Metode in naprave za krmiljenje tiristorjev. Tiristorska regulacija Nivomeri na osnovi tiristorjev

V članku je opisano, kako deluje tiristorski regulator moči, katerega diagram bo predstavljen spodaj

V vsakdanjem življenju je zelo pogosto treba regulirati moč gospodinjskih aparatov, kot so električni štedilniki, spajkalniki, kotli in grelni elementi, v prometu - vrtilna frekvenca motorja itd. Na pomoč pride najpreprostejša amaterska radijska zasnova - regulator moči na tiristorju. Sestavljanje takšne naprave ne bo težko, lahko postane prva doma narejena naprava, ki bo opravljala funkcijo prilagajanja temperature konice spajkalnika začetnika radioamaterja. Omeniti velja, da so že pripravljene spajkalne postaje z nadzorom temperature in drugimi prijetnimi funkcijami za red velikosti dražje od preprostega spajkalnika. Minimalni nabor delov vam omogoča, da sestavite preprost tiristorski regulator moči za stensko montažo.

Za vašo informacijo, površinska montaža je način sestavljanja radijsko-elektronskih komponent brez uporabe tiskanega vezja in z dobro spretnostjo omogoča hitro sestavljanje elektronskih naprav srