Файл: Electron_SE.pdf

336

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

òàê ³ ó êîë³ êåðóâàííÿ ïðèëàäó. Áåçñóìí³âíî, öå ñïðèÿòëèâî ïîçíà÷àºòüñÿ

íà ïîêàçíèêàõ íàä³éíîñò³ ÁÒ²Ç.

+U

æ1

VT1

-U

æ2

R

Ç

V

Ò3

U

êåð

Ç

(ON)

E

(OFF)

Ê

L

Ç

VD

C2

VT2

C1

C3

Ðèñ. 10.23 – Ñõåìà çàïóñêó ÁҲǠ³ç êîëàìè îáìåæåííÿ

Äëÿ çàïóñêó äâîîïåðàö³éíèõ òèðèñòîð³â ³ ñèëîâèõ á³ïîëÿðíèõ òðàí-

çèñòîð³â ç ³çîëüîâàíèì çàòâîðîì ÷àñòî âèêîðèñòîâóþòü óí³ô³êîâàí³ ñõå-

ìè ôîðìóâà÷³â ³ìïóëüñ³â, ùî íàçèâàþòüñÿ äðàéâåðàìè. Âîíè çàáåç-

ïå÷óþòü íàä³éíå âìèêàííÿ òà âèìèêàííÿ ñèëîâèõ ïðèëàä³â çà ñèãíà-

ëîì êåðóâàííÿ, âèêîíóþòüñÿ ó ³íòåãðàëüíîìó âèêîíàíí³ ³ îð³ºíòîâàí³ íà

êåðóâàííÿ ÿê îäèíî÷íèìè ïðèëàäàìè, òàê ³ ñèëîâèìè áëîêàìè, ùî ñêëà-

äàþòüñÿ ³ç äåê³ëüêîõ ïîâí³ñòþ êåðîâàíèõ ïðèëàä³â, ç’ºäíàíèõ çà òèïî-

âèìè ñõåìàìè ñèëîâèõ âóçë³â. ²íîä³ ¿õ âáóäîâóþòü ó ñèëîâ³ áëîêè.

Âèïóñêàþòü äðàéâåðè, ÿê ïðàâèëî, ò³ æ ô³ðìè, ùî âèðîáëÿþòü ñè-

ëîâ³ íàï³âïðîâ³äíèêîâ³ ïðèëàäè.

Çðîçóì³ëî, ùî ðîçãëÿíóò³ ÑÇ êåðîâàíèõ íàï³âïðîâ³äíèêîâèõ ïðèëàä³â

ÅÊ ìîæóòü âèêîðèñòîâóâàòèñÿ ïðè ñòâîðåíí³ íå ò³ëüêè ðåãóëÿòîð³â, àëå

é ³íøèõ òèï³â ïåðåòâîðþâà÷³â çì³ííîãî òà ïîñò³éíîãî ñòðóì³â.

 Êîíòðîëüí³  çàïèòàííÿ

1. Ïîÿñí³òü ïðèçíà÷åííÿ ðåãóëÿòîð³â (ïåðåðèâà÷³â) çì³ííîãî ñòðó-

ìó  ³  íàâåä³òü  ¿õíþ  êëàñèô³êàö³þ.

2. Ó ÷îìó ïîëÿãàþòü îñîáëèâîñò³ ïðîåêòóâàííÿ åëåêòðîííîãî êëþ-

÷à ÿê  ñèëîâîãî  åëåìåíòà  ðåãóëÿòîðà.

337

10. ÏÅÐÅÒÂÎÐÞÂÀËÜͲ ÏÐÈÑÒÐί. ÐÅÃÓËßÒÎÐÈ (ÏÅÐÅÐÈÂÀײ) Ç̲ÍÍÎÃΠÑÒÐÓÌÓ

3. Íàâåä³òü  ÷àñîâ³  ä³àãðàìè,  ùî  ³ëþñòðóþòü  ðîáîòó  îäíîôàç-

íèõ  ðåãóëüîâàíèõ  åëåêòðîííèõ  êëþ÷³â  çì³ííîãî  ñòðóìó  çà  àê-

òèâíîãî  é  àêòèâíî-³íäóêòèâíîãî  íàâàíòàæåíü.

