Дополнительная литература

1. Розанов Ю.К. «Основы силовой преобразовательной техники». – М.: Энергия, 1979.

2. Резинский С.Р. и др. Справочник. «Силовые полупроводниковые преобразователи в металлургии». – М.: Металлургия, 1986.

3. Беркович Е.И., Ковалев В.Н. и др. «Полупроводниковые выпрямители». – М.: Энергия, 1978.

Лекция № 2 Основные процессы и виды вентильных преобразователей электрической энергии

К вентилям относятся любые элементы, которые способны проводить ток только в одном направлении.

Вентили делятся на управляемые и неуправляемые.

1. Неуправляемый вентиль. Полупроводниковый диод (vd).

Принцип действия:

U_а – прямое напряжение, I_а  0. Прямое сопротивление стремится к нулю R_пр  0.

U_а – обратное напряжение, I_а = 0. R_обр   (сотни кОм).

Идеальный вентиль: R_пр = 0, R_обр = .

Вольт–амперная характеристика диода

U_a > 0 – прямая ветвь ВАХ диода.

U_a < 0 – обратная ветвь ВАХ диода (I_обр  0).

При U_обр = U_проб происходит пробой p-n–перехода.

2. Управляемый вентиль. Тиристор (vs).

Тиристор – это полупроводниковый прибор, обладающий двумя устойчивыми состояниями: состоянием низкой проводимости (тиристор закрыт) и состоянием высокой проводимости (тиристор открыт). Перевод тиристора из закрытого состояния в открытое в электрической цепи осуществляется внешним воздействием на прибор через управляющий электрод при прямом ±U_а.

U_a, U_у.э.  I_a > 0 – включение тиристора

U_a  I_a = I_обр.  0 – выключение тиристора (перемена полярности между анодом А и катодом К).

Вольт–амперная характеристика тиристора

При U_a>U_вкл. – тиристор ведет себя, как диод. Выключить тиристор можно уменьшением тока I_a < I_удерж.

При U_a<U_вкл. – тиристор включается подачей импульса положительной полярности в у.э.

Предельные статические параметры тиристоров: I_a, I_{a max}, U_{обр max}, _вк, t_выкл.

Динамические параметры: , .

Вентили в цепях переменного тока

1. Полупроводниковый диод

На интервале от 0 до  (положительная полуволна), к вентилю приложено прямое напряжение U_а. Ток вентиля будет повторять напряжение по форме.

Если напряжение изменило полярность (на интервале от  до 2), то при напряжении U_a вентиль проводить ток не будет.

На участке времени: 0    , U_а – прямое, .

И на участке:     2, U_а – обратное, i_а = 0.

I_н – средний ток за период.

2. Тиристор в цепи переменного тока

Н апряжение между анодом (А) и катодом (К) VS1 изменяется с частотой f = 50 Гц. Тиристор может быть включен только во время положительного полупериода анодного напряжения. Включить тиристор можно подачей сигнала на управляющий электрод U_уэ.

На участке времени от 0  , VS1 заперт, i_a = 0. В момент  =  с приходом отпирающего импульса происходит переключение тиристора в проводящее состояние (t_вкл = 10  30 мкс).

На участке   , VS1 открыт, U_a  .

На участке  2 VS1 заперт обратным напряжением U _a  i_a = 0.