Tiristorların idarə edilməsi üsulları və cihazları. Tiristor nəzarəti Tiristorlara əsaslanan səviyyə ölçənlər
Məqalədə tiristor güc tənzimləyicisinin necə işlədiyi təsvir edilir, onun diaqramı aşağıda təqdim olunacaq
Gündəlik həyatda çox vaxt elektrik sobaları, lehimləmə dəmirləri, qazanlar və qızdırıcı elementlər kimi məişət cihazlarının gücünü tənzimləməyə ehtiyac var, nəqliyyatda - mühərrik sürəti və s. Ən sadə amatör radio dizaynı xilasetmə üçün gəlir - tiristorda güc tənzimləyicisi. Belə bir cihazı yığmaq çətin olmayacaq, bu, təcrübəsiz bir radio həvəskarının lehimləmə dəmir ucunun temperaturunu tənzimləmək funksiyasını yerinə yetirəcək ilk evdə hazırlanmış cihaz ola bilər. Qeyd etmək lazımdır ki, temperatur nəzarəti və digər xoş funksiyaları olan hazır lehimləmə stansiyaları sadə bir lehimləmə dəmirindən daha bahalı bir sifarişdir. Minimal hissələr dəsti divar montajı üçün sadə tiristor güc tənzimləyicisini yığmağa imkan verir.
Məlumat üçün bildirək ki, yerüstü montaj çap elektron platadan istifadə etmədən radioelektron komponentlərin yığılması üsuludur və yaxşı bacarıqla orta mürəkkəblikdə olan elektron cihazları tez bir zamanda yığmağa imkan verir.
Siz həmçinin bir tiristor tənzimləyicisi sifariş edə bilərsiniz və bunu öz başına anlamaq istəyənlər üçün aşağıda bir diaqram təqdim ediləcək və iş prinsipi izah ediləcəkdir.
Yeri gəlmişkən, bu bir fazalı tiristor güc tənzimləyicisidir. Belə bir cihaz gücü və ya sürəti idarə etmək üçün istifadə edilə bilər. Ancaq əvvəlcə bunu başa düşməliyik, çünki bu, hansı yük üçün belə bir tənzimləyicidən istifadə etməyin daha yaxşı olduğunu anlamağa imkan verəcəkdir.
Tiristor necə işləyir?
Tiristor, cərəyanı bir istiqamətdə keçirə bilən idarə olunan yarımkeçirici cihazdır. "İdarə olunan" sözü bir səbəbdən istifadə edildi, çünki onun köməyi ilə yalnız bir qütbdə cərəyan keçirən bir dioddan fərqli olaraq, tiristorun cərəyan keçirməyə başladığı anı seçə bilərsiniz. Tiristorun üç çıxışı var:
- Anod.
- katod.
- Nəzarət elektrodu.
Cərəyanın tiristordan axmağa başlaması üçün aşağıdakı şərtlər yerinə yetirilməlidir: hissə enerjili dövrədə olmalıdır və idarəetmə elektroduna qısamüddətli impuls verilməlidir. Bir tranzistordan fərqli olaraq, tiristoru idarə etmək idarəetmə siqnalını saxlamağı tələb etmir. Nüanslar bununla bitmir: tiristoru yalnız dövrədə cərəyanı kəsməklə və ya əks anod-katod gərginliyi yaratmaqla bağlamaq olar. Bu o deməkdir ki, DC dövrələrində tiristorun istifadəsi çox spesifikdir və çox vaxt ağılsızdır, lakin AC dövrələrində, məsələn, tiristorun güc tənzimləyicisi kimi bir cihazda dövrə bağlanma şəraitinin təmin edildiyi şəkildə qurulur. . Hər yarım dalğa müvafiq tiristoru bağlayacaq.
Çox güman ki, hər şeyi başa düşmürsən? Ümidsiz olmayın - aşağıda bitmiş cihazın işləmə prosesini ətraflı təsvir edəcəyik.
Tiristor tənzimləyicilərinin tətbiq dairəsi
Tiristor güc tənzimləyicisini hansı dövrələrdə istifadə etmək effektivdir? Dövrə istilik cihazlarının gücünü mükəmməl şəkildə tənzimləməyə, yəni aktiv yükə təsir etməyə imkan verir. Yüksək induktiv yüklə işləyərkən, tiristorlar sadəcə bağlanmaya bilər, bu da tənzimləyicinin uğursuzluğuna səbəb ola bilər.
Mühərrikin olması mümkündürmü?
Düşünürəm ki, oxucuların çoxu xalq arasında “daşlama” adlanan matkaplar, bucaq dəyirmanları və digər elektrik alətlərini görmüş və ya istifadə etmişlər. İnqilabların sayının cihazın tətik düyməsini basma dərinliyindən asılı olduğunu fərq etmiş ola bilərsiniz. Məhz bu elementdə bir tiristor güc tənzimləyicisi qurulur (diaqramı aşağıda göstərilmişdir), onun köməyi ilə inqilabların sayı dəyişdirilir.
Qeyd! Tiristor tənzimləyicisi asinxron mühərriklərin sürətini dəyişə bilməz. Beləliklə, gərginlik fırça qurğusu ilə təchiz edilmiş kommutator mühərriklərində tənzimlənir.
Bir və iki tiristorun sxemi
Bir tiristor güc tənzimləyicisini öz əllərinizlə yığmaq üçün tipik bir dövrə aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir.
Bu dövrənin çıxış gərginliyi 15 ilə 215 volt arasındadır, istilik qəbuledicilərində quraşdırılmış göstərilən tiristorlardan istifadə edildikdə, güc təxminən 1 kVt təşkil edir. Yeri gəlmişkən, işığın parlaqlığını idarə edən keçid oxşar sxemə uyğun olaraq hazırlanır.
Gərginliyi tam tənzimləmək lazım deyilsə və yalnız 110-220 volt çıxış əldə etmək istəyirsinizsə, yarım dalğalı tiristor güc tənzimləyicisini göstərən bu diaqramdan istifadə edin.
Bu necə işləyir?
Aşağıda təsvir edilən məlumatlar əksər sxemlər üçün etibarlıdır. Hərf təyinatları tiristor tənzimləyicisinin birinci dövrəsinə uyğun olaraq alınacaq
İş prinsipi gərginlik dəyərinin faza nəzarətinə əsaslanan bir tiristor güc tənzimləyicisi də gücü dəyişir. Bu prinsip, normal şəraitdə yükün sinusoidal qanuna uyğun olaraq dəyişən məişət şəbəkəsinin alternativ gərginliyindən təsirlənməsindən ibarətdir. Yuxarıda, tiristorun iş prinsipini təsvir edərkən, hər bir tiristorun bir istiqamətdə işlədiyi, yəni öz yarım dalğasını sinus dalğasından idarə etdiyi deyilir. Bunun mənası nədi?
Ciddi müəyyən edilmiş bir anda bir tiristordan istifadə edərək yükü vaxtaşırı bağlasanız, effektiv gərginliyin dəyəri daha aşağı olacaq, çünki gərginliyin bir hissəsi (yükün üzərinə "düşən" effektiv dəyər) şəbəkə gərginliyindən az olacaqdır. Bu fenomen qrafikdə təsvir edilmişdir.
Kölgəli sahə yük altında olan stres sahəsidir. Üfüqi oxdakı "a" hərfi tiristorun açılış anını göstərir. Müsbət yarım dalğa bitdikdə və mənfi yarım dalğa ilə dövr başlayanda tiristorlardan biri bağlanır və eyni anda ikinci tiristor açılır.
Xüsusi tiristor güc tənzimləyicimizin necə işlədiyini anlayaq
Birinci sxem
Əvvəlcədən qeyd edək ki, “müsbət” və “mənfi” sözlərinin əvəzinə “birinci” və “ikinci” (yarım dalğa) sözlərindən istifadə olunacaq.
Beləliklə, ilk yarım dalğa dövrəmizə təsir etməyə başlayanda C1 və C2 kondansatörləri doldurulmağa başlayır. Onların doldurulma sürəti R5 potensiometri ilə məhdudlaşır. bu element dəyişkəndir və onun köməyi ilə çıxış gərginliyi təyin edilir. Dinistor VS3-ni açmaq üçün lazım olan gərginlik C1 kondansatöründə göründükdə, dinistor açılır və cərəyan onun vasitəsilə axır, onun köməyi ilə tiristor VS1 açılacaqdır. Dinistorun parçalanma anı məqalənin əvvəlki hissəsində təqdim olunan qrafikdə "a" nöqtəsidir. Gərginlik dəyəri sıfırdan keçdikdə və dövrə ikinci yarım dalğa altında olduqda, tiristor VS1 bağlanır və proses yalnız ikinci dinistor, tiristor və kondansatör üçün yenidən təkrarlanır. Nəzarət üçün R3 və R3 rezistorları, dövrənin istilik sabitləşməsi üçün isə R1 və R2 istifadə olunur.