4. Ïîÿñí³òü, ùî îçíà÷àþòü ïàðàìåòðè 

α

, 

êð

α

, 

âèì

α

, 

λ

.

5. Âèâåä³òü  îñíîâí³  ðîçðàõóíêîâ³  ñï³ââ³äíîøåííÿ  äëÿ  îäíîôàçíèõ

ðåãóëüîâàíèõ åëåêòðîííèõ êëþ÷³â ïðè ðîáîò³ íà àêòèâíå é àêòèâ-

íî-³íäóêòèâíå íàâàíòàæåííÿ.

6. Âèâåä³òü àíàë³òè÷í³ âèðàçè äëÿ âèçíà÷åííÿ âòðàò ïîòóæíîñò³ ó òè-

ðèñòîð³ ïðè éîãî âèêîðèñòàíí³ ó ðåãóëüîâàíîìó åëåêòðîííîìó êëþ÷³.

7. Ïîÿñí³òü ïðèíöèï ä³¿ òðèôàçíèõ åëåêòðîííèõ êëþ÷³â çì³ííîãî ñòðó-

ìó ç íóëüîâèì ïðîâîäîì ³ áåç íüîãî. ßê³ â³äì³ííîñò³ ó ¿õí³é ðîáîò³?

8. Çàïèø³òü âèõ³äí³ äèôåðåíö³éí³ ð³âíÿííÿ äëÿ ðîçðàõóíêó òðèôàç-

íèõ åëåêòðîííèõ êëþ÷³â çì³ííîãî ñòðóìó áåç íóëüîâîãî ïðîâîäó.

9. Ùî òàêå õàðàêòåðèñòèêè êåðóâàííÿ ðåãóëüîâàíèõ åëåêòðîííèõ

êëþ÷³â çì³ííîãî ñòðóìó? Ïîÿñí³òü ¿õíº ïðèçíà÷åííÿ íà ïðèêëàä³

õàðàêòåðèñòèê êåðóâàííÿ òðèôàçíîãî ðåãóëüîâàíîãî åëåêòðîí-

íîãî  êëþ÷à  áåç  íóëüîâîãî  ïðîâîäó.

10. Ïîÿñí³òü, ÿê âèáðàòè òèðèñòîðè äëÿ åëåêòðîííîãî êëþ÷à çà ñòðó-

ìîì ³ íàïðóãîþ?

11. Ïîÿñí³òü ïðèçíà÷åííÿ ñõåì çàïóñêó êåðîâàíèõ íàï³âïðîâ³äíèêîâèõ

ïðèëàä³â â åëåêòðîííèõ êëþ÷àõ ³ âêàæ³òü îñíîâí³ âèìîãè äî íèõ.

12. Íàâåä³òü îñíîâí³ âàð³àíòè ñõåì çàïóñêó òèðèñòîð³â (ñèì³ñòîð³â).

ßêèì ÷èíîì âðàõîâóºòüñÿ òåõíîëîã³÷íèé ðîçêèä ïàðàìåòð³â ê³ë

êåðóâàííÿ  òèðèñòîð³â?

13. Íàâåä³òü ñõåìè çàïóñêó åëåêòðîííèõ êëþ÷³â, âèêîíàíèõ íà îñíîâ³

ï³äñèëþâà÷³â-ôîðìóâà÷³â.  ßêèé  ïîðÿäîê  ¿õíüîãî  ðîçðàõóíêó?

14. Íàâåä³òü ñõåìè çàïóñêó, ó ÿêèõ äëÿ ñòâîðåííÿ êåðóþ÷èõ ³ìïóëüñ³â

âèêîðèñòîâóºòüñÿ  àíîäíà  íàïðóãà  ñèëîâîãî  òèðèñòîðà.  ßêà

ìåòîäèêà  ¿õíüîãî  ðîçðàõóíêó?

15. Ïðèâåä³òü ïðèêëàäè ñõåì çàïóñêó äëÿ êåðóâàííÿ ïîòóæíèìè á³-

ïîëÿðíèìè òà ïîëüîâèìè òðàíçèñòîðàìè. ßêèé ïðèíöèï ¿õíü䳿?

16. ßê³ ñõåìè çàïóñêó âèêîðèñòîâóþòü äëÿ êåðóâàííÿ ïîòóæíèìè ÁÒ²Ç?

