استفاده گسترده از تریستورها در تنظیم ولتاژ با مزایای زیر در مقایسه با مدارهای مورد بحث قبلی توضیح داده می شود:

راندمان بیشتر به دلیل افت ولتاژ کم در حالت رسانا (حدود 2 ولت).

تنظیم سرعت بالا، که به تثبیت ولتاژ اصلاح شده و محافظت از یکسو کننده از اضافه بار و اتصال کوتاه اجازه می دهد.

قدرت کنترل کمتر مورد نیاز؛

ابعاد و وزن کلی کوچکتر.

شیرهای کنترل شده - تریستورها - می توانند در دو حالت شدید باشند (شکل 122، الف): باز (بخش آفتاب)و…
بسته شده (بخش 0A). لحظه روشن شدن تریستور را می توان با اعمال یک پالس جریان کنترلی تنظیم کرد r-p- انتقال در مجاورت کاتد (شکل 122، ب).جریان بار که از یک تریستور باز عبور می کند، هر سه را بایاس می کند

برنج. 122. مشخصه جریان-ولتاژ تریستور (آ)،ساختار آن، (ب)و علامت گرافیکی نمادین (ج): من -کنترل جریان؛ آ -آند؛ به -کاتد: UE - الکترود کنترل/

برنج. 123. بلوک دیاگرام یکسو کننده کنترل شده (i)، نمودار شماتیک ساده ترین RVB (b) و نمودارهای ولتاژ در ورودی و خروجی آن (c)

به او r-p- انتقال در جهت رو به جلو، و الکترود کنترل (CE) تاثیر خود را بر فرآیندهای رخ داده در تریستور از دست می دهد. هنگامی که پس از جذب بار حامل های کوچک در نواحی پایه، جریان رو به جلو به صفر می رسد، تریستور خاموش می شود و خواص کنترلی آن بازیابی می شود. نام گرافیکی مرسوم تریستور در شکل نشان داده شده است. 122، V.

در شکل 123a یک بلوک دیاگرام از یکسو کننده کنترل شده با استفاده از شیرهای کنترل شده را نشان می دهد.

تفاوت اساسی بین یک مدار یکسو کننده کنترل شده (RC) و یک مدار کنترل نشده وجود یک بلوک شیر قابل تنظیم (VB) و یک دستگاه کنترل (CD) است که ولتاژ شبکه را تنظیم می کند. ساده ترین مدار RVB روی یک تریستور در مقابلدر شکل نشان داده شده است. 123، بلازم به یادآوری است که برای روشن کردن تریستور باید شرایط زیر رعایت شود: ولتاژ در آند آن باید مثبت باشد، اما کمتر U PR.ON و یک ولتاژ مثبت مربوط به جریان باز کردن قفل باید به الکترود کنترل (CE) اعمال شود. شرط اول برای نیم موج های ولتاژ مثبت برآورده می شود U 2 , و برای انجام شرط دوم، یک پالس ولتاژ مثبت بازکننده (کنترلی) به الکترود کنترل تریستور عرضه می شود. اوی

در لحظه رسیدن پالس کنترل مربوط به زاویه شلیک a، تریستور خواص کنترلی خود را از دست می دهد، بنابراین، هنگامی که ولتاژ در آند صفر می شود، خاموش می شود. شکل موج ولتاژ در یک بار مقاومتی آر H بدون فیلتر در شکل نشان داده شده است. 123، V.لحظه تعویض تریستور

می توان در نیم موج مثبت ولتاژ خروجی تنظیم کرد U 2ترانسفورماتور، یعنی در محدوده 0 ≤α≤π. علاوه بر این، اگر تریستور در α = 0 روشن شود، ولتاژ بار اصلاح شده متوسط U N.S.V. =0. این روش کنترل تریستور فاز پالس نامیده می شود.

در مدار یکسو کننده کنترل شده در نظر گرفته شده، موج های ولتاژ بار بسیار بزرگ هستند، بنابراین برای کاهش آنها لازم است یک فیلتر صاف کننده روشن شود. لازم به ذکر است که در یکسو کننده های کنترل شده با تریستور، از فیلترهایی استفاده می شود که از سلف شروع می شوند، زیرا هنگامی که یک فیلتر خازنی بلافاصله وصل می شود، شارژ خازن از طریق تریستور باز شده می تواند با جریان زیادی همراه باشد که می تواند به تریستور آسیب برساند. .