İkinci dövrənin işləmə prinsipi oxşardır, lakin alternativ gərginliyin yarım dalğalarından yalnız birini idarə edir. İndi iş prinsipini və dövrəni bilməklə, öz əlinizlə bir tiristor güc tənzimləyicisini yığa və ya təmir edə bilərsiniz.
Tənzimləyicinin gündəlik həyatda istifadəsi və təhlükəsizlik tədbirləri
Demək lazımdır ki, bu dövrə şəbəkədən galvanik izolyasiya təmin etmir, buna görə də elektrik şoku təhlükəsi var. Bu o deməkdir ki, tənzimləyici elementlərə əllərinizlə toxunmamalısınız. İzolyasiya edilmiş bir korpus istifadə edilməlidir. Cihazınızın dizaynını elə tərtib etməlisiniz ki, mümkünsə onu tənzimlənən cihazda gizlədə və qutuda boş yer tapa biləsiniz. Tənzimlənən cihaz daimi olaraq yerləşirsə, ümumiyyətlə onu dimmer ilə bir keçid vasitəsilə birləşdirmək mantiqidir. Bu həll qismən elektrik şokundan qoruyacaq, uyğun bir mənzil tapmaq ehtiyacını aradan qaldıracaq, cəlbedici bir görünüşə malikdir və sənaye üsulu ilə istehsal olunur.
Tiristorlar tez-tez yükləri açmaq və söndürmək üçün istifadə olunur (közərmə lampaları, röle sarımları, elektrik mühərrikləri və s.). Bu tip yarımkeçirici cihazların özəlliyi və onların tranzistorlardan əsas fərqi onların heç bir aralıq olmayan iki sabit vəziyyətə malik olmasıdır.
Yarımkeçirici qurğunun müqaviməti minimal olduqda "on" vəziyyəti və tiristorun müqaviməti maksimum olduqda "söndürmə" vəziyyətidir. İdeal olaraq, bu müqavimətlər sıfıra və ya sonsuzluğa yaxınlaşır.
Tiristoru işə salmaq üçün idarəetmə gərginliyini ən azı onun nəzarət elektroduna qısa müddətə tətbiq etmək kifayətdir. Tiristorun gücünü qısa müddətə söndürməklə, tədarük gərginliyinin polaritesini dəyişdirərək və ya tiristorun saxlama cərəyanının altındakı yükdəki cərəyanı azaltmaqla tiristoru söndürə bilərsiniz (bunu bağlaya bilərsiniz).
Tipik olaraq, tiristor açarları iki düymədən istifadə edərək açılır və söndürülür. Tək düyməli tiristor idarəetmə sxemləri daha az yayılmışdır.
Tiristor açarlarının bir düymə ilə idarə edilməsi üsulları burada ətraflı müzakirə olunur. Tiristorun tək düyməli idarəetmə cihazlarının iş prinsipi tiristorun idarəetmə dövrəsində dinamik yükləmə-boşaltma proseslərinə əsaslanır.
Tək düyməli tiristorun idarəetmə sxemi
Şəkil 1 tiristor açarı üçün ən sadə tək düyməli idarəetmə sxemlərindən birini göstərir. Diaqramda (bundan sonra) düymələr mövqeyi təyin etmədən istifadə olunur. İlkin vəziyyətdə, düymənin normal olaraq qapalı kontaktları tiristorun idarəetmə dövrəsini aşır.
Tiristor müqaviməti maksimumdur, yükdən cərəyan keçmir. Şəkildəki dövrədə baş verən əsas proseslərin diaqramları. 1, Şəkildə müzakirə olunur. 2.
Tiristoru (ON) yandırmaq üçün SB1 düyməsini basın. Bu halda, yük SB1 düyməsinin kontaktları vasitəsilə enerji mənbəyinə qoşulur və C1 kondansatörü enerji mənbəyindən R1 rezistoru vasitəsilə doldurulur.
Kondansatörün doldurulma dərəcəsi R1C1 dövrəsinin vaxt sabiti ilə müəyyən edilir (diaqrama bax). Düyməni buraxdıqdan sonra kondansatör C1 tiristorun idarəetmə elektroduna boşaldılır. Əgər onun üzərindəki gərginlik tiristorun işə salınma gərginliyinə bərabərdirsə və ya ondan artıqdırsa, tiristorun kilidi açılır.
düyü. 1. Bir düymədən istifadə edərək tiristorun idarə edilməsinin sxematik diaqramı.
düyü. 2. Tiristorlu dövrədə baş verən əsas proseslərin diaqramları.
Siz SB1 düyməsini qısa müddətə basmaqla yükü (OFF) söndürə bilərsiniz. Bu vəziyyətdə, C1 kondansatörünün doldurulması üçün vaxt yoxdur. Düymə kontaktları tiristor elektrodlarını (anod - katod) keçdiyi üçün bu, tiristorun enerji təchizatını söndürməyə bərabərdir. Nəticədə yükün əlaqəsi kəsiləcək.
Buna görə də, yükü yandırmaq üçün idarəetmə düyməsini daha uzun müddətə basmaq, söndürmək üçün isə eyni düyməni yenidən qısa müddətə sıxmaq lazımdır.
Tiristorlara əsaslanan sadə güc açarları
Şəkildə. 3 və 4-də Şəkildə təqdim olunan dövrə ideyasının variantları göstərilir. 1. Şəkildə. 3, kondansatörün maksimum şarj gərginliyini məhdudlaşdırmaq üçün VD1 və VD2 seriyalı birləşdirilmiş diodlar zənciri istifadə olunur.
düyü. 3. Bir düymə ilə tiristorun idarəetmə dövrəsinin bir variantı.
Bu, iş gərginliyini (1,5...3 V-a qədər) və C1 kondansatörünün tutumunu əhəmiyyətli dərəcədə azaltmağa imkan verdi. Aşağıdakı sxemdə (şəkil 4) rezistor R1 yüklə ardıcıl olaraq bağlanır ki, bu da iki qütblü yük açarı yaratmağa imkan verir. Yük müqaviməti R1-dən çox aşağı olmalıdır.
düyü. 4. Serial yükləmə əlaqəsi olan tiristora əsaslanan elektron açarın sxemi.
İki düyməli tiristor açarı
Dövrəni açmaq üçün işləyən ardıcıl birləşdirilmiş bir neçə düymədən hər hansı birini istifadə edərək yükü yandırmaq və söndürmək üçün tiristorun yükə nəzarət cihazı (şək. 5) istifadə edilə bilər. Tiristor açarının iş prinsipi aşağıdakı kimidir.
Cihaz işə salındıqda, tiristorun idarəetmə elektroduna verilən gərginlik onu açmaq üçün kifayət deyil. Tiristor və müvafiq olaraq yük söndürülür. SB1 - SBn düymələrindən hər hansı birini basdığınız zaman (və onu basıb saxlayın), C1 kondansatörü enerji mənbəyindən R1 rezistoru vasitəsilə doldurulur. Tiristorun idarəetmə dövrəsi və tiristorun özü əlildir.
düyü. 5. İki düyməli sadə tiristor yük açarının diaqramı.
Düyməni buraxdıqdan və tiristorun güc dövrəsini bərpa etdikdən sonra, C1 kondansatörünün topladığı enerji tiristorun idarəetmə elektroduna tətbiq olunur. Kondansatörün idarəetmə elektrodu vasitəsilə boşaldılması nəticəsində tiristor açılır və bununla da yükü güc dövrəsinə bağlayır.
Tiristoru söndürmək (və yükləmək) üçün SB1 - SBn düymələrindən hər hansı birini qısaca basın. Bu vəziyyətdə, C1 kondansatörünün doldurulması üçün vaxt yoxdur. Eyni zamanda, tiristorun enerji təchizatı dövrəsi açılır və tiristor sönür.
R2 rezistorunun dəyəri cihazın təchizatı gərginliyindən asılıdır: 15 V gərginlikdə onun müqaviməti 9 V-da 10 kOhm - 5 6-1,2 kOhm-da 3,3 kOhm-dir.
Transistorlar üzərində tiristorun ekvivalenti olan dövrə
Tiristor əvəzinə onun tranzistor analoqundan istifadə edərkən (Şəkil 6), bu rezistorun dəyəri müvafiq olaraq 240 kOhm-dan (15 V) 16 kOm-a (9 V) və 4,7 kOm-a (5 V) qədər dəyişir.
düyü. 6. Tiristorun tranzistor ekvivalenti olan elektron yük açarının sxemi.
Tiristorlardan istifadə edən çox düyməli keçidin analoqu
Asılı mövqe fiksasiyası ilə çox düyməli açarın analoqunu yaratmağa imkan verən və idarəetmə üçün fiksasiya olmadan işləyən düymə elementlərindən istifadə edən tiristor cihazı Şəkil 1-də göstərilmişdir. 7. Dövrədə bir neçə tiristor istifadə edilə bilər, lakin sxemi sadələşdirmək üçün şəkildə yalnız iki kanal göstərilmişdir. Digər keçid kanalları əvvəlkilərə bənzər şəkildə birləşdirilə bilər.
düyü. 7. Tiristorlardan istifadə edən analoq çox düyməli açarın sxematik diaqramı.
İlkin vəziyyətdə tiristorlar kilidlənir. Nəzarət düyməsini basdığınız zaman, məsələn, SB1 düyməsini, nisbətən böyük tutumlu C1 kondansatörü VD1 - VDm diodları və bütün kanalların yük müqavimətləri vasitəsilə enerji mənbəyinə qoşulur.
Kondansatörün doldurulması nəticəsində, VD1 - VDm müvafiq diodları vasitəsilə ümumi avtobusa bütün tiristorların anodlarının qısa qapanmasına səbəb olan bir cərəyan nəbzi meydana gəlir.
Tiristorlardan hər hansı biri, əgər işə salınıbsa, sönür. Eyni zamanda, kondansatör enerji saxlayır. Düyməni buraxdıqdan sonra kondansatör tiristorun idarəetmə elektroduna boşaldılır, kilidi açılır.
Hər hansı digər kanalı yandırmaq üçün müvafiq düyməni basın. Əvvəllər cəlb edilmiş yük ayrılır (sıfırlanır) və yeni bir yük açılır. Dövrə bütün yüklərin ümumi bağlanması üçün SB0 düyməsini təmin edir.
Tiristorların tranzistor analoqu ilə çox düyməli açar
Kiçik kondansatörlərdən istifadə edərək tiristorların və diod-kapasitiv doldurma dövrələrinin tranzistor analoqlarında hazırlanmış dövrənin bir versiyası Şəkil 1-də göstərilmişdir. 8, 9.
düyü. 8. Tiristorun tranzistorlarla ekvivalent dəyişdirilməsi diaqramı.
Dövrə aktivləşdirilmiş kanalın LED göstəricisini təmin edir. Bu baxımdan, hər bir kanalın maksimum yük cərəyanı 20 mA ilə məhdudlaşır.
düyü. 9. Tiristorların tranzistor analoqu ilə çox düyməli açarın diaqramı.
Şəkildə göstərilənlərə bənzər cihazlar. 7 - 9, eləcə də Şek. 10 - 12, radio və televiziya qəbulediciləri üçün proqram seçim sistemləri üçün istifadə edilə bilər.
Dövrə həllərinin dezavantajı (Şəkil 7 - 9) düymələrdən hər hansı birini basdığınız anda bütün yüklərin ən azı bir anlıq enerji mənbəyinə qoşulmasıdır.
Çox mövqeli keçid dövrələri
Şəkildə. 10 və 11-də qeyri-məhdud sayda seriyaya bağlı elementləri olan fasiləsiz tipli tiristor açarı göstərilir.
İdarəetmə düymələrindən biri basıldığında, tiristor analoqlarının enerji təchizatı dövrəsi DC cərəyanına açılır. Kondansatör C1 tiristorun analoqu ilə ardıcıl olaraq bağlanır.
düyü. 10. Evdə hazırlanmış çox mövqeli yük açarı üçün əsas elementin diaqramı.
düyü. 11. Evdə hazırlanmış çox mövqeli yük açarının sxematik diaqramı.
Eyni zamanda, aktivləşdirilmiş düymə və R2 rezistoru (Şəkil 10) vasitəsilə nəzarət gərginliyi (sıfır səviyyə) tiristor analoqunun nəzarət elektroduna verilir.
Düymənin basıldığı ilk anlarda tamamilə boşalmış bir kondansatör tiristor analoqu ilə ardıcıl olaraq açılır, belə bir daxiletmə müvafiq tiristorun güc dövrəsində qısa bir dövrəyə bərabərdir. Nəticədə, tiristor işə salınır və bununla da müvafiq yük açılır.
Hər hansı digər düyməni basdığınız zaman əvvəl aktivləşdirilmiş kanal söndürülür və başqa bir kanal açılır. Hər hansı bir düyməni uzun müddət (təxminən 2 saniyə) basdığınız zaman kondansatör C1 doldurulur, bu dövrənin açılmasına bərabərdir və bütün tiristorların kilidlənməsinə səbəb olur.
Qabaqcıl elektron keçid dövrəsi
düyü. 12. Çoxlu yüklər üçün tiristor açarının sxematik diaqramı.
Tiristor açarları arasında ən qabaqcıl şəkildə göstərilən dövrədir. 12. İdarəetmə düyməsinə basıldıqda, qısaqapanmaya bərabər bir başlanğıc cərəyanı meydana gəlir.
Əvvəllər aktivləşdirilmiş tiristorlar söndürülür və basılan düyməyə uyğun tiristor açılır. Dövrə cəlb olunan kanalın LED göstəricisini, həmçinin ümumi sıfırlama düyməsini təmin edir.
Yüksək tutumlu kondansatörlərin əvəzinə diod-kondansatör zəncirlərindən istifadə edilə bilər (şək. 12). Dövrənin işləmə prinsipi eyni olaraq qalır. Bir yük olaraq, aşağı gərginlikli rölelərdən istifadə edə bilərsiniz, məsələn, 5 V işləmə gərginliyi üçün 350 Ohm müqaviməti olan RMK 11105.
Rezistor R1 qısa qapanma cərəyanını və maksimum istehlak cərəyanını 10... 12 mA-a qədər məhdudlaşdırır. Kommutasiya kanallarının sayı məhdud deyil.
Ədəbiyyat: Şustov M.A. Praktiki dövrə dizaynı (Kitab 1), 2003.
1 Məqsəd
1.1 Möhkəm hallı yarımkeçirici optoelektronik üç fazalı rele əsasında hazırlanmış BTU tiristor gücləndiricilərinin bloku (bundan sonra "cihaz") elektrik sürücüsünə verilən bir və ya üç fazalı gərginliyi dəyişdirmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. aktuator.
Cihazın idarəetməni təmin edən "Açıq", "Bağlamaq" və "Blok" diskret girişləri "quru kontaktlardan" ibarət sxemlərlə işləmək üçün nəzərdə tutulmuşdur və əlavə enerji təchizatı tələb etmir.
Cihazın normal açıq "quru kontakt" şəklində diskret həddindən artıq cərəyan göstəricisi çıxışı var.
Cihaz B və C fazalarında elektrik ötürücüsünün cari istehlakına nəzarət edir. Fövqəladə hallar zamanı, eləcə də mühafizə dövrəsindən gücün çıxarılması zamanı güc dövrələri yarımkeçirici reledən əvvəl qoşulmuş elektromaqnit rele ilə açılır.
1.2
Cihazın iş şəraiti və qorunma dərəcəsi
1.2.1 İqlim amillərinin nominal dəyərləri - QOST 15150-yə uyğun olaraq iqlim modifikasiyası UHL4, atmosfer növü II (sənaye).
1.2.2 QOST 14254-ə uyğun olaraq cihazın qorunma dərəcəsi IP20 (diametri 12,5 mm-dən çox olan xarici bərk cisimlərdən qorunma).
2 Texniki məlumatlar
2.1
Cihazın xüsusiyyətləri:
– xarici idarəetməni birləşdirmək üçün diskret girişlərin sayı – üç;
– cihazın elektrik dövrələrində həddindən artıq yüklənməni göstərmək üçün diskret çıxışların sayı – bir;
– keçid fazalarının sayı – üç;
- geri dönən fazalar - B və C.
2.2 Cihazın ön panelində OPERATION yaşıl və OVERLOAD qırmızı LED-ləri, RESET düyməsi və CONTROL, INPUT 380 V və OUTPUT 380 V terminal birləşdiriciləri var.
2.3
Elektrik parametrləri və xüsusiyyətləri
2.3.1 Cihaz xarici sabit gərginlik mənbəyindən (24 ± 0,24) V enerji alır.
2.3.2 Cihazın +24 V dövrə vasitəsilə cərəyan istehlakı 180 mA-dan çox deyil.
2.3.3 İş rejiminin qurulması vaxtı 10 s-dən çox deyil.
2.3.4 Elektrik cərəyanından qorunma dərəcəsi baxımından cihaz GOST 12.2.007.0 tələblərinə uyğun olaraq 0 qoruma sinfinə aiddir.
2.3.5 Cihazın güc dövrələri ilə idarəetmə sxemləri arasında izolyasiya gərginliyi, həmçinin +24 V dövrə normal iqlim şəraitində qırılma və səthin üst-üstə düşməsi olmadan ~1500 V, 50 Hz sınaq gərginliyinə tab gətirə bilər.
2.3.6 İdarəetmə sxemlərinə və +24 V dövrəyə nisbətən güc dövrələrinin izolyasiya müqaviməti normal iqlim şəraitində 20 MOhm-dən az deyil.
2.4 Cihaz davamlı işləmək üçün nəzərdə tutulmuşdur.
2.5
Cihazın diskret girişlərinin parametrləri:
– “Açıq”, “Bağlamaq” girişlərində məntiqi sıfır (bir) cihaza qoşulmuş cihazın kontaktlarının açıq (qapalı) vəziyyətinə uyğundur;
– “Bloklama” girişində 0-dan 1 V-a qədər məntiqi sıfır gərginlik;
– “Bloklama” girişindəki məntiqi bir cihaza qoşulmuş cihazın kontaktlarının açıq vəziyyətinə uyğundur;
– məntiqi vahidin və ya məntiqi sıfırın minimum müddəti 0,1 s-dir;
– “Açıq”, “Bağlamaq” və “Blok” dövrələrində cərəyan 15-dən 24 mA-a qədər.
2.6
Cihaz düymələrinin limit parametrləri:
– güc açarının keçid gərginliyi 380 V, 50 Hz-dən çox olmayan;
– güc açarının keçid cərəyanı 3 A-dan çox deyil;
– həddindən artıq yük açarının keçid gərginliyi ± 36 V-dan çox deyil;
- həddindən artıq yük açarının keçid cərəyanı 0,5 A-dan çox deyil.
2.7 Cihaz B və C fazalarında həddindən artıq yüklənmə və qısaqapanmadan qorunma təmin edir.
2.8 Elektrik sürücüsünün enerji təchizatı dövrələrinin qorunmasının iş cərəyanının dəyəri (4,3 ± 0,5) A, işləmə müddəti 2,0 ilə 20 s arasındadır.
Qeyd
Yük cərəyanı artdıqda mühafizəyə cavab müddətini azaltmağa icazə verilir.
2.9
Etibarlılıq
2.9.1 Cihazın nasazlıqları arasındakı orta vaxt ən azı 100.000 saatdır.
2.9.2 Cihazın xidmət müddəti 14 ildir.
3 Cihazın ümumi quruluşu və iş prinsipi
3.1 Cihaz bərk cisimli yarımkeçirici optoelektronik üç fazalı rele (bundan sonra “PR”) əsasında hazırlanmışdır və tək və ya üç fazalı ötürücü elektrik ötürücüsünü idarə etmək məqsədi daşıyır.
3.2 Üç fazalı ötürücülər üçün üç fazalı gərginlik və ya bir fazalı ötürücülər üçün bir fazalı gərginlik, cihaza güc verildikdə elektrik sürücüsünün güc dövrələrinin və mühərrik sarımlarının enerjisizləşdirilməsini təmin edən elektromaqnit rölesinə verilir. söndürülür və ya fövqəladə hallar zamanı.
3.3 PR üçün nəzarət gərginliyi xarici dövrələrlə uyğun bir dövrə tərəfindən yaradılır. Güc dövrələrinin dəyişdirilməsinin müvafiq qaydası Cədvəl 1 ilə müəyyən edilir.
Cədvəl 1
| Cihazın diskret girişləri (“CONTROL” konnektorunun sxemləri) | Güc dövrələri (giriş/çıxış) | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Düz vuruş | Əks vuruş | ||||||
| Bloklama | Açıq | Yaxın | Mərhələ A | Faza B | Mərhələ C | Mərhələ C (B) | Faza B (C) |
| R | R | R | R | R | R | R | R |
| Z | Z | R | Z | Z | Z | R | R |
| Z | R | Z | Z | R | R | Z | Z |
| Z | Z | Z | R | R | R | R | R |
| Z | R | P | R | R | R | R | R |
Qeydlər:
1. P - açıq;
2. Z - qapalı
3.4 Cihazda PR-nin mühafizəsi kimi istifadə olunan qeyri-xətti elementlər (varistorlar) və B və C fazalarında cərəyanın cari dəyərini idarə etməyə imkan verən cərəyan transformatorları var.
3.5 Cihazın işləmə alqoritminin formalaşması mikrokontroller tərəfindən təmin edilir.
3.6 Cihazın ön panelində cihazın giriş və çıxış dövrələrini birləşdirmək üçün terminal konnektorları, yaşıl ƏMƏLİYYAT LED və qırmızı HƏRDİ YÜKLƏ LED-i var.
3.7 Cihaz iki lövhədən ibarətdir: MTŞ-nin enerji dövrəsinin elementinin lövhəsi və YaZ qoruyucu elementinin lövhəsi. YSC lövhəsində terminal konnektorları, elektromaqnit rölesi və PR mühafizə elementləri var. PR polistirol kolları vasitəsilə YSC-yə qoşulmuş metal panelə quraşdırılır. YAZ lövhəsində uyğun dövrə elementləri və cərəyan sensoru, ƏMƏLİYYAT və HƏDDƏN YÜKLƏMƏ LED-ləri və RESET düyməsi var.
Cihazın gövdəsi kimi Phoenix Contact GmbH & Co. şirkətinin CM175 plastik qutusu istifadə edilmişdir. Quraşdırılmış çap dövrə lövhələri olan cihazın korpusunun əsası mandallar olan bir qapaq ilə bağlanır. Ön paneldə (qapaqda) cihazın əsas xüsusiyyətlərini təsvir edən dekorativ lövhə var. Qapaqda cihazın giriş və çıxış dövrələrini terminal konnektorları, LED-lər və düymələr üçün deşiklər vasitəsilə birləşdirmək üçün pəncərələr var.
Cihaz EN 50 02235x7.5 Phoenix Contact GmbH & Co. (DIN dəmir yolu).
4 Cihaz komponentlərinin dizaynı və istismarı
4.1 Cihaz Phoenix Contact GmbH & Co-dan FRONT 2.5–H/SA5 terminal konnektorları əsasında hazırlanmış “CONTROL” konnektoru vasitəsilə qidalanır və idarə olunur. Sxemlərin adları və məqsədləri Cədvəl 2-də verilmişdir.
cədvəl 2
| Əlaqə nömrəsi | Siqnal adı | Məqsəd |
|---|---|---|
| 1 | Açıq | Pin 2 enerji təchizatı çıxışı |
| 2 | ||
| 3 | Yaxın | Pin 4 enerji təchizatı çıxışı |
| 4 | Normalda quru kontakt girişini açın | |
| 5 | Bloklama | Pin 6 enerji təchizatı çıxışı |
| 6 | Normalda quru kontakt girişini açın | |
| 7, 8 | Həddindən artıq yükləmə | Normalda açıq quru kontakt çıxışı |
| 9 | +24 V | Vahidin güc dövrələri |
| 10 | General |
4.2 MTN elektrik dövrə hüceyrəsi
NSC “sıfır” 5P55.30TMA-10-8-D8 ESNK.431162.001 TU vasitəsilə faza keçidinə nəzarət edən bərk cisimli yarımkeçirici optoelektron üç fazalı alternativ cərəyan relesi əsasında hazırlanmışdır.
Hüceyrədə üç fazalı şəbəkə gərginliyinin dalğalanmasından və fazadan fazaya qısa qapanmalardan yükün geri çevrilməsi zamanı PR-nin daxili keçid yarımstorları üçün qoruyucu sxemlər var.
B və C fazalarının cərəyanının cari dəyərinə nəzarət iki cərəyan transformatoru tərəfindən təmin edilir. Elektrik dövrələri Phoenix Contact GmbH & Co-dan FRONT 4–H–7.62 terminal konnektorları vasitəsilə birləşdirilir.
4.3 YaZ qoruyucu hüceyrə
YaZ aşağıdakı komponentləri ehtiva edir:
– tam dalğalı rektifikatorun iki kanalı;
– cərəyan komparatorlarının iki kanalı;
– BTU işləmə alqoritmini təmin edən mikrokontroller;
– BTU sxemləri ilə istifadəçinin həddən artıq yüklənmə siqnalizasiya sxemi arasında qalvanik izolyasiyanı təmin edən optokuplator;
– hüceyrənin normal fəaliyyətini göstərən sürücü (İŞLƏMƏ LEDİ);
– cihazın həddən artıq yüklənməsinin göstərici drayveri (OVERLOAD LED);
– cihazı normal iş rejiminə qaytarmaq üçün sürücü (RESET düyməsi);
– PR idarəetmə sxemlərinin interfeysi və mühafizəsi üçün qurğu;
- + 24 V gərginlikdən + 5 V təchizatı gərginliyini təşkil edən sabitləşdirilmiş gərginliyin ikincil mənbəyi;
– idarəetmə və güc dövrələrini birləşdirmək üçün birləşdirici.
5 Çatdırılmanın məzmunu
Cihaz aşağıdakılarla təchiz edilmişdir:
6 Ölçülər və çəki
6.1 Cihazın ümumi ölçüləri 175x155x159 mm-dən çox deyil.
6.2 Çəkisi 1,8 kq-dan çox deyil.
7 Cihazın quraşdırılması
7.1 Cihaz şkafın içərisində və ya divarda üfüqi vəziyyətdə quraşdırılmış standart DIN relsinə quraşdırılmışdır.
7.2 Quraşdırma məlumatları və xarici cihazları cihaza qoşmaq üçün diaqramlar UNKR.468364.002 RE istismar təlimatında verilmişdir.
8 Əlavə məlumat
Cihazın texniki xüsusiyyətləri, iş prinsipi, quraşdırılması, istismara hazırlanması və istismar qaydası haqqında ətraflı məlumat UNKR.468364.002 RE istismar təlimatında verilmişdir.
Tiristorlar yarımkeçirici qurğuların bir növüdür. Onlar yüksək cərəyanları tənzimləmək və dəyişdirmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Bir tiristor, bir idarəetmə siqnalı tətbiq edildikdə elektrik dövrəsini dəyişdirməyə imkan verir. Bu onu tranzistor kimi göstərir.
Tipik olaraq, bir tiristorun üç terminalı var, bunlardan biri nəzarət, digər ikisi isə cərəyan axını üçün bir yol təşkil edir. Bildiyimiz kimi, tranzistor idarəetmə cərəyanının böyüklüyünə mütənasib olaraq açılır. Nə qədər böyükdürsə, tranzistor daha çox açılır və əksinə. Ancaq tiristorla hər şey fərqli işləyir. Tamamilə, qəfil açılır. Ən maraqlısı odur ki, idarəetmə siqnalı olmadıqda belə bağlanmır.
Əməliyyat prinsipi
Tiristorun işini aşağıdakı sadə sxemə görə nəzərdən keçirək.
Tiristorun anoduna bir ampul və ya LED qoşulur və enerji mənbəyinin müsbət terminalı K2 açarı vasitəsilə ona qoşulur. Tiristor katodu mənfi enerji təchizatı ilə bağlıdır. Dövrəni açdıqdan sonra tiristora gərginlik tətbiq olunur, lakin LED yanmır.
K1 düyməsini basarsanız, cərəyan rezistordan nəzarət elektroduna axır və LED yanmağa başlayır. Tez-tez diaqramlarda o, qapı mənasını verən "G" hərfi və ya rus dilində çekim (idarəetmə terminalı) ilə təyin olunur.
Rezistor nəzarət pininin cərəyanını məhdudlaşdırır. Bu tiristorun minimum işləmə cərəyanı 1 mA, icazə verilən maksimum cərəyan isə 15 mA-dır. Bunu nəzərə alaraq, dövrəmizdə müqaviməti 1 kOhm olan bir rezistor seçildi.
K1 düyməsini yenidən basarsanız, bu, tiristora təsir etməyəcək və heç bir şey olmayacaq. Tiristoru qapalı vəziyyətə keçirmək üçün K2 açarından istifadə edərək gücü söndürməlisiniz. Güc yenidən tətbiq olunarsa, tiristor orijinal vəziyyətinə qayıdacaq.
Bu yarımkeçirici cihaz mahiyyət etibarilə qapanan elektron açardır. Qapalı vəziyyətə keçid anodda təchizatı gərginliyi müəyyən bir minimuma, təxminən 0,7 volta qədər azaldıqda da baş verir.
Cihaz Xüsusiyyətləri
Açıq vəziyyət tiristorun daxili quruluşuna görə aşkar edilir. Nümunə diaqramı belə görünür:
Adətən bir-birinə bağlı müxtəlif strukturların iki tranzistoru kimi təmsil olunur. Bu sxemə görə qoşulmuş tranzistorların necə işlədiyini eksperimental olaraq yoxlaya bilərsiniz. Bununla belə, cari gərginlik xüsusiyyətlərində fərqlər var. Həm də nəzərə almaq lazımdır ki, qurğular əvvəlcə yüksək cərəyanlara və gərginliyə tab gətirmək üçün hazırlanmışdır. Bu cihazların əksəriyyətinin gövdəsində istilik enerjisini yaymaq üçün radiatorun bağlana biləcəyi bir metal çıxış var.
Tiristorlar müxtəlif hallarda hazırlanır. Aşağı güclü cihazlarda istilik yayılması yoxdur. Ümumi yerli tiristorlar belə görünür. Onlar kütləvi metal gövdəyə malikdirlər və yüksək cərəyanlara tab gətirə bilirlər.
Tiristorların əsas parametrləri
- Maksimum icazə verilən irəli cərəyan . Bu, açıq tiristor cərəyanının maksimum dəyəridir. Güclü cihazlar üçün yüzlərlə amperə çatır.
- Maksimum icazə verilən əks cərəyan .
- İrəli gərginlik . Bu, maksimum cərəyanda gərginliyin azalmasıdır.
- Əks gərginlik . Bu, tiristorun işinə təsir etmədən işləyə biləcəyi qapalı vəziyyətdə tiristorda icazə verilən maksimum gərginlikdir.
- Açılış gərginliyi . Bu, anoda tətbiq olunan minimum gərginlikdir. Burada tiristorun ümumiyyətlə işləyə biləcəyi minimum gərginliyi nəzərdə tuturuq.
- Minimum nəzarət elektrod cərəyanı . Tiristoru işə salmaq lazımdır.
- Maksimum icazə verilən nəzarət cərəyanı .
- Maksimum icazə verilən enerji itkisi .
Dinamik parametr
Tiristorun qapalı vəziyyətdən açıq vəziyyətə keçid müddəti siqnal gələndə.
Tiristorların növləri
Bir neçə növ tiristor var. Onların təsnifatını nəzərdən keçirək.
Nəzarət üsuluna görə onlar aşağıdakılara bölünür:
- Diod tiristorları və ya başqa dinistorlar. Onlar katoda və anoda tətbiq olunan yüksək gərginlikli impulsla açılır.
- Triod tiristorları və ya tiristorlar. Onlar elektrod idarəetmə cərəyanı ilə açılır.
Triod tiristorları, öz növbəsində, bölünür:
- Katod nəzarəti - idarəetmə cərəyanını təşkil edən gərginlik nəzarət elektroduna və katoda verilir.
- Anod nəzarəti – elektrod və anoda nəzarət gərginliyi tətbiq edilir.
Tiristor kilidlənib:
- Anod cərəyanını azaltmaqla - katod daha az tutma cərəyanına malikdir.
- İdarəetmə elektroduna bloklama gərginliyi tətbiq etməklə.
Əks keçiriciliyə görə tiristorlar bölünür:
- Ters keçirici - aşağı tərs gərginliyə malikdir.
- Tərs qeyri-keçirici - əks gərginlik bağlandıqda ən yüksək irəli gərginliyə bərabərdir.
- Qeyri-standartlaşdırılmış tərs gərginlik dəyəri ilə - istehsalçılar bu dəyərin dəyərini təyin etmirlər. Bu cür cihazlar tərs gərginliyin istisna edildiyi yerlərdə istifadə olunur.
- Triak - cərəyanları iki istiqamətdə keçir.
Triaklardan istifadə edərkən onların şərti olaraq simmetrik işlədiyini bilmək lazımdır. Triacların əsas hissəsi katodla müqayisədə nəzarət elektroduna müsbət gərginlik tətbiq edildikdə açılır və anod istənilən polariteyə malik ola bilər. Ancaq anoda mənfi bir gərginlik gəlirsə və nəzarət elektroduna müsbət bir gərginlik gəlirsə, triaklar açılmır və uğursuz ola bilər.
Sürətlə kilid açma (açma) vaxtı və kilidləmə (söndürmə) vaxtı ilə bölünür.
Tiristorların gücə görə ayrılması
Tiristor keçid rejimində işləyərkən, keçid yükünün ən yüksək gücü, ən yüksək cərəyanda və ən yüksək güc itkisində açıq rejimdə tiristorun gərginliyi ilə müəyyən edilir.
Yükün təsirli cərəyanı açıq gərginliyə bölünən ən yüksək güc itkisindən yüksək olmamalıdır.
Sadə tiristor əsaslı həyəcan siqnalı
Bir tiristora əsaslanaraq, bir piezo emitterdən istifadə edərək səs çıxaran, işığa cavab verəcək sadə bir həyəcan verə bilərsiniz. Tiristorun idarəetmə terminalı bir fotorezistor və tənzimləyici rezistor vasitəsilə cərəyanla təmin edilir. Fotorezistora dəyən işıq onun müqavimətini azaldır. Və tiristorun idarəetmə çıxışı onu açmaq üçün kifayət qədər kilid açma cərəyanını almağa başlayır. Bundan sonra səs siqnalı işə salınır.
Kəsmə rezistoru cihazın həssaslığını, yəni işıqla şüalandıqda cavab həddini tənzimləmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Ən maraqlısı odur ki, işıq olmadıqda belə, tiristor açıq qalmağa davam edir və siqnal dayanmır.
İşığa həssas elementin əksinə bir işıq şüası quraşdırsanız, pəncərənin altından bir az parıldayırsa, sadə bir tüstü sensoru alacaqsınız. İşıq mənbəyi ilə işıq qəbuledicisi arasında çıxan tüstü işığı səpələyəcək və bu da həyəcan siqnalını işə salacaq. Bu cihaz, işıq qəbuledicisinin günəşdən və ya süni işıq mənbələrindən işıq almaması üçün bir korpus tələb edir.
Tiristoru başqa bir şəkildə aça bilərsiniz. Bunu etmək üçün nəzarət terminalı ilə katod arasında qısa müddətə kiçik bir gərginlik tətbiq etmək kifayətdir.
Tiristor güc tənzimləyicisi
İndi tiristorun təyinatı üzrə istifadəsinə baxaq. 220 volt alternativ cərəyan şəbəkəsindən işləyəcək sadə tiristor güc tənzimləyicisinin dövrəsini nəzərdən keçirək. Dövrə sadədir və yalnız beş hissədən ibarətdir.
- Yarımkeçirici diod VD.
- Dəyişən rezistor R1.
- Sabit rezistor R2.
- Kondansatör C.
- Tiristor VS.
Onların tövsiyə olunan nominal dəyərləri diaqramda göstərilmişdir. Bir diod olaraq, KD209, tiristor KU103V və ya daha güclü istifadə edə bilərsiniz. Ən azı 2 vatt gücündə olan rezistorlardan, ən azı 50 volt gərginlikli elektrolitik kondansatördən istifadə etmək məsləhətdir.
Bu dövrə şəbəkə gərginliyinin yalnız bir yarım dövrəsini tənzimləyir. Təsəvvür etsək ki, dioddan başqa bütün elementləri dövrədən çıxarmışıq, onda o, alternativ cərəyanın yalnız yarım dalğasını keçəcək və gücün yalnız yarısı yükə axacaq, məsələn, lehimləmə dəmiri və ya közərmə lampası. .
Tiristor, diod tərəfindən kəsilmiş yarım dövrənin əlavə, nisbətən danışan hissələrini ötürməyə imkan verir. Dəyişən rezistor R1 mövqeyini dəyişdirərkən çıxış gərginliyi dəyişəcək.
Tiristorun idarəetmə terminalı kondansatörün müsbət terminalına bağlıdır. Kondansatördəki gərginlik tiristorun açılma gərginliyinə qədər artdıqda, müsbət yarım dövrənin müəyyən bir hissəsini açır və keçir. Dəyişən rezistor kondansatörün doldurulma sürətini təyin edəcək. Və nə qədər tez doldurulsa, tiristor bir o qədər tez açılacaq və polarite dəyişməzdən əvvəl müsbət yarım dövrənin bir hissəsini atlamağa vaxt tapacaq.
Mənfi yarım dalğa kondansatora daxil deyil və onun üzərindəki gərginlik eyni polariteye malikdir, buna görə də onun polaritesi olması qorxulu deyil. Dövrə gücü 50-dən 100% -ə qədər dəyişməyə imkan verir. Bu, lehimləmə dəmiri üçün uyğundur.
Tiristor cərəyanı anoddan katoda bir istiqamətdə keçir. Ancaq hər iki istiqamətdə cərəyan keçirən növlər var. Onlara simmetrik tiristorlar və ya triaklar deyilir. Onlar AC dövrələrində yükləri idarə etmək üçün istifadə olunur. Onlara əsaslanan çoxlu sayda güc tənzimləyici sxemləri var.
Dəyişən cərəyan sxemlərində müxtəlif elektron cihazlarda tiristorlar və triyaklar güc açarları kimi geniş istifadə olunur. Bu məqalə bu cür cihazlar üçün idarəetmə sxemini seçməkdə kömək etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur.
Tiristorları idarə etməyin ən sadə yolu cihazın idarəetmə elektrodunu işə salmaq üçün lazım olan böyüklükdə birbaşa cərəyanla təmin etməkdir (şəkil 1). Şəkildəki SA1 açarı. 1 və sonrakı rəqəmlərdə - bu dövrənin bağlanmasını təmin edən hər hansı bir elementdir: tranzistor, mikrosxemin çıxış mərhələsi, optokupl və s. Bu üsul sadə və rahatdır, lakin əhəmiyyətli bir çatışmazlığa malikdir - kifayət qədər tələb edir nəzarət siqnalının böyük gücü. Cədvəldə Şəkil 1, ən çox yayılmış tiristorların bəzilərinin etibarlı idarə edilməsini təmin etmək üçün ən vacib parametrləri göstərir (ilk üç mövqe tiristorlar, qalanları triaklar tərəfindən işğal edilir). Otaq temperaturunda, sadalanan tiristorların işə salınmasını təmin etmək üçün 70-160 mA-da bir nəzarət elektrod cərəyanı Iу tələb olunur. Nəticədə, mikrosxemlərdə (10-15 V) yığılmış idarəetmə qurğuları üçün xarakterik olan bir təchizatı gərginliyində 0,7-2,4 Vt sabit güc tələb olunur.
Qeyd edək ki, SCR-lər üçün idarəetmə gərginliyinin polaritesi katoda nisbətən müsbətdir və triaklar üçün bu, hər iki yarım dövr üçün ya mənfi, ya da anoddakı gərginliyin polaritesi ilə üst-üstə düşür. Onu da əlavə edə bilərsiniz ki, tez-tez tətbiq təlimatlarına uyğun olaraq, 51 Ohm (Şəkil 1-də R2) müqaviməti olan SCR-lərin idarəetmə qovşağından yan keçmək tələb olunur və triaklar üçün heç bir bypass tələb olunmur.
Tiristoru işə salmaq üçün kifayət olan nəzarət elektrod cərəyanının faktiki dəyərləri adətən cədvəldə göstərilən rəqəmlərdən azdır. 1, buna görə də tez-tez onu zəmanətli dəyərlərə nisbətən azaltmağa gedirlər: tiristorlar üçün - 7-40 mA, triaclar üçün - 50-60 mA. Belə bir azalma tez-tez cihazların etibarsız işləməsinə və tiristorların ilkin sınaqdan keçirilməsinə və ya seçilməsinə ehtiyac yaradır. Nəzarət cərəyanının azalması da radio qəbuluna müdaxiləyə səbəb ola bilər, çünki tiristorlar anodda nisbətən yüksək gərginlikdə aşağı nəzarət elektrod cərəyanlarında işə salınır - bir neçə on volt, bu da yük vasitəsilə cərəyanların artmasına səbəb olur və, nəticədə, güclü müdaxilə.
Tiristorların birbaşa cərəyanla idarə edilməsinin dezavantajı idarəetmə siqnalının mənbəyi ilə şəbəkə arasında qalvanik əlaqədir. Şəbəkə naqillərinin uyğun birləşdirilməsi ilə bir triak ilə bir dövrədə (Şəkil 1, b), nəzarət siqnalının mənbəyi neytral naqillə birləşdirilə bilər, onda trinistordan istifadə edərkən (şəkil 1, a) bu ehtimal yalnız VD1-VD4 rektifikator körpüsü istisna olunarsa yaranır. Sonuncu, yükün yarım dalğa gərginliyinə və ona verilən gücün ikiqat azalmasına gətirib çıxarır.
Hal-hazırda, yüksək enerji istehlakı səbəbindən, başlanğıc qurğulara (söndürmə rezistoru və ya kondansatör ilə) transformatorsuz enerji təchizatı ilə birbaşa cərəyanlı başlanğıc tiristorlar praktiki olaraq istifadə edilmir.
İdarəetmə blokunun istehlak etdiyi gücü azaltmaq variantlarından biri birbaşa cərəyan yerinə nisbətən yüksək iş dövrü ilə davamlı impuls ardıcıllığından istifadə etməkdir. Tipik tiristorların işə salınma müddəti 10 μs və ya daha az olduğundan, onların idarəetmə elektroduna eyni müddətə impulslar tətbiq etmək mümkündür, məsələn, 20 tezliyinə uyğun gələn 5-10-20. –10–5 kHz. Bu halda, enerji istehlakı da müvafiq olaraq 5-10-20 dəfə azalır.
Lakin bu nəzarət üsulu bəzi yeni çatışmazlıqları üzə çıxarır. Birincisi, indi tiristor şəbəkə gərginliyinin yarım dövrünün ən əvvəlində deyil, yarım dövrənin əvvəlindən tetikleyici impulsların dövründən çox olmayan bir vaxtla ayrılan ixtiyari anlarda açılır, yəni 50–100–200 μs.
Bu müddət ərzində şəbəkə gərginliyi təxminən 5-10-20 V-a qədər arta bilər. Bu, radio qəbuluna müdaxiləyə və çıxış gərginliyinin bir qədər azalmasına səbəb olur, lakin bu, çətin ki, nəzərə çarpır.
Başqa bir problem var. Tətikləmə impulsu zamanı yarım dövrənin əvvəlində işə salındıqda, tiristordan keçən cərəyan saxlama cərəyanına çatmazsa (Isp, Cədvəl 1), tiristor nəbz bitdikdən sonra sönəcəkdir. Növbəti nəbz tiristoru yenidən işə salacaq və o, yalnız nəbzin sonunda ondan keçən cərəyan saxlama cərəyanından çox olduqda sönməyəcək. Beləliklə, yükdən keçən cərəyan əvvəlcə bir neçə qısa impuls və yalnız sonra sinusoidal bir forma alacaq.
Yük aktiv induktivdirsə (məsələn, elektrik mühərriki), qısa keçid nəbzi zamanı ondan keçən cərəyan, şəbəkədəki ani gərginlik maksimum olduqda belə, saxlama cərəyanı dəyərinə çatmağa vaxt tapmaya bilər. Hər nəbz bitdikdən sonra tiristor sönəcək. Bu çatışmazlıq aşağıdan tətik impulslarının müddətini məhdudlaşdırır və enerji istehlakının azaldılmasını inkar edə bilər.
Pulse tetiklemeli tiristor və triak üçün keçid dövrəsi
Nəbz başlanğıcının istifadəsi idarəetmə bloku ilə şəbəkə arasında qalvanik izolyasiyanı asanlaşdırır, çünki 1:1-ə yaxın çevrilmə nisbəti olan kiçik bir transformator belə bunu təmin edə bilər. Adətən 16-20 mm diametrli bir ferrit halqaya sarılır, sarımlar arasında diqqətlə izolyasiya edilir. Kiçik sənaye impuls transformatorlarının istifadəsinə qarşı ehtiyatlı olmaq lazımdır. Onlar ümumiyyətlə aşağı izolyasiya gərginliyinə malikdirlər (təxminən 50-100 V) və cihazla işləyərkən idarəetmə dövrəsinin şəbəkədən təcrid olunduğu nəzərə alınarsa, elektrik şokuna səbəb ola bilər.
Pulse tetiklemeli tiristor və triak üçün keçid dövrəsi.
Pulse nəzarəti üçün tələb olunan gücün azaldılması və qalvanik izolyasiyanın tətbiqi ehtimalı tiristor idarəetmə bloklarında transformatorsuz enerji təchizatı istifadə etməyə imkan verir.
Bir açar və məhdudlaşdırıcı rezistor vasitəsilə tiristoru işə salmaq
Tiristorları işə salmağın üçüncü geniş yayılmış yolu, keçid və məhdudlaşdırıcı rezistor vasitəsilə onun anodundan idarəetmə elektroduna siqnal verməkdir (şəkil 2). Belə bir qovşaqda, anoddakı gərginlik kifayət qədər yüksək olarsa, tiristor işə salındıqda bir neçə mikrosaniyə ərzində cərəyan keçiddən keçir. Açar kimi aşağı səs-küylü elektromaqnit releləri, yüksək gərginlikli bipolyar tranzistorlar, fotodinistorlar və ya fototriaklardan istifadə olunur (müvafiq olaraq Şəkil 2-dəki sxemlər). Bir tiristoru işə salma üsulu sadə və rahatdır, yükdə induktiv komponentin olması üçün kritik deyil, lakin tez-tez nəzərə alınmayan bir çatışmazlıq var.
Dezavantaj, məhdudlaşdırıcı rezistor R1 üçün ziddiyyətli tələblərə bağlıdır. Bir tərəfdən, onun müqaviməti mümkün qədər kiçik olmalıdır ki, tiristor şəbəkə gərginliyinin yarım dövrünün başlanğıcına mümkün qədər yaxın açılsın. Digər tərəfdən, açar ilk dəfə açıldıqda, şəbəkə gərginliyinin sıfırdan keçdiyi an ilə sinxronlaşdırılmazsa, R1 rezistorundakı gərginlik şəbəkənin amplituda gərginliyinə çata bilər, yəni 310-350 V ola bilər. Cari impuls bu rezistor vasitəsilə tiristorun açar və idarəetmə keçidi üçün icazə verilən dəyərləri aşmamalıdır. Cədvəldə Cədvəl 2 ən çox istifadə olunan yerli fototiristorların bəzi parametrlərini göstərir (AOU103/3OU103 və AOU115 seriyalı cihazlar - fotodinistorlar, AOU - fototriyaklar). Maksimum icazə verilən nəbz tənzimləyici cərəyanının (Cədvəl 1) və açar vasitəsilə maksimal nəbz cərəyanının (Cədvəl 2) dəyərlərinə əsasən, hər bir xüsusi cihaz cütü üçün məhdudlaşdırıcı rezistorun minimum icazə verilən müqavimətini təyin etmək mümkündür. Məsələn, bir cüt KU208G (Iу, max = 1 A) və AOU160A (Imax, imp = 2 A) üçün R1 = 330 Ohm seçə bilərsiniz. Triacın işə salındığı nəzarət elektrod cərəyanı onun maksimum dəyəri 160 mA-a uyğundursa, triak 0,16 330 = 53 V anod gərginliyində açılacaqdır.
Nisbətən böyük bir iş dövrü ilə nəzarət impulslarının tədarükü zamanı olduğu kimi, bu, müdaxiləyə və çıxış gərginliyinin bir qədər azalmasına səbəb olur. Tiristorların nəzarət elektroduna faktiki həssaslığı adətən daha yaxşı olduğundan, yarım dövrənin başlanğıcına nisbətən tiristorun açılmasının gecikməsi yuxarıda hesablanmış limit dəyərdən azdır.
Məhdudlaşdırıcı rezistor R1-in müqaviməti yük müqavimətinin miqdarı ilə azaldıla bilər, çünki işə salınma anında onlar ardıcıl olaraq bağlanır.
Üstəlik, yükün təbiətdə induktiv-rezistiv olmasına zəmanət verilirsə, göstərilən rezistorun müqaviməti daha da azaldıla bilər. Ancaq yük közərmə lampalarıdırsa, onların soyuq müqavimətinin işləyəndən təxminən on dəfə az olduğunu xatırlamalıyıq.
Həm də nəzərə almaq lazımdır ki, triakların keçid cərəyanı şəbəkə gərginliyinin müsbət və mənfi yarım dalğaları üçün fərqli bir dəyərə malikdir. Buna görə, çıxış gərginliyində kiçik bir DC komponenti görünə bilər.
AOU103/3OU103 seriyasının fotodinistorlarından yalnız 3OU103G 220 V şəbəkədə tiristorları icazə verilən maksimum gərginlikdə idarə etmək üçün uyğundur, lakin həm AOU103B, həm də AOU103V-nin bu rejimdə işləmək üçün uyğun olduğu dəfələrlə təsdiq edilmişdir.
B və C indeksləri olan cihazlar arasındakı fərq, AOU103B-yə əks polarite gərginliyinin verilməsinə icazə verilməməsidir. AOU115G və AOU115D arasındakı fərq oxşardır: D indeksi olan qurğular əks gərginliyin verilməsinə imkan verir, G indeksi yoxdur;
Nəzarət sxemləri tərəfindən istehlak edilən gücün əhəmiyyətli dərəcədə azalması, tiristorun işə salındığı anda nəzarət elektrodunun cərəyanını açmaqla əldə edilə bilər. Bu rejimi təmin edən idarəetmə node diaqramlarının iki variantı Şəkildə göstərilmişdir. 3.
