20 

40 

60 

80 

0

0

0

1H 

Ðèñ.10.11 – Çàëåæí³ñòü

Ι

 *

1Η

 = f(α, ϕ) 

Ðèñ.10.12 – Çàëåæí³ñòü

Ι

 ∗

Òà

 = f(α, ϕ) 

0,8 

0,6 

0,4 

0,2 

α

=20 

ν 

30 

40 

50 

70 

80 

90 

100 

α=

110

0 

20 

40 

60 

80 

I

*

α

 =

30

0,8 

0,6 

0,4 

0,2

50 

60 

70 

80 

90 

100 

110 

120  α=130 

?0 

20 

40 

60 

80 

60

40 

2

0

H

0

0

0

ϕ

0

ϕ

0

Ðèñ.10.9 – Çàëåæí³ñòü 

ν

 2

 = f(α, ϕ) 

Ðèñ.10.10 – Çàëåæí³ñòü 

²

 *

í

= f(α, ϕ)

ϕ

0

ϕ

0

Tà

Ïåðåâàãà öèõ ñõå젖 ó ìåíøîìó ÷èñë³ òèðèñòîð³â ³ äåÿê³ì ñïðîùåíí³

ñèñòåìè êåðóâàííÿ. ¯õí³é íåäîë³ê ïîëÿãຠó òîìó, ùî ïðè ñèìåòðè÷íîìó

êåðóâàíí³ òèðèñòîðàìè ôîðìà êðèâèõ ñòðóì³â ³ íàïðóã ó ð³çíèõ ôàçàõ

íåîäíàêîâà ³ ¿õí³ ä³þ÷³ çíà÷åííÿ ïîì³òíî ð³çíÿòüñÿ. Òîìó ðîçãëÿíóò³

324

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

ñõåìè ìîæíà çàñòîñîâóâàòè ò³ëüêè ïðè ñòâîðåíí³ íåðåãóëüîâàíèõ ÅÊ,

äå òèðèñòîðè âèêîíóþòü ôóíêö³þ ìåõàí³÷íîãî êîíòàêòó.

a)

i

a

u

a

∼

i

â

u

â

∼

i

c

u

c

∼

VS1

VS2

VS3

VS4

Z

a

Z

â

Z

c

u

a

∼

u

â

i

â

∼

u

c

i

c

∼

VS1

VS2

VS3

i

a

Z

a

Z

â

Z

c

á)

Ðèñ.10.13 – Ñïðîùåí³ ñõåìè òðèôàçíèõ ÅÊ çì³ííîãî ñòðóìó

Ïðè öüîìó âàðòî ìàòè íà óâàç³, ùî ïðè ïîâí³ñòþ â³äêðèòèõ òèðèñòî-

ðàõ ó ñõåì³ ðèñ. 10.13,á ñåðåäíº çíà÷åííÿ ¿õíüîãî ñòðóìó á³ëüøå ó 

3

ðàç³â, í³æ ó ñõåìàõ ðèñ. 10.7,à.

Íàïðóãà íà òèðèñòîðàõ öèõ ñõåì âèçíà÷àºòüñÿ ë³í³éíîþ íàïðóãîþ.

10.4. Ñõåìè çàïóñêó êåðîâàíèõ íàï³âïðîâ³äíèêîâèõ

ïðèëàä³â ó ðåãóëÿòîðàõ íàïðóãè

Ñõåìè  çàïóñêó (ÑÇ) ïðèçíà÷åí³ äëÿ ï³äñèëåííÿ é ïåðåòâîðåííÿ

³íôîðìàö³éíîãî ñèãíàëó ñèñòåì êåðóâàííÿ ðåãóëÿòîð³â ó ñèãíàë ³ç ïà-

ðàìåòðàìè, íåîáõ³äíèìè äëÿ ãàðàíòîâàíîãî âìèêàííÿ ÷è âèìèêàííÿ

êåðîâàíîãî íàï³âïðîâ³äíèêîâîãî ïðèëàäó ÅÊ. ßê óæå çàçíà÷àëîñü, ó

ïîòóæíèõ ÅÊ ðåãóëÿòîð³â ó ÿêîñò³ êåðîâàíèõ íàï³âïðîâ³äíèêîâèõ ïðè-

ëàä³â âèêîðèñòîâóþòüñÿ òèðèñòîðè (íàé÷àñò³øå), ñèì³ñòîðè, îïòðîíí³

òèðèñòîðè, äâîîïåðàö³éí³ òèðèñòîðè ³ ÁÒ²Ç. Ó ñëàáêîñòðóìîâèõ (íèæ÷å

25 À) ÅÊ, â îñíîâíîìó, çàñòîñîâóþòüñÿ ïîòóæí³ á³ïîëÿðí³ é ïîëüîâ³

òðàíçèñòîðè.

Ïåðø³ òðè ³ç âêàçàíèõ ïðèëàä³â º íå ïîâí³ñòþ êåðîâàíèìè, áî ¿õ íå

ìîæíà âèìêíóòè ä³ºþ íà íèõ êåðóþ÷îãî ñèãíàëó, ³íø³ æ ïðèëàä蠖

ïîâí³ñòþ êåðîâàí³: ¿õ ìîæíà ÿê âìèêàòè, òàê ³ âèìèêàòè ä³ºþ êåðóþ-

÷îãî ñèãíàëó.