بیایید عملکرد یک مدار یکسو کننده کنترل شده دو فاز را در نظر بگیریم (شکل 124، آ)دارای فیلتر القایی – خازنی در این مدار، دو حالت کار امکان پذیر است: بدون مسدود کردن دیود (VD)و با دیود مسدود کننده. تفاوت این حالت ها در روش خاموش کردن تریستورها است.

برنج. 124. نمودار یکسو کننده کنترل شده دو فاز (آنمودارهای زمانبندی ولتاژ در ورودی و خروجی (ب)و منحنی های تنظیم (در 1 -بدون دیود V.D.; 2 - با دیود V.D.

یکسو کننده بدون دیود مسدود کننده به شرح زیر عمل می کند. با ورود یک پالس کنترل، تریستور VS1با زاویه رهاسازی α روشن می شود. ولتاژ فاز اول سیم پیچ ثانویه به خروجی یکسو کننده منتقل می شود تو 2 . در تی ≥ nولتاژ U' 2قطبیت را به منفی تغییر می دهد، اما تریستور VS1بسته نمی شود زیرا جریان چوک فیلتر از آن عبور می کند L f، و ولتاژ خود القایی حالت باز بودن آن را تضمین می کند.

در t =α + nتریستور روشن می شود VS2،که ولتاژ را به خروجی منتقل می کند U" 2فاز دوم سیم پیچ ثانویه، در این مورد، جریان خفه کردن فیلتر L f به فاز دوم و تریستور سوئیچ می کند VS1بسته می شود. ولتاژ خروجی یکسو کننده U oو بارگیری کنید U H در شکل نشان داده شده است. 124، ب(مناطق سایه دار).

با ارزش به اندازه کافی بزرگ L f = RH /ω زاویه سوئیچینگ تریستورها را می توان از صفر تا π/2 تنظیم کرد، همانطور که در شکل نشان داده شده است. 124، V(منحنی 1 در L=∞).

ولتاژ بار با کاهش زاویه α افزایش می یابد و با افزایش آن کاهش می یابد.

هنگام کار با یکسو کننده با دیود مسدود کننده V.D.تریستورها در مقابل 1i در مقابل 2 هنگامی که ولتاژ در آند آن صفر شود خاموش می شود. در این حالت، جریان جریان در چوک فیلتر به دلیل درج شدن دیود قطع نمی شود. V.D.

در نتیجه، بخشی از دوره از π تا π+ α، جریان در سلف (و بنابراین در بار) از دیود عبور می کند. VD،همانطور که در شکل نشان داده شده است، ولتاژ در خروجی یکسو کننده، قطبیت را تغییر نمی دهد. 124، ب

زاویه α شلیک تریستور در مدار با دیود V.D.همانطور که در شکل نشان داده شده است از صفر تا π قابل تنظیم است. 124، V(منحنی 2 در L= 0).

در همان زاویه شلیک تریستورها در مدار بدون دیود مسدود کننده، ولتاژ در سراسر بار کمتر از مدار با دیود مسدود کننده است، زیرا در بخشی از دوره تکرار ولتاژ ورودی، ولتاژ منفی به آن منتقل می شود. خروجی

یکسو کننده کنترل پل.یکسو کننده پل را می توان با تعداد کمتر (از چهار) تریستور ساخت، زیرا برای اطمینان از کنترل کافی است در هر یک از دو سری مدار متشکل از دو دیود، یکی از دیودهای کنترل شده و دیگری کنترل نشده قرار داده شود (شکل 125، آ)،استفاده از دو دیود قابل کنترل به جای چهار دیود (نگاه کنید به شکل 124) این امکان را فراهم می کند که مدار کنترل را ساده کرده و هزینه گروه شیر را کاهش دهد.

بیایید عملکرد یک مدار یکسو کننده پل را در نظر بگیریم که در آن یک تریستور به طور همزمان کار می کند. VS1و دریچه VD2یا تریستور VS2و دریچه V.D. 1. نمودارهای زمانبندی ولتاژها و جریانها

برنج. 125. مدار پل یکسو کننده کنترل شده (آ)و نمودارهای زمانبندی ولتاژ و جریان در این مدار (ب)

kov هنگام کار با چنین مداری روی یک بار القایی در شکل نشان داده شده است. 125، 6.

