7. Содержание отчета

Отчет должен содержать текст задания, таблицы экспериментальных данных, осциллограммы и выводы по каждому пункту задания.

8. Контрольные вопросы

1. Устройство, принцип действия и характеристики тиристора.

2. Устройство, принцип действия и характеристики симистора.

3. Вольт-амперная характеристика тиристора и симистора.

4. Особенности коммутации и проведения тока тиристорами и симисторами.

5. Каким образом осуществляется регулирование длительности протекания тока нагрузки тиристорного контактора переменного тока на основе схемы контактной сварки.

6. Каким образом осуществляется регулирование величины тока нагрузки тиристорного контактора переменного тока. Принципиальная схема и осциллограммы.

7. Принцип работы системы импульсно-фазового управления тиристорами в однофазной сети

8. Каким образом осуществляется регулирование величины тока нагрузки тиристорного контактора постоянного тока. Принципиальная схема и осциллограммы.

9. Переходные процессы работы при работе управляемого тиристорного контактора

10. Понятие твердотельного реле

12. Области применения твердотельных реле их достоинства, расчет эффективности.

13. Модификации и технические характеристики твердотельных реле

14. Описание принципиальной схемы лабораторной установки

Приложение 1

Конструкция, принцип действия и основные параметры тиристоров

Тиристор выполнен на основе четырехслойной р-n-р-n структуры с дополнительным выводом от одной из базовых областей (рис. П1). Этот вывод служит управляющим электродом прибора.

Рис. П1. Принцип работы тиристора

Наружная p-область и вывод от нее называется анодом. Наружная n-область и вывод от нее называется катодом. Для открытия тиристора необходимо соблюдение двух условий:

1. «+» на аноде, «-» на катоде;

2. наличие тока управления. Для этого достаточно, чтобы кратковременный импульс напряжения создал электрическое поле, совпадающее по направлению с полем анода.

Закрывается тиристор при переменном токе самостоятельно, при переходе тока через нуль. Вольт-амперные характеристики тиристора при различных значениях тока управляющего электрода приведены на рис. 4.7.

На начальном участке вольт-амперной характеристики ток через прибор мал – тиристор заперт. При достижении приложенным напряжением значения напряжения переключения сопротивление прибора резко падает - тиристор открывается, падение напряжения в открытом тиристоре составляет около 1 В. Изменяя величину тока управляющего электрода, можно менять напряжение переключения: с увеличением тока управления напряжение переключения снижается. При достаточно большом управляющем токе I_у вольт-амперная характеристика прибора становится такой же, как у обычного диода.

Управляющий электрод служит только для отпирания тиристора. После того, как тиристор переходит в проводящее состояние, управляющий электрод перестает управлять прибором. Поведение тиристора аналогично поведению тиратрона или игнитрона. Для переключения тиристора в запертое состояние нужно снизить прямой ток до величины меньшей тока удержания I_уд. (рис. 4.7). Это достигается различными способами. Наиболее распространенный способ запирания тиристоров сводится к подключению на зажимы тиристора заряженного конденсатора так, чтобы катод получил положительный потенциал относительно анода. Такой способ используется при питании нагрузки от источника постоянного напряжения. При питании цепи нагрузки синусоидальным напряжением тиристор запирается при переходе от положительного полупериода к отрицательному. При этом для запирания не требуется никаких дополнительных устройств.

Рис. П2. Вольт-амперные характеристики тиристора

При приложении к тиристору напряжения обратной полярности через прибор протекает незначительный обратный ток; однако, если обратное напряжение достигнет значения напряжения пробоя U_пp, происходит электрический пробой прибора, и он выходит из строя. Для отпирания тиристора достаточно подать на управляющий электрод кратковременный отпирающий импульс напряжения при положительном анодном напряжении. Время включения тиристора составляет до 10 мкс.

Основные параметры тиристоров:

• напряжение переключения,

• остаточное напряжение,

• обратное напряжение,

• ток управления,

• максимальный ток во включенном состоянии,

• время включения,

• время выключения.

Параметры тиристоров зависят от температуры. Например, с увеличением температуры растут обратный ток и напряжение пробоя. Уменьшается падение напряжения на включенном приборе. Необходимый для отпирания ток управления I_у при нагревании уменьшается, а при охлаждении растет. Основной областью применения тиристоров в сварочном производстве являются схемы коммутации сварочного тока в контактных машинах. Тиристоры заменяют в схемах силовой аппаратуры игнитроны. Тиристоры имеют более высокий КПД, большее быстродействие, меньшие габариты и вес, мощность в цепи управления намного меньше, чем у игнитрона. Наряду с достоинствами имеются и недостатки: меньшая перегрузочная способность, низкая циклоустойчивость и др., однако, эти недостатки не препятствуют применению тиристоров в контактных машинах.