МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Національний університет “Львівська політехніка”

Інститут енергетики та систем керування

Лекція №

з дисципліни «Промислова електроніка та перетворювальна техніка»

Керовані однофазні випрямлячі

Львів 2011

1. Відомості про характеристики тиристорів

Вольт – амперна характеристика тиристора наведена на рис.1.

Рис.1. Вольт - амперна характеристика тиристора та його умовне позначення

Зверніть увагу на різні мірила струму на півосях ординат і напруги на півосях абсцис. Саме за таких мірил можна наглядно і компактно зобразити пряму та зворотну частини вольт – амперної характеристики тиристора (рис.1) у першому та третьому квадрантах.

В стан високої провідності тиристор можна перевести за одночасного виконання двох умов: 1) додатної напруги анода відносно катода, U_ак 0 ; 2) наявності імпульсу керування на керуючому електроді, I_кер 0. Зі збільшенням потужності керуючого імпульсу пряма вітка вольт-амперної характеристики І_а=f(U_a) наближається до такої ж , як і в напівпровідникового діода. Саме такі струми керування звичайно встановлюють для тиристорів. За таких умов тиристор можна умовно розглядати як керований напівпровідниковий діод. Регулювання величини середнього значення випрямленої напруги в керованих випрямлячах забезпечується подачею імпульсу керування від системи керування з запізненням відносно моменту природного вступу в роботу напівпровідникового діода (U_ак 0). Ця ж обставина дозволяє функціонувати перетворювачу в інвертувальних режимах роботи. Наявність незначного струму тиристора в стані низької провідності обумовлена рухом неосновних носіїв. Необхідно звернути увагу на його лавинне зростання у випадку, коли зворотна напруга тиристора (її задає схема перетворювача) перевершить напругу електричного пробиття. Звідси випливають основні умови вибору тиристора:

1. І_а І_{а ном.}; 2) U_в U_{в ном},

де І_а – середнє значення струму тиристора, який залежить від схеми перетворювача та потужності навантаження;

І_а ном – номінальне середнє значення струму тиристора, на яке він розрахований (паспортні дані);

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

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

Зазначимо, що закривання (перехід до стану малої провідності) тиристора відбувається у момент зменшення анодного струму до нуля, _а_утр0, або прикладанням напруги U_ак 0 протягом певного часу (див. розділ 3).

Тиристори, які використовуються у перетворювачах середньої і великої потужності, мають зворотні струми (у закритому стані) на 3 – 4 порядки менші, ніж струми у стані високої провідності, а також прямий спад напруги U_а (у відкритому стані ) в 100 – 1000 разів менший, ніж середнє значення випрямленої чи інвертованої напруг. Вказані обставини дозволяють вести аналіз процесів без врахування цих величин, тобто тиристори у схемах перетворювачів можна розглядати як ідеальні.

У подальшому викладі процесів тиристори у схемах розглядаємо як ідеальні ключі, які можуть бути у відкритому чи закритому станах.