در یک لحظه از زمان تی 1 در هر الکترود کنترل تریستور در مقابل 1 یک پالس کنترلی برای باز کردن آن ارائه می شود. در فاصله زمانی از تی 1 به تی 2 جریان از تریستور می گذرد در مقابل 1 و شیر V.D.و ولتاژ در خروجی یکسو کننده ولتاژ ورودی را تکرار می کند U 2. در یک لحظه از زمان تی 3 ولتاژ U 2 قطبیت آن و شیر را تغییر می دهد V.D. 2 قفل است و شیر V.D. 1 باز می شود. تعویض تریستورها در این نقطه از زمان نمی تواند رخ دهد، زیرا الکترود کنترل تریستور است VS2هیچ تکانه کنترلی دریافت نمی شود. در نتیجه، طی یک دوره زمانی از تی 2 به تی 3 تریستور باز است در مقابل 1 و شیر VD2و جریان بار I 0 از آنها عبور می کند.

ولتاژ اصلاح شده U 0در این بازه زمانی صفر است (از آنجایی که خروجی یکسو کننده اتصال کوتاه است) و جریان بار توسط انرژی ذخیره شده در سلف حفظ می شود. L.در یک لحظه از زمان تی 3 به دلیل پالس کنترل، تریستور باز می شود VS2،و تریستور در مقابل 1 قفل است، زیرا ولتاژ معکوس به آن اعمال می شود.

در فاصله زمانی از تی 3 به تیتریستور نیز جریان را هدایت می کند در مقابل 2, و دریچه V.D. 1, و ولتاژ در خروجی یکسو کننده U 0 همانند ولتاژ ورودی U 2, اما با علامت مخالف،

در زمان U، سوئیچینگ جریان دوباره در گروه شیرهای کنترل نشده اتفاق می افتد: شیر VD1 بسته است و شیر VD2 باز می شود.

در بازه زمانی t4 تا t5، تریستور VS2 و شیر VD1 باز هستند، ولتاژ در خروجی یکسو کننده U0 = 0، و جریان بار Io به دلیل انرژی ذخیره شده در سلف ثابت نگه داشته می شود. در بازه زمانی t5 تا t6، فرآیندها با فرآیندهای بازه t1 تا t2 یکسان هستند.

همانطور که در شکل دیده میشود. 125، b، نمودار زمانبندی ولتاژ یکسو شده U0 در این مدار مانند مدار یکسو کننده با بار فعال است.

دستگاه های حفاظت از اضافه بار

منابع تغذیه ثانویه اغلب به وسایل حفاظت الکترونیکی (EPD) در برابر اضافه بارهای اتصال کوتاه مجهز هستند. چنین دستگاه هایی شامل عناصر زیر است: سنسور کمیت کنترل شده (جریان، ولتاژ یا دما). دستگاه آستانه (TD) یا مدار مقایسه؛ دستگاه اجرایی (ED). اغلب، منابع تغذیه باید از اضافه بار محافظت شوند. در این حالت، زمانی که مقدار جریان از مقدار مجاز بیشتر شود، دستگاه آستانه روشن می شود و باعث می شود که محرک بار را خاموش کند.

دستگاه های حفاظتی با برق رسانی مجدد خودکار پس از مدت زمان معین یا با محدودیت توان تامین شده به بار اجرا می شوند.

نمودار مدار دستگاه حفاظت از اضافه جریان (و مصرف برق) در شکل نشان داده شده است. 126. دستگاه به شرح زیر عمل می کند. ولتاژ از سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور جریان TA،به عنوان مبدل جریان استفاده می شود که توسط یک دیود اصلاح می شود VD1و توسط فیلتر صاف می شود آر 7, C1.مقاومت متغیر R1برای تنظیم آستانه پاسخ استفاده می شود. یک عنصر منطقی به عنوان یک وسیله آستانه استفاده می شود DD1.1،با استفاده از فناوری CMOS ساخته شده است. سطوح پاسخ چنین عناصری پایدار و نزدیک به نصف ولتاژ تغذیه ریز مدار است. در افزایش جریان بار پس از فعال سازی عنصر DDL]یک مولتی ویبراتور آماده به کار بر اساس گیت های منطقی فعال می شود DD1.2و DD1.3(تک ویبراتور)، که یک ولتاژ خروجی منفی تولید می کند که مدار برق بار را خاموش (یا قفل می کند). پس از مدتی، با زمان تخلیه خازن تعیین می شود C2از طریق یک مقاومت R3،تک شات با تشکیل یک پرش ولتاژ مثبت در خروجی به حالت اولیه (آماده به کار) سوئیچ می کند. این ولتاژ مربوط به سیگنال روشن کردن برق بار یا بازگرداندن حالت عملکرد عادی منبع تغذیه است.