17. Âêàæ³òü  îáëàñò³  çàñòîñóâàííÿ  ð³çíèõ  ñõåì  çàïóñêó.  Äàéòå  êî-

ðîòêèé  àíàë³ç  öèõ  ñõåì.

18. Ùî  ñòàíîâëÿòü  ñîáîþ  ì³êðîåëåêòðîíí³  äðàéâåðè,  ïðèçíà÷åí³

äëÿ  âèêîðèñòàííÿ  ó  ñõåìàõ  çàïóñêó  ñèëîâèõ  íàï³âïðîâ³äíèêîâèõ

ïðèëàä³â?

338

ÐÎÇIJˠ11

ÏÅÐÅÒÂÎÐÞÂÀËÜͲ  ÏÐÈÑÒÐί.

²ÍÂÅÐÒÎÐÈ. ÏÅÐÅÒÂÎÐÞÂÀײ ×ÀÑÒÎÒÈ

11.1. Àâòîíîìí³ ³íâåðòîðè

11.1.1. Ïðèçíà÷åííÿ òà êëàñèô³êàö³ÿ

Àâòîíîìí³ ³íâåðòîð蠖 öå ïðèñòðî¿, ùî ïðàöþþòü íà àâòîíîìíå

íàâàíòàæåííÿ ³ ïðèçíà÷åí³ äëÿ ïåðåòâîðåííÿ íàïðóãè ïîñò³éíîãî ñòðó-

ìó ó íàïðóãó çì³ííîãî ñòðóìó çàäàíî¿ àáî ðåãóëüîâàíî¿ ÷àñòîòè.

Çàñòîñîâóþòü àâòîíîìí³ ³íâåðòîðè:

1) ó ñèñòåìàõ åëåêòðîïîñòà÷àííÿ ñïîæèâà÷³â çì³ííîãî ñòðóìó, êîëè

ºäèíèì äæåðåëîì æèâëåííÿ º äæåðåëî íàïðóãè ïîñò³éíîãî ñòðóìó (íà-

ïðèêëàä, àêóìóëÿòîðíà àáî ñîíÿ÷íà áàòàðåÿ);

2) ó ñèñòåìàõ ãàðàíòîâàíîãî åëåêòðîïîñòà÷àííÿ ïðè çíèêíåíí³ íà-

ïðóãè ìåðåæ³ æèâëåííÿ (íàïðèêëàä, äëÿ îñîáèñòèõ ïîòðåá åëåêòðî-

ñòàíö³é – äëÿ æèâëåííÿ ïðèñòðî¿â êîíòðîëþ, âèì³ðþâàííÿ, çàõèñòó,

ÅÎÌ);

3) äëÿ æèâëåííÿ òåõíîëîã³÷íîãî óñòàòêóâàííÿ, ÷àñòîòà íàïðóãè ÿêî-

ãî â³äð³çíÿºòüñÿ â³ä ïðîìèñëîâî¿ ÷àñòîòè 50 Ãö;

4) äëÿ ÷àñòîòíîãî ðåãóëþâàííÿ øâèäêîñò³ àñèíõðîííèõ äâèãóí³â;

5) äëÿ æèâëåííÿ ñïîæèâà÷³â çì³ííîãî ñòðóìó â³ä ë³í³é åëåêòðîïîñòà-

÷àííÿ ïîñò³éíîãî ñòðóìó;

6) äëÿ ïåðåòâîðåííÿ ïîñò³éíî¿ íàïðóãè îäíîãî ð³âíÿ ó ïîñò³éíó íà-

ïðóãó ³íøîãî ð³âíÿ (êîíâåðòóâàííÿ íàïðóã).

Êîìóòàö³éíèìè åëåìåíòàìè â ³íâåðòîðàõ º òèðèñòîðè àáî ñèëîâ³ òðàí-

çèñòîðè.

Çàëåæíî â³ä ñïåöèô³êè åëåêòðîìàãí³òíèõ ïðîöåñ³â ðîçð³çíÿþòü ³íâåð-

òîðè ñòðóìó òà ³íâåðòîðè íàïðóãè. Íà ðèñ. 11.1 çîáðàæåí³ ïðèêëàäè

¿õí³õ ñõåì.

