4.9. Способы управления тиристорами

Возможны три способа включения тиристоров: превышением напряжения переключения U_вкл; быстро нарастающим напряжением ; с помощью сигнала управленияU_у (для тиристоров, у которых есть управляющий электрод), при этом полярность сигнала управления зависит от типа тиристора: обращенный или не обращенный, а для симметричного тиристора и от его конструктивных особенностей.

Для запирания тиристоров необходимо уменьшить анодный ток до величины, меньшей I_выкл, а запираемые тиристоры кроме этого можно выключать с помощью сигнала управления U_у противоположной полярности сигналу управления при включении.

Управление тиристоров с помощью сигнала управления U_у может осуществляться от источника постоянного, переменного и импульсного токов. Использование источников постоянного и импульсного токов характерно для управления триодными и запираемыми тиристорами. Симметричный тиристор по своему назначению является переключателем переменного тока, поэтому для управления часто используют источники переменного напряжения.

Для надежного включения тиристора источник управляющего сигнала должен быть рассчитан на ток I_у и напряжение U_у: I_у ³ I_спр; U_у ³ U_спр; I_у×Uу £ P_{у max}, но не превосходя при этом значений, указанных в технических условиях. В технических условиях на тиристоры приводятся параметры: напряжение управления U_у; ток управления I_у; максимально допустимая входная мощность управления P_{у max} - измеренные на постоянном токе. Однако управление от источников постоянного тока не нашло широкого применения.

Способность тиристоров работать в импульсных режимах позволяет регулировать величину напряжения на нагрузке и использовать для управления наиболее экономичные импульсные источники тока. В этом случае тиристоры включают кратковременными сигналами управления определенной амплитуды и длительности, причем амплитуда входного сигнала может значительно превышать

постоянный входной ток управления, а входная мощность P_вх определяется из условия P_вх/Q £ P_у max, где Q ¾ скважность импульсов. Продолжительность импульса tу ограничивается промежутком времени, необходимым для того, чтобы к концу импульса управления анодный ток по величине превзошел величину тока I_выкл тиристора. Р_ост анодного тока определяется параметрами силовой схемы и режимом нагрузки. Для надежного переключения тиристора в общем случае необходим запускающий импульс длительностью t_у = (1,5-2)×t_вкл. Однако, величина t_у может быть значительно снижена за счет увеличения амплитуды запускающего импульса.

4.9.1. Схемы управления динистором

Включение неуправляемого переключающего вентиля-динистора (управляемого при токе управления i_у=0) осуществляется повышением напряжения на нем до U_в ³ U_вкл. Повышение напряжения может быть произведено за счет увеличения напряжения питания Е или подачей специального импульса напряжения U_и > U_вкл (рис. 4.6, а) при замыкании ключа К1. Иногда напряжение включающего импульса U_и может суммироваться с напряжением питания (показано штриховой линией на рис. 4.6, а); тогда включение произойдет при U_и + Е ³ U_вкл. Ключ К1 может быть бесконтактным (полупроводниковым). Источником напряжения включения U_и может быть постоянное напряжение, импульсное или переменное.

Рис. 4.6. Схемы управления динистором.

Отключение производится понижением напряжения на вентиле до U_в £ Uвыкл. Понижение напряжения может быть произведено за счет понижения напряжения питания или шунтированием переключающегося вентиля ключом К2 (рис. 4.6, а), а также включением источника импульса запирающего напряжения в ветвь “аб”. Подача запирающего напряжения уменьшает время выключения динистора до 5 - 25 мкс вместо 100 мкс. Часто в качестве источника запирающего напряжения используется конденсатор С_к (рис. 4.6, б), емкость которого приближенно подсчитывается по соотношению:

_,

где I_н ¾ ток нагрузки; U_с ¾ напряжение на конденсаторе; t_выкл ¾ время выключения; k = 1 - 1,4 ¾ коэффициент; большее значение которого относится к активной нагрузке, меньшее - к активно-индуктивной, шунтированной диодом. Ключ К2 может быть бесконтактным.