برنج. 126. مدار الکتریکی یک دستگاه حفاظت از اضافه جریان با بازیابی خودکار حالت عملکرد منبع تغذیه

دستگاه های حفاظتی در برابر اضافه ولتاژ و دما به روشی مشابه کار می کنند، یعنی. هنگامی که یک جهش دما یا ولتاژ وجود دارد، سیگنال مربوطه به عنصر منطقی ارسال می شود DD1.1،که یک سوئیچ یک شات را راه اندازی می کند که برق را برای مدت معینی قطع می کند.

در خاتمه، لازم به ذکر است که انتخاب مدار منبع تغذیه ثانویه و پارامترها

عناصر آن با سطح الزامات ضریب تثبیت ولتاژ و توان مورد نیاز برای تغذیه تجهیزات الکترونیکی تعیین می شود. برای تجهیزات بسیار قدرتمند (1...100 کیلو وات - تجهیزات صوتی برای سالن های کنسرت، ایستگاه های رادیویی و غیره)، و همچنین در وسایل نقلیه با درایو کنترل شده، الزامات پایداری ولتاژ کمتر است. آنها از واحدهای یکسو کننده قدرتمند برای ولتاژ سه فاز با استفاده از تریستور استفاده می کنند.

اغلب لازم است که یکسو کننده نه تنها ولتاژ متناوب را تبدیل کند، بلکه قادر به تغییر مقدار آن نیز باشد. یکسو کننده هایی که یکسوسازی ولتاژ متناوب (جریان) را با کنترل ولتاژ یکسو شده (جریان) ترکیب می کنند. یکسو کننده های کنترل شده. عنصر اصلی یکسو کننده های کنترل شده یک تریستور است (اگرچه می توان یک ترانزیستور نیز اضافه کرد).

برنج. 1 - یکسو کننده نیمه موج کنترل شده

کنترل ولتاژ تصحیح خروجی به کنترل زمانی لحظه باز کردن قفل تریستور کاهش می یابد. این کار با پالس های کوتاه با جلوی شیب دار (سوزن) انجام می شود. اگر تریستور در تمام نیم چرخه باز باشد، خروجی یک ولتاژ ضربانی شبیه به یکسو کننده کنترل نشده تولید می کند. هنگامی که زمان تاخیر باز کردن قفل تریستور تغییر می کند، ولتاژ تصحیح شده به سمت کاهش تغییر می کند. این را می توان از نمودارهای زیر مشاهده کرد. برای هر تاخیر یک زاویه تغییر فاز مشخص بین ولتاژ تریستور و سیگنال کنترل وجود دارد. این زاویه را زاویه کنترل یا تنظیم می نامند و به این صورت تعریف می شود α=ωt. t z همان زمان تاخیر است، ω فرکانس زاویه ای (ω=2πf) است.

برنج. 2 - اصل کنترل ولتاژ یکسو شده با تاخیر در باز شدن تریستورها

برای مثال می توانید تریستور را با استفاده از این تغییر دهنده فاز کنترل کنید:

<

برنج. 3- تغییر فاز

شکل زیر مدار یکسو کننده تمام موج کنترل شده تک فاز با کنترل پالس فاز را نشان می دهد.

برنج. 4 - یکسو کننده تمام موج کنترل شده تک فاز

ولتاژ خروجی شیفتر فاز R1C1 به ورودی تقویت کننده های محدود کننده (VT1، VT2) عرضه می شود. دیودهای VD5، VD6 نیمه امواج مثبت این ولتاژ را قطع می کنند. ولتاژ ذوزنقه ای از خروجی تقویت کننده های محدود کننده به مدارهای افتراق R4C2، R5C3 و سپس به ورودی های کنترل تریستورهای VS1، VS2 می رسد. دیودهای VD7، VD8 از رسیدن پالس های منفی به الکترودهای کنترل تریستور جلوگیری می کنند. تقویت کننده های محدود کننده توسط یک یکسو کننده جداگانه VD1-VD4 تغذیه می شوند.

یکسو کننده های کنترل شده تک فاز بر اساس مداری با ترمینال صفر ترانسفورماتور (تک بازویی) و بر اساس مدار پل (دو بازویی) ساخته می شوند. بیایید اصل کار و ویژگی های یکسو کننده های کنترل شده تک فاز را با استفاده از مثالی از یک مدار با ترمینال صفر ترانسفورماتور در نظر بگیریم (شکل 5.4).

شکل 5.4. یکسو کننده کنترل شده تک فاز

بیایید عملکرد یک یکسو کننده کنترل شده را روی یک بار القایی فعال با emf پشتی در نظر بگیریم.

نمودارهای زمان بندی ولتاژها و جریان های نشان داده شده در (شکل 5.5، a-e) عملکرد مدار را توضیح می دهد.

در لحظه، یک پالس از سیستم کنترل (CS) یکسو کننده به الکترود کنترل تریستور T1 ارسال می شود. در نتیجه باز شدن قفل، تریستور T1 بار را به ولتاژ سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور متصل می کند. یک ولتاژ در سرتاسر بار در طول بازه (ناحیه سایه دار در شکل 5.5b) تشکیل می شود که بخشی از منحنی ولتاژ است. همین جریان از طریق بار و تریستور T1 می گذرد. هنگامی که ولتاژ منبع تغذیه از صفر عبور می کند، جریان تریستور T1 به دلیل روشن شدن القایی در بار به جریان خود ادامه می دهد. مقاطع منفی در منحنی ولتاژ خروجی ایجاد می شود.

پالس بازگشایی بعدی به تریستور T2 عرضه می شود. باز کردن قفل این تریستور منجر به قفل شدن T1 می شود. در این حالت، یک ولتاژ مثبت به همان شکل به بار اعمال می شود که در فاصله رسانایی تریستور T1 وجود دارد. در طول بازه هدایت تریستور T2، مجموع ولتاژهای سیم پیچ های ثانویه ترانسفورماتور به تریستور T1 متصل می شود، در نتیجه از لحظه باز شدن قفل تریستور T2، ولتاژ معکوس روی تریستور T1 عمل می کند (شکل 5.5). ، ه). متعاقباً، فرآیندهای موجود در مدار مشابه مواردی است که در بالا مورد بحث قرار گرفت. جریان های تریستور در شکل 5.5، d، e و جریان بار در شکل 5.5، c نشان داده شده است.

جریان i 1 مصرف شده از شبکه در شکل 5.5 نشان داده شده است. اولین هارمونیک جریان مصرفی i 1 (1) از ولتاژ شبکه در فاز عقب است. این منجر به مصرف یکسو کننده توان راکتیو از شبکه می شود که بر عملکرد انرژی تأثیر منفی می گذارد.

روش کنترل فاز در نظر گرفته شده را می توان با استفاده از روش های تغییر فاز اجرا کرد که یکی از آنها روش کنترل عمودی است که بر اساس مقایسه ولتاژ مرجع (معمولاً شکل دندانه اره ای) و ولتاژ ثابت سیگنال کنترل است. برابری مقادیر لحظه ای این ولتاژها فازی را تعیین می کند که در آن مدار یک پالس ایجاد می کند، سپس تقویت می شود و به الکترود کنترل تریستور عرضه می شود. تغییر فاز پالس کنترل با تغییر سطح ولتاژ کنترل ورودی به دست می آید. نمودار عملکردی چنین کنترلی در شکل 5.6 نشان داده شده است.

ولتاژ مرجع تولید شده توسط ژنراتور ولتاژ دندان اره ای GPN و هماهنگ با ولتاژ شبکه با استفاده از یک ژنراتور پالس همگام شبکه (PG) به مدار مقایسه CC عرضه می شود که به طور همزمان ولتاژ کنترل ورودی u U (سیگنال کنترل) را دریافت می کند. سیگنال از مدار مقایسه به توزیع کننده پالس (PD) و سپس به تقویت کننده های قدرت نهایی (P) عرضه می شود، از آنجا به الکترود کنترل تریستور به شکل یک پالس قدرتمند با لبه شیب دار عرضه می شود. قابل تنظیم فاز

به طور معمول، مدارهای جداسازی گالوانیکی بین توزیع کننده پالس و تقویت کننده های نهایی استفاده می شود که به طور معمول در شکل 5.6 توسط یک فلش شکسته نشان داده شده است.

یکی از مهم ترین ویژگی های یکسو کننده کنترل شده، توانایی آن در تنظیم مقدار متوسط ​​ولتاژ یکسو شده با تغییر زاویه است. اگر اندوکتانس در مدار بار به اندازه کافی بزرگ باشد* تا جریان را در ولتاژ منفی حفظ کند، وابستگی متوسط ​​ولتاژ خروجی به زاویه کنترل از عبارت:

(5.1)

دامنه ولتاژ روی سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور کجاست.

