книги / Тяговые подстанции городского электрического транспорта

Внутреннее термическое сопротивление подразделяется на сопротивление переходного режима, когда Rp-n=f(It), т. е. за­ висит от продолжительности импульса тока, и на сопротивление установившееся. Характер изменения внутреннего термического

шение температуры основания корпуса вентиля над температу­

Внешнее термическое сопротивление определяется при уста­ новившемся режиме, когда при неизменной мощности, теряемой

Рис. 93-1. Характер изменения внутреннего термического сопротивления кремниевого дио­ да с номинальным током 200 а от продолжи­ тельности импульса-постоянного тока

зует время достижения установившейся температуры корпуса. Постоянная времени корпуса зависит от интенсивности охлаж­ дения корпуса вентиля. С увеличением интенсивности охлажде­

р—п - п е р е х о д а — это температура, при которой определяют­ ся параметры вентиля. Обычно для кремниевых диодов эта тем­ пература принимается +140° С.

Максимальная (предельная) температура р—я-перехода характеризует разрушение структуры, для кремниевых диодов эта температура находится в пределах 185—195° С.

§ 94. Основные сведения об управляемых кремниевых вентилях

Силовой кремниевый управляемый вентиль (тиристор) имеет четырехслойную структуру типа р—п — р—п. Между кремние­ выми пластинами с различными типами проводимости в тири­ сторе образуются три электронно-дырочных перехода Пи Я2иЯ3 (рис. 94-1).

Тиристор имеет два силовых вывода — анодный А и катод­ ный К и один электрод управления ЭУ.

Физические процессы в тиристорах значительно сложнее, чем в диодах, и достаточно подробно изучаются в специальных

ное напряжение, а к переходам П\ и Я3 — прямое. При положи­ тельном .потенциале на катоде обратное напряжение будет при­ ложено кпоследовательно соединенным переходам П\ и Я3, а прямое — к переходу Я2.

Прямая ветвь вольт-амперной характеристики тиристора со­ стоит из трех участков (рис. 94-2). При отсутствии тока в цепи управляющего электрода на участке I тиристор заперт, несмот­ ря на наличие между анодом и катодом значительного прямого напряжения. При увеличении прямого напряжения до напряже­

открытому состоянию тиристора. Этот участок аналогичен пря­ мой вольт-амперной характеристике диода.

При подаче на электрод управления тока напряжение пере­ ключения снижается (см. рис. 94-2). Если ток управления еще более увеличить, то прямая характеристика спрямляется и не

имеет участков / и //. Такой ток управления называется током спрямления.

При перемене знака внешнего напряжения на тиристоре аналогично диоду образуется обратная ветвь вольт-амперной ха­ рактеристики. При этом напряжение переключения Un примерно

+

Рис. 94-2. Вольт-амперная характеристика тиристора

равнр предельному напряжению обратного напряжения Uпр (см. рис. 94-2).

Обозначение тиристоров в схемах приведено на рис. 94-3, а. Специфические особенности тиристоров не исчерпываются

особенностью прямой вольт-амперной характеристики.

о) 5)

Рис. 94-3. Обозначение управляемых вентилей в схемах:

а — тиристор; б — симистор; в — тиристорный ана­

лог симистора

Тиристор может отпираться без тока в цепи управления не только большим напряжением в прямом направлении, но и при большой скорости нарастания прямого напряжения. Для защи­ ты от этого паразитного отпирания параллельно тиристору при­

соединяют емкость, которая сглаживает возникающие перена­ пряжения.

Следующим недостатком тиристоров является необходимость ограничения скорости нарастания прямого тока.

При подаче тока на электрод управления прямой ток через тиристор проходит не сразу по всей площади перехода. Этот-ток протекает сначала вблизи электрода управления, и лишь позд­ нее распространяется на всю площадь р—п-перехода.

Высокая начальная плотность прямого тока создает перегрев перехода и может привести к разрушению тиристора. Этот недо­

Регулирование выпрямленного напряжения и тока при помо­ щи тиристоров и симисторов по существу сводится к изменению их средних величин за период путем изменения угла отпира­ ния а (рис. 94-4).

При этом следует отметить, что тиристоры и симисторы работают в режиме тиратронов, т. е. при помощи сдвига угла отпирания можно менять момент начала работы вентиля, а пре­ кращение тока в цепи вентиля возможно лишь при переходе напряжения через нуль.

сердечника с двумя одинаковыми обмотками, имеющими сред­ ний вывод.

При неравенстве токов в цепях вентилей (например, h > h ) в сердечнике создается магнитный поток, который в обмотке

Рис. 95-2. Уменьшение разбаланса токов в параллельных цепях вентилей путем наклона характеристик:

а — le балластным .сопротивлением; б — при смешанном соединении;

в— результирующие вольт-амперные характеристики

сбольшим током создает дополнительное падение напряжения,

ав обмотке с меньшим током наводит э. д. с., повышающую на­

пряжение в цепи вентиля. Это приводит к автоматическому повышению тока в це­ пи недогруженного вентиля и к снижению

1. Электромагнитные делители с ра­ зомкнутой цепочкой (рис. 95-4,а). В этих делителях шинки крайних вентилей проходят только через один

водинаковых условиях, что снижает разбаланс токов.

3.Делитель с одним задающим вентилем (рис. 95-4, в) . Этот делитель еще более снижает разбаланс токов.

Обратное напряжение на каждом из последовательно соеди­ ненных вентилей 1, 2, 3 будет пропорционально их внутреннему обратному сопротивлению. Поскольку эти сопротивления и об­

приложится весь скачок обратного напряжения. Защита вентилей от этого вредного явления осуществляется шун­

мителях при нормальной промышленной частоте /= 5 0 гц не тре­

соединение вентилей в плечах (рис. 96-3).

При таком соединении обратное напряжение обычно исполь­ зуется" для контроля Состояния вентилей.