 ³íâåðòîðàõ ñòðóìó ñèëîâå êîëî ñõåìè ï³äìèêàºòüñÿ äî äæåðåëà

ïîñò³éíî¿ íàïðóãè ÷åðåç äðîñåëü L ³ç âåëèêèì ³íäóêòèâíèì îïîðîì (ÿê

â³äîìî, äæåðåëî ñòðóìó ïîâèííî ìàòè âåëèêèé îï³ð).

339

11. ÏÅÐÅÒÂÎÐÞÂÀËÜͲ ÏÐÈÑÒÐί. ²ÍÂÅÐÒÎÐÈ, ÏÅÐÅÒÂÎÐÞÂÀײ ×ÀÑÒÎÒÈ

+

-

VS1

VS4

VS3

VS2

R

í

L

+

-

C

VS1

VS4

VS3

VS2

R

í

VD1

VD2

VD3

VD4

Ðèñ. 11.1 – Àâòîíîìí³ ³íâåðòîðè ñòðóìó (à) òà íàïðóãè (á)

 ³íâåðòîðàõ íàïðóãè ïàðàëåëüíî äæåðåëó æèâëåííÿ âìèêàºòüñÿ

êîíäåíñàòîð âåëèêî¿ ºìíîñò³, ÷èì âèêëþ÷àºòüñÿ âïëèâ íà ðîáîòó ïðè-

ñòðîþ âíóòð³øíüîãî îïîðó äæåðåëà (îòðèìóºìî äæåðåëî íàïðóãè çà

çì³ííèì ñòðóìîì).

Òàêèì ÷èíîì, êîìóòàö³ÿ òèðèñòîð³â â ³íâåðòîðàõ ñòðóìó ïðîâîäèòü-

ñÿ çà ñòàëîãî ñòðóìó, à â ³íâåðòîðàõ íàïðóãè – çà ñòàëî¿ íàïðóãè.

Ïðè ðîáîò³ ³íâåðòîðà ñõåìà êåðóâàííÿ ïî÷åðãîâî âìèêຠïàðè òèðèñòî-

ð³â VS1, VS4 àáî VS2, VS3, çàâäÿêè ÷îìó íà íàâàíòàæåíí³ R

í

 âèíèêຠçì³í-

íà íàïðóãࠖ çà äîïîìîãîþ êëþ÷îâî¿ ñõåìè íàâàíòàæåííÿ ï³äìèêàºòüñÿ

òàêèì ÷èíîì, ùîá ÷åðåç íüîãî ïðîò³êàâ ñòðóì ð³çíèõ íàïðÿìê³â.

ßêùî íàâàíòàæåííÿ ³íâåðòîðà íàïðóãè ìຠ³íäóêòèâíèé àáî àêòèâ-

íî-³íäóêòèâíèé õàðàêòåð, òî ïàðàëåëüíî òèðèñòîðàì âìèêàþòü çâîðîòí³

ä³îäè  (VD1-VD4  íà  ðèñ.  11.1,á).  Öèì  çàáåçïå÷óºòüñÿ  ïåðåäà÷à  íà-

êîïè÷óâàíî¿ â ³íäóêòèâíîñò³ åíåð㳿 íàçàä ó äæåðåëî æèâëåííÿ.

Îñíîâíîþ ïðîáëåìîþ ïðè ïðîåêòóâàíí³ ³íâåðòîð³â º çàáåçïå÷åííÿ

íàä³éíîãî âèìèêàííÿ òèðèñòîð³â, ùî çíàõîäÿòüñÿ ó ïðîâ³äíîìó ñòàí³,

ïåðåä âìèêàííÿì òèðèñòîð³â, ùî íå ïðîâîäèëè ñòðóì. Öå ðåàë³çóºòüñÿ

âèêîðèñòàííÿì ñõåì ïðèìóñîâî¿ êîìóòàö³¿, ùî çàáåçïå÷óþòü çàïèðàí-

íÿ òèðèñòîð³â ó êîëàõ ïîñò³éíîãî ñòðóìó (äèâ. ïï. 2.6.2).