مبدل های تریستورفرکانس ها (اینورترها) وسایلی هستند که ولتاژ مستقیم یا متناوب را به ولتاژ متناوب یک فرکانس معین تبدیل می کنند. اکثر اینورترهای تریستور مدرن امکان تغییر پاسخ فرکانسی ولتاژ خروجی را در محدوده های مورد نیاز فراهم می کنند، به همین دلیل از آنها به طور گسترده در صنایع مختلف و حمل و نقل استفاده می شود، به عنوان مثال، برای تنظیم هموار سرعت چرخش موتورهای الکتریکی ناهمزمان، ارائه حالت منبع تغذیه لازم برای کوره های ذوب و غیره علیرغم این واقعیت که مبدل های فرکانس IGBT اخیراً به طور فزاینده ای گسترش یافته اند، اینورترهای تریستور همچنان در جایی که لازم است توان های بزرگ (تا چندین مگاوات) با ولتاژ خروجی ده ها کیلو ولت ارائه شود، غالب هستند. این واقعیت است که مبدل های فرکانس تریستور دارای راندمان بالایی (تا 98٪) هستند که قادر به مقابله با ولتاژ و جریان های بالا و همچنین مقاومت در برابر ضربه های پالسی و بار نسبتاً طولانی هستند که مزیت اصلی آنها است. در زیر یک بلوک دیاگرام از معمولی ترین مبدل تریستور مدرن با پیوند DC به وضوح تعریف شده است.

در یکسو کننده (B)، ولتاژ متناوب ورودی یکسو شده و به فیلتر (F) عرضه می شود، جایی که صاف می شود، فیلتر می شود و سپس دوباره توسط اینورتر (I) به ولتاژ متناوب تبدیل می شود که می تواند بر اساس پارامترها تنظیم شود. مانند دامنه و فرکانس.

راه حلی برای این مشکل با استفاده از تریستورها امکان پذیر است که به شما امکان می دهد هم ولتاژ مؤثر یکسو شده و هم مقدار مؤثر ولتاژ متناوب را کنترل کنید.

بر برنج. 7.8, آو بیک یکسو کننده کنترل تریستور و یک تنظیم کننده قدرت تریستور ارائه شده است. این مدارها از این جهت با یکدیگر تفاوت دارند که بار در مورد یکسوساز کنترل شده با تریستور پس از یکسو کننده و در مورد یک رگولاتور قدرت کنترل شده با تریستور - قبل از یکسو کننده متصل می شود. در حالت اول مقدار موثر ولتاژ یکسو شده کنترل می شود و در حالت دوم مقدار موثر ولتاژ متناوب کنترل می شود.

زاویه کنترل تریستور از لحظه عبور ولتاژ از نقطه صفر محاسبه می شود. هر چه زاویه کنترل تریستور بیشتر باشد، هر چه مدت بیشتری بسته بماند، هر چه تریستور دیرتر باز شود، مقدار ولتاژ موثر در بار کمتر می شود. برای یک مدار تک فاز، زاویه کنترل محدود تریستور 180. الکتریکی است. درجه. در این زاویه، مقدار لحظه ای ولتاژ تریستور صفر است و بنابراین، با تامین یک پالس کنترل در این لحظه، مقدار ولتاژ موثر در بار صفر می شود.

تنظیم کننده های قدرت تریستور را می توان بر اساس طرح های مختلفی ساخت. یکی از این نمودارها نشان داده شده است برنج. 7.10. باز کردن تریستورها در مقابل 1 و در مقابل 2 به طور متناوب اتفاق می افتد. در نیم سیکل اول تریستور باز می شود در مقابل 1، و در دوم - در مقابل 2. پالس‌های کنترلی راه‌اندازی از شکل‌دهنده پالس به تریستور در یک زاویه کنترل مشخص می‌رسند. اجازه دهید ولتاژی در خروجی یکسوساز کنترل شده با تریستور برابر با نصف ولتاژ ورودی به دست آید که با زاویه کنترل 90 درجه و حداکثر زاویه کنترل 180 درجه مطابقت دارد. فرکانس شبکه 50 هرتز، که مربوط به دوره نوسان است

یا 20 ام‌اس.

یک نیم موج دارای مدت زمان 10 است ام‌اس، که مربوط به زاویه کنترل 180 درجه است. برای بدست آوردن زاویه کنترل 90 درجه، باید تریستور را بعد از 5 راه اندازی کرد ام‌اسبعد از اینکه ولتاژ به صفر رسید.

مدار ساده‌ترین یکسوساز کنترل‌شده تریستوری در نشان داده شده است برنج. 7.11.

یکی از ویژگی های رگولاتورهای تریستور نیاز به همگام سازی عملکرد شکل دهنده پالس و ولتاژ شبکه است. در صورت عدم وجود این، تغییر جزئی فرکانس منجر به تغییر قابل توجهی در زاویه کنترل می شود و در نتیجه ولتاژ مورد نیاز با ولتاژ واقعی مطابقت نخواهد داشت.

یکسو کننده کنترل تریستور از یک واحد قدرت و یک شکل دهنده پالس هماهنگ تشکیل شده است. واحد قدرت شامل یکسو کننده دیود است V.D. 1 -VD 4، تریستور در مقابلو بارگیری کنید. در توان های بار بالا، تریستور و دیودها باید جریان مورد نیاز مصرف کننده را تحمل کنند. محاسبه این عناصر در بخش "دیودهای نیمه هادی" آورده شده است.

شکل دهنده پالس از یک تثبیت کننده ولتاژ پارامتریک تشکیل شده است که به طور همزمان عملکردهای یک سنکرونایزر و یک واحد تولید پالس را برای یک زاویه کنترل مشخص انجام می دهد.

تثبیت کننده پارامتریک از یک مقاومت بالاست تشکیل شده است R bو دیود زنر V.D. 5 . مقاومت ها آر 1 و آر 2 - تقسیم کننده ولتاژ که حالت عملکرد آنالوگ تریستور را با کنترل آند روی ترانزیستورها تنظیم می کند. VT 1 و VT 2. شیفتر فاز یا مدار زمان بندی بر روی یک مقاومت ساخته شده است آر 4 و خازن با.

جریان متناوب از دیودهای یکسو کننده تا تریستور عبور نمی کند در مقابلپالس ماشه ای از راننده دریافت نمی کند. برای دریافت یک پالس محرک، لازم است که آنالوگ تریستور باز شود. هنگامی که ولتاژ اصلاح شده به تثبیت کننده پارامتری می رسد، ولتاژ اضافی بیش از ولتاژ تثبیت کننده در مقاومت کاهش می یابد. R bو بسته به پارامترهای دیود زنر، ولتاژ تثبیت روی دیود زنر باقی می ماند. پالس های ذوزنقه ای شکل در خروجی تثبیت کننده پارامتریک ظاهر می شوند. در همان زمان، مقدار صفر ولتاژ ورودی با مقدار صفر ولتاژ در خروجی تثبیت کننده مطابقت دارد، یعنی. همگام سازی ولتاژ تغذیه و شکل دهنده پالس رخ می دهد.

هنگامی که ولتاژ در خروجی دیود زنر ظاهر می شود، خازن شروع به شارژ می کند بااز طریق یک مقاومت آر 4 . هنگامی که ولتاژ خازن به ولتاژ راه اندازی آنالوگ تریستور رسید، باز می شود. یک پالس جریان تخلیه خازن رخ خواهد داد بااز طریق ترانزیستورها VT 1, VT 2 و مقاومت آر 3 روی بدنه مدار. بر برنج 7.11 جریان تخلیه خازن با خط نقطه نشان داده می شود. افزایش جریان از طریق مقاومت آر 3 منجر به افزایش ولتاژ در الکترود کنترل تریستور می شود و دومی شروع می شود. زمان شارژ خازن بانسبت به مقدار ولتاژ صفر توسط پارامترهای مقاومت تعیین می شود آر 4 و ظرفیت خازن با. زنجیر آر 4 - سیزاویه کنترل تریستور را مطابق با زمان تاخیر راه اندازی تریستور نسبت به ولتاژ صفر تنظیم می کند. برای مدار مورد نظر، حداکثر زاویه کنترل برای یک رگولاتور تریستور تک فاز در فرکانس 50 هرتز 10 است ام‌اس، که مربوط به زاویه کنترل 180 درجه است. برای زاویه کنترل 90 درجه، تاخیر در راه اندازی تریستور نسبت به مقدار ولتاژ صفر 5 است. ام‌اس.تغییر موقعیت دستگیره رئوستات آر 4، می توانید هر زمان شارژ را برای خازن تنظیم کنید، به عنوان مثال. زاویه کنترل تریستور را تنظیم کنید. هنگامی که نوار لغزنده رئوستات به سمت بالا حرکت می کند، مقاومت رئوستات افزایش می یابد، زمان شارژ خازن به ولتاژ روشن تریستور افزایش می یابد و در نتیجه، زاویه کنترل تریستور افزایش می یابد و مقدار ولتاژ موثر در بار کاهش می یابد.