Şəkildəki dövrədə SCR-nin işə salınması. 3 və SA1 açarının kontaktlarının bağlanması anında baş verir. SCR işə salındıqdan sonra DD1.1 elementi söndürülür və nəzarət elektrodunun cərəyanı dayanır, bu da idarəetmə dövrəsində istehlakı əhəmiyyətli dərəcədə qənaət edir. SA1-in işə salındığı anda tiristordakı gərginlik DD1.1-in keçid həddindən azdırsa, tiristor üzərindəki gərginlik bu həddə çatana qədər açılmayacaq, yəni təchizatı gərginliyinin yarısından bir qədər çox olacaq. mikrosxemdən. Eşik gərginliyi R6 rezistorunun bölücüsünün aşağı qolunun müqavimətini seçməklə tənzimlənə bilər. Rezistor R2 tiristor VS1 və diod körpüsü VD2 bağlandıqda DD1.1 elementinin 1-ci girişində aşağı məntiqi səviyyəni təmin edir.
Bənzər bir şəkildə triakı açmaq üçün uyğun element DD1.1 üçün bipolyar idarəetmə bloku tələb olunur (şəkil 3, b). Bu qurğu VT1, VT2 tranzistorlarından və R2–R4 rezistorlarından istifadə etməklə yığılır. VT1 tranzistoru ümumi əsas dövrəyə uyğun olaraq birləşdirilir və triak VS1 anodunda gərginlik katoda nisbətən müsbət olduqda və onu təxminən 7 V aşdıqda onun kollektorunda gərginlik DD1.1 elementinin keçid həddindən az olur. Eynilə, anoddakı mənfi gərginlik -6 V-dən böyük olduqda tranzistor VT2 doyma səviyyəsinə daxil olur.
Gərginliyin sıfırdan keçdiyi anı ayırmaq üçün belə bir vahid müxtəlif inkişaflarda geniş istifadə olunur. Bütün görünən cəlbediciliyinə baxmayaraq, bölmələr Şekildə göstərilən diaqramlara uyğun olaraq hazırlanmışdır. 3 və buna bənzər olanların əhəmiyyətli bir çatışmazlığı var: əgər nədənsə tiristor açılmırsa, onun nəzarət elektrodundan keçən cərəyan qeyri-müəyyən müddətə axacaq. Buna görə də, nəbz müddətini məhdudlaşdırmaq və ya enerji mənbəyini tam cərəyan üçün, yəni Şəkil 1-dəki diaqrama uyğun olaraq qovşaqlar üçün eyni güc üçün dizayn etmək üçün xüsusi tədbirlər görmək lazımdır. 1.
Ən qənaətcil idarəetmə sxemləri şəbəkə gərginliyinin sıfır keçidinə yaxın bir keçid impulsunun formalaşmasından istifadə edir. Belə formalaşdırıcıların iki sadə diaqramı Şəkildə göstərilmişdir. 4 və onların işinin vaxt diaqramları Şek. 5 (müvafiq olaraq a və b). Dezavantaj, əksər hallarda tamamilə əhəmiyyətsiz olsa da, ilk işə salınmanın şəbəkə gərginliyinin yarım dövrünün ən əvvəlində deyil, SA1 açarının bağlandığı zamanın ən sonunda baş verməsidir.
2T0 keçid impulsunun ikiqat müddəti R2R3 bölücü (şəkil 4, a) və ya VT1, VT2-də (şəkil 4, b) formalaşdırıcının həddi nəzərə alınmaqla OR DEYİL elementinin keçid həddi ilə müəyyən edilir. və düsturla hesablanır
13.jpg (613 bayt)
Sıfır keçid zamanı şəbəkə gərginliyinin dəyişmə sürəti
14.jpg (926 bayt)
və Uthr = 50 V-da ikiqat müddət 2T0 = 1 ms olacaq. Pulsların iş dövrü 10-dur və orta cərəyan istehlakı tiristoru etibarlı şəkildə açmaq üçün tələb olunan amplituda dəyərindən 10 dəfə azdır.
Kommutasiya nəbzinin minimum müddəti, yükdən keçən cərəyanın tiristorun saxlama cərəyanına çatmasından əvvəl bitməməsi ilə müəyyən edilir. Məsələn, yükün gücü 200 Vt (Rn = 2202/200 = 242 Ohm) varsa və KU208 triakının saxlama cərəyanı 150 mA-dırsa, bu cərəyan 242 0,15 = 36 ani şəbəkə gərginliyində əldə edilir. V, yəni 100 V/ms yüksəlmə sürətində, gərginliyin sıfırı keçdiyi andan tətik impulsunun sonu 360 μs-dən tez olmamalıdır. Üçüncü girişə OR elementlərini - Şəkil 1-də DEYİL sxemləri - təmin etməklə enerji istehlakı təxminən on dəfə azaldıla bilər. Şəkildəki diaqramlara uyğun olaraq qovşaqlara münasibətdə məqalənin əvvəlində qeyd edildiyi kimi 4 davamlı impuls ardıcıllığı (kesikli xətlərlə göstərilmişdir). 1. Bu vəziyyətdə, nəzarət elektroduna impulsların davamlı təchizatı ilə eyni çatışmazlıqlar görünür.
Enerji itkilərini azaltmaq üçün Şəkil 1-dəki diaqramlara uyğun olaraq qovşaqlarda formalaşdırmaq mümkündür. 4 nəbz, onu fərqləndirin və tiristor üçün tetik kimi fərqləndirilmiş arxa kənarından istifadə edin (şək. 6). Bu tetikleyici impuls Ti-nin parametrləri aşağıdakı kimi seçilməlidir. Şəbəkə gərginliyi sıfırdan keçdikdən sonra mümkün qədər tez başlamalıdır ki, hər yarım dövrənin əvvəlində işə salınma anında yükdən keçən cari artım minimal olsun və müdaxilə və güc itkiləri minimal olsun. Burada şəbəkə gərginliyinin sıfırdan keçdiyi anda yaranan impulsun eni aşağıdan yalnız C1R7 diferensiallaşdırma dövrəsinin doldurulma vaxtı ilə məhdudlaşır və olduqca kiçik, lakin sonlu ola bilər. Nəbz, əvvəlki seçimdə olduğu kimi, yükdən keçən cərəyan tiristorun saxlama cərəyanına çatdıqdan əvvəl bitməlidir.
Düyünlər Şəkildəki diaqramlara uyğun işlədikdə. 7 və 8-də, nəzarət elektroduna işəsalma impulsunun tətbiqi, şəbəkə gərginliyi sıfırdan keçdiyi anda tiristorun çıxış xarakteristikasını düzəldir və düzgün seçilmiş nəbz müddəti ilə tiristoru saxlama cərəyanına qədər açıq vəziyyətdə saxlayır. yükün kiçik bir induktiv komponenti olduqda belə əldə edilir. Bu cür qurğular üçün enerji təchizatı söndürmə rezistoru və ya daha yaxşısı, bir kondansatör ilə transformatorsuz bir dövrə istifadə edərək yığıla bilər. Tiristorların bu əlaqəsi radio qəbuluna müdaxilə yaratmır və kiçik bir induktiv komponentlə yüklərin idarə edilməsinin bütün halları üçün tövsiyə edilə bilər.
Yükün açıq bir induktiv təbiəti varsa, Şəkil 1-də göstərilən idarəetmə sxemlərini tövsiyə edə bilərik. 2. Radio qəbuluna müdaxiləni azaltmaq üçün şəbəkə naqillərinə səs-küyün qarşısını alan filtrləri daxil etmək lazımdır və tənzimləyicidən yükə qədər olan naqillər nəzərəçarpacaq uzunluğa malikdirsə, bu naqillər də.
Açar kimi istifadə edildikdə tiristorları idarə etmək üçün seçimlər yuxarıda müzakirə edilmişdir. Yük gücünün faza-nəbzinə nəzarət edərkən, tiristoru işə salmaq üçün vaxt qurğusunu işə salmaq üçün şəbəkə gərginliyi sıfırdan keçdiyi anlarda impulslar yaratmaq üçün yuxarıda təsvir edilmiş dövrə həllərindən istifadə edə bilərsiniz. Qeyd edək ki, belə bir qovşaq, şəbəkə gərginliyindən və temperaturdan asılı olmayaraq tiristorun işə salınması üçün sabit bir gecikmə təmin etməlidir və yaranan nəbzin müddəti, yükün işə salındığı andan asılı olmayaraq, saxlama cərəyanının əldə edilməsini təmin etməlidir. yarım dövr.