Çâåðí³òü óâàãó íà òå, ùî âåíòèëüíà ñõåìà â íàâåäåíèõ ³íâåðòîðàõ º

ìîñòîâîþ, ÿê ³ ó âèïðÿìëÿ÷³ (ùî º ïåðåòâîðþâà÷åì íàïðóãè çì³ííîãî

ñòðóìó ó íàïðóãó ïîñò³éíîãî ñòðóìó). Çâ³äñè âèñíîâîꠖ êåðîâàí³ âåí-

òèëüí³ ñõåìè º çâîðîòíèìè. Âîíè ìîæóòü ïåðåäàâàòè åíåðã³þ ÿê ó îäíî-

ìó, òàê ³ ó ³íøîìó íàïðÿìêó, çàëåæíî â³ä ì³ñöÿ âìèêàííÿ äæåðåëà ³

íàâàíòàæåííÿ òà â³ä àëãîðèòìó êåðóâàííÿ âåíòèëÿìè.

340

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

11.1.2. Îäíîôàçíèé ³íâåðòîð ñòðóìó

Ñõåìà  îäíîôàçíîãî  ³íâåðòîðà  ñòðóìó  ç  òðàíñôîðìàòîðíèì

âèõîäîì çîáðàæåíà íà ðèñ. 11.2 (ïîð³âíÿéòå ¿¿ ç³ ñõåìîþ êåðîâàíîãî

âèïðÿìëÿ÷ࠖ äèâ. ðèñ. 9.37). Ïî÷åðãîâå âìèêàííÿ òèðèñòîð³â VS1 àáî

VS2 çàáåçïå÷óº âèíèêíåííÿ íà íàâàíòàæåíí³ R

í

 çì³ííî¿ íàïðóãè.

+

+

+

+

-

-

-

-

-

w

2

VS2

R

í

I

T

L

Ñ

ê

ÑÊ

VS1

U

æ

(+)

(+)

(+)

(+)

(-)

(-)

(-)

+

(-)

ÒV

è

ê1

è

ê2

w 

/

1

w 

//

1

Ðèñ. 11.2 – Îäíîôàçíèé ³íâåðòîð ñòðóìó ç òðàíñôîðìàòîðíèì âèõîäîì

Äðîñåëü L çàáåçïå÷óº íåçì³íí³ñòü âåëè÷èíè ñòðóìó ó ñèëîâîìó êîë³.

Ñ

ê

 – êîìóòóþ÷èé êîíäåíñàòîð, ùî çàáåçïå÷óº ïðèìóñîâå âèìèêàííÿ

òèðèñòîð³â.

Ïåðâèíí³ ï³âîáìîòêè òðàíñôîðìàòîðà ÒV   w 

/

1 

=

w 

//

1 

=

w

1

   ï³ä³ìêíåí³

äî òèðèñòîð³â VS1 ³ VS2 â³äïîâ³äíî, à éîãî âòîðèííà îáìîòêà w

2

 – äî

íàâàíòàæåííÿ R

í

.

Ñõåìà  êåðóâàííÿ  òèðèñòîðàìè  ÑÊ  çàáåçïå÷óº  ïîäà÷ó  êåðóþ÷èõ

³ìïóëüñ³â íà òèðèñòîðè (ó íàéïðîñò³øîìó âèïàäêó öå ìîæå áóòè ñè-

ìåòðè÷íèé ìóëüòèâ³áðàòîð, ùî ïðàöþº ó àâòîêîëèâàëüíîìó ðåæèì³).

Ïðàöþº ³íâåðòîð òàêèì ÷èíîì.

Ïðè íàäõîäæåíí³ â³ä ÑÊ êåðóþ÷îãî ³ìïóëüñó äî VS1 â³í âìèêàºòüñÿ

³  íàïðóãà  äæåðåëà  æèâëåííÿ  ïîäàºòüñÿ  íà  ï³âîáìîòêó  w

/

1

.  Ïîò³ê  ó

ìàãí³òîïðîâîä³ òðàíñôîðìàòîðà çì³íþºòüñÿ ³ íàâîäèòü ó îáìîòêàõ w

2

³ w

//

1

 å.ð.ñ. ³ç ïîëÿðí³ñòþ, ùî íà ñõåì³ âêàçàíà áåç äóæîê. Ïðè öüîìó

êîìóòóþ÷èé êîíäåíñàòîð Ñ

ê

, ï³ä³ìêíåíèé ïàðàëåëüíî äî ïåðâèííî¿