مقدار موثر ولتاژ در بار با فرمول تعیین می شود

جایی که Ud- مقدار ولتاژ موثر در بار؛ شما انجام دهید- حداکثر مقدار ولتاژ در بار در زاویه کنترل j= 0 0 ; φ - زاویه کنترل تریستور

وقتی بار روشن می شود R n 2 به یکسو کننده، تنها در صورتی که تریستور باز باشد، یک جریان متناوب از آن عبور می کند. سپس شکل ولتاژ خروجی (یعنی در بار) مناسب خواهد بود برنج. 7.12, ه. قسمت موثر ولتاژ در بار سایه دار است. هنگامی که بار در مقابل یکسو کننده روشن می شود، جریانی متناوب در جهت از آن عبور می کند که مقدار موثر آن با زمان باز بودن تریستور تعیین می شود و شکل ولتاژ خروجی شکل می گیرد. برنج. 7.1, و.

تریستور در همان محل مدار باقی می ماند و درایور ثابت می ماند. بسته به اینکه مقاومت بار در کدام قسمت مدار نصب شده باشد، جریان در جهت ثابت یا متناوب از آن عبور می کند. اگر یک جریان ثابت و کنترل شده از بار عبور کند، مدار را "یکسو کننده کنترل شده تریستور" می نامند. هنگامی که بار در مقابل یکسو کننده روشن می شود، یک جریان متناوب از آن عبور می کند و مدار را "تنظیم کننده قدرت تریستور" می نامند.

تنظیم کننده قدرت همچنین می تواند بر روی یک تریاک ساخته شود ( برنج. 7.13).

در سریال با تریاک. برای باز کردن یک تریاک، پالس های کنترلی مورد نیاز است که درایور آن بر روی جفت ترانزیستور ساخته شده است VT 1 -VT 2 و VT 3 -VT 4 . هر پا

ra از ترانزیستورها که آنالوگ تریستورها هستند: VT 1 -VT 2 – با کنترل کاتد و VT 3 و VT 4- دارای کنترل آند. مقاومت بالاست R bو دیودهای زنر V.D. 1 و VD 2یک تثبیت کننده ولتاژ متناوب را تشکیل می دهد. زاویه کنترل تریاک با مقاومت مقاومت تنظیم می شود ( آر O +R 1) و ظرفیت خازن با. با نیم موج مثبت، صفحه بالایی خازن شارژ مثبت می شود و زمانی که ولتاژ روی آن به ولتاژ سوئیچینگ آنالوگ تریستور می رسد، آنالوگ تریستور باز می شود و تریاک شروع می شود. در مقابل.

پالس جریان تخلیه خازن از مقاومت عبور می کند آر 6 و تریاک را باز می کند.

با نیم چرخه منفی، آنالوگ یک تریستور، ساخته شده بر روی ترانزیستور، باز می شود VT 3 - VT 4 و دوباره تریاک را شروع می کند.

هنگامی که یکسو کننده های کنترل شده با تریستور بر روی یک بار القایی کار می کنند (سیم پیچ های تحریک و آرمیچر موتورهای DC)، مشکلاتی در خاموش کردن تریستورها به دلیل عقب ماندن جریان از ولتاژ ایجاد می شود. برای خاموش کردن تریستور، سوئیچ اجباری مورد نیاز است، زیرا جریان خود القایی سیم پیچ میدان یا آرمیچر موتور پس از رسیدن ولتاژ به سطح صفر به جریان خود ادامه می دهد. این موضوع در آموزش مطرح نشده است.

من یکسو کننده کنترل شده سه فاز با استفاده از تریستور را به شما ارائه می کنم که توسط میکروکنترلر ATmega8 کنترل می شود.

فریمور در آرشیو ضمیمه موجود است، فایل های برد مدار چاپی نیز موجود است.

فیوزها برای نصب در این برنامه در هنگام استفاده از برنامه دیگر داده می شوند - به یاد داشته باشید که FUSE فعال شده FUSE بدون علامت است!

دستگاه برای آزمایش عملکرد آن مونتاژ شده است، من اسیلوگرام های ولتاژ خروجی را در زوایای مختلف تنظیم وصل می کنم، بار کاملاً فعال 4 کیلو وات است.

اسیلوگرام پالس های همگام سازی با یکی از فازها نسبت به فاز عمومی.

پالس های کنترل دوگانه در کلکتور T7، نسبت به پالس عمومی.

ادبیات

• 1. Chernov E.A., Kuzmin V.P., Sinichkin S.G. راهنمای مرجع "درایوهای تغذیه الکتریکی ماشین های CNC" 1986.
• 2. V.M. کتاب درسی یاروف "منابع نیرو برای کوره های مقاومت الکتریکی" 1982.
• 3. A.V. Evstifeev "میکروکنترلرهای AVR خانواده مگا، راهنمای کاربر" 2007.