20

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Національний університет “Львівська політехніка”

Інститут енергетики та систем керування

Конспект лекції

”ОДНОФАЗНИЙ ТИРИСТОРНИЙ ВИПРЯМЛЯЧ З ВИВЕДЕНОЮ НУЛЬОВОЮ ТОЧКОЮ ВТОРИННОЇ ОБМОТКИ ТРАНСФОРМАТОРА. СХЕМИ КЕРУВАННЯ ТИРИСТОРАМИ ПЕРЕТВОРЮВАЧА”

З дисципліни «Промислова електроніка та перетворювальна техніка»

1. Будова, принцип роботи та характеристики тиристорів

Тиристор – це чотиришаровий напівпровідниковий прилад, який має два стійких стани: стан низької провідності (тиристор закритий) і стан високої провідності (тиристор відкритий). Перехід тиристора від закритого стану до відкритого в електричному колі відбувається під дією керованого впливу на прилад. Серед чинників, які застосовують для відкриття тиристорів, найширше використовують дію напруги, струму та світла. Детальніше принцип роботи даного приладу рекомендуємо вивчити за посібником [1]. У цих методичних вказівках розглядаються лише основні властивості тиристора, вольтамперна характеристика якого наведена на рис. 1.

Рис. 1. Вольтамперна характеристика тиристора

Звертаємо увагу на різні мірила струму на півосях ординат і напруги на півосях абсцис (рис. 1). Саме за таких мірил можна наочно зобразити пряму і зворотну вітки вольтамперної характеристики тиристора у першому та третьому квадрантах. У стан високої провідності тиристор можна перевести за одночасного виконання двох умов: 1) додатної напруги на аноді відносно катода ( цю напругу звичайно позначають U_a, як на рис. 1);

2) наявності імпульсу керування на керувальному електроді, І_кер ≠0. Зі збільшенням потужності імпульсу керування пряма вітка вольтамперної характеристики I_a=f(U_a) наближається до такої ж, як і в напівпровідникового діода. Саме такі значення струму керування звичайно застосовують для тиристорів. За таких умов тиристор можна наближено розглядати як керований напівпровідниковий діод.

Зазначимо, що закривання (перехід до стану низької провідності) тиристора відбувається у момент зменшення струму тиристора I_a до значення, меншого за струм утримання, I_a< I_утр≈0, або прикладанням напруги U_aк <0 протягом певного часу.

Наявність незначного струму тиристора в стані низької провідності (третій квадрант) обумовлена рухом неосновних носіїв зарядів. Необхідно звернути увагу на його лавинне зростання у випадку, коли зворотна напруга тиристора U_в перевершить напругу електричного пробиття. Звідси випливає одна з головних умов вибору тиристора для конструювання перетворювача

U_в≤ U_{в ном,}

де U_в –максимальне значення зворотної напруги на тиристорі, яке залежить від схеми вентильного блоку та напруги джерела живлення;

U_{в ном} – номінальне амплітудне значення зворотної напруги тиристора, на яку він розрахований (паспортні дані).

Друга умова вибору тиристора не допускає струмових перевантажень, а саме

I_a≤ I_{a ном},

де I_a – середнє значення струму тиристора, яке залежить від схеми вентильного блоку та потужності навантаження;

I_{a ном} – номінальне середнє значення струму тиристора, на яке він розрахований (паспортні дані).

2. Загальні вимоги до систем керування тиристорами статичних перетворювачів. Будова основних блоків системи керування