Çàãàëüíèìè âèìîãàìè äî ÑÇ äëÿ âñ³õ òèï³â ÅÊ º:

325

10. ÏÅÐÅÒÂÎÐÞÂÀËÜͲ ÏÐÈÑÒÐί. ÐÅÃÓËßÒÎÐÈ (ÏÅÐÅÐÈÂÀײ) Ç̲ÍÍÎÃΠÑÒÐÓÌÓ

1) çàáåçïå÷åííÿ íàä³éíîãî âìèêàííÿ íàï³âïðîâ³äíèêîâèõ ïðèëàä³â ÅÊ,

à òàêîæ ¿õíüîãî âèìèêàííÿ (äëÿ ïîâí³ñòþ êåðîâàíèõ ïðèëàä³â) â óñ³õ

ðåæèìàõ ðîáîòè ÅÊ;

2) íåçíà÷íà ñïîæèâàíà ïîòóæí³ñòü;

3) ìàë³ ãàáàðèòè é ìàñà;

4) âèñîêà çàâàäîñò³éê³ñòü ³ íàä³éí³ñòü.

ßê âæå çàçíà÷àëîñÿ, ïðè ñòâîðåíí³ ÅÊ ðåãóëÿòîð³â çì³ííî¿ íàïðóãè

ð³çíèõ òèï³â ³ äîòåïåð íàéá³ëüø øèðîêî âèêîðèñòîâóþòüñÿ òèðèñòî-

ðè. Öå ïîÿñíþºòüñÿ òèì, ùî âîíè ³ñòîòíî ïåðåâåðøóþòü ³íø³ êåðî-

âàí³ íàï³âïðîâ³äíèêîâ³ ïðèëàäè çà ð³âíÿìè ðîáî÷èõ íîì³íàëüíèõ ñòðóì³â

³ íàïðóã, çíà÷åííÿ ÿêèõ ó ñó÷àñíèõ ïîòóæíèõ òèðèñòîð³â ñòàíîâëÿòü

òèñÿ÷³ àìïåð ³ òèñÿ÷³ âîëüò â³äïîâ³äíî. Ïðè öüîìó, ùî îñîáëèâî âàæ-

ëèâî, ¿õíÿ ïåðåâàíòàæóâàëüíà çäàòí³ñòü çà ñòðóìîì ñÿãຠäåñÿòê³â

ê³ëîàìïåð ïðè â³äíîñíî ìàëèõ âòðàòàõ ïîòóæíîñò³ ó â³äêðèòîìó ñòàí³.

Äî öüîãî âàðòî äîäàò蠖 ³ çà âàðò³ñíèìè ïîêàçíèêàìè ³ çà íàä³éí³ñòþ

âîíè ïîêè ùî òàêîæ ïåðåâåðøóþòü óñ³ ³íø³ ñèëîâ³ íàï³âïðîâ³äíèêîâ³

ïðèëàäè. Íåäîë³êè òèðèñòîð³â, ïîâ’ÿçàí³ ç íèçüêèìè ÷àñòîòíèìè âëà-

ñòèâîñòÿìè (ÿê ïðàâèëî, ¿õíÿ ðîáî÷à ÷àñòîòà íå ïåðåâèùóº 500 Ãö),

íå º âèçíà÷àëüíèìè ïðè çàñòîñóâàíí³ ó íèçüêî÷àñòîòíèõ (çàçâè÷àé

50 Ãö) ðåãóëÿòîðàõ. Ó çâ’ÿçêó ç öèì ìè íàéá³ëüøó óâàãó ïðèä³ëèìî

ÑÇ  ñàìå  òèðèñòîð³â.

Ó ÿêîñò³ òàêèõ ÑÇ ìîæóòü âèêîðèñòîâóâàòèñÿ øèðîêî çàñòîñîâó-

âàí³ äëÿ ö³º¿ ìåòè ó ïåðåòâîðþâàëüí³é òåõí³ö³ ï³äñèëþâà÷³–ôîðìó-

âà÷³ ³ìïóëüñ³â. Âîíè ÿâëÿþòü ñîáîþ ñïîëó÷åííÿ îäíîâ³áðàòîðà, ùî

çàäຠíåîáõ³äíó òðèâàë³ñòü t

i

 ³ìïóëüñó êåðóâàííÿ, ç ³ìïóëüñíèì ï³ä-

ñèëþâà÷åì, ùî ìຠòðàíñôîðìàòîðíèé âèõ³ä. Öå çàáåçïå÷óº ïîðÿä

³ç ï³äñèëåííÿì ñèãíàëó åëåêòðè÷íå (ãàëüâàí³÷íå) ðîçä³ëåííÿ ê³ë

ñèëîâî¿ ñõåìè (âèñîêèé ïîòåíö³àë) ³ ñèñòåìè êåðóâàííÿ (íèçüêèé ïî-

òåíö³àë). ßêùî äëÿ âìèêàííÿ òèðèñòîðà ïîòð³áåí “øèðîêè锠³ìïóëüñ

(ïîíàä 0,1 – 0,2 ìñ), òî â ñõåìó ï³äñèëþâà÷à-ôîðìóâà÷à äîäàòêîâî

ââîäÿòü ùå é ãåíåðàòîð ³ìïóëüñ³â, çà äîïîìîãîþ ÿêîãî áåçïåðåðâíèé

ñèãíàë êåðóâàííÿ ïåðåòâîðþºòüñÿ ó ïåðåðèâ÷àñòèé (â³äáóâàºòüñÿ éîãî

ìîäóëÿö³ÿ), ùî ³ñòîòíî ïîëåãøóº ðîáîòó âèõ³äíîãî òðàíçèñòîðà çà

ïîòóæí³ñòþ.

Ñòðóêòóðíà ñõåìà ï³äñèëþâà÷à-ôîðìóâà÷à çîáðàæåíà íà ðèñ. 10.14,

à ÷àñîâ³ ä³àãðàìè ðîáîò蠖 íà ðèñ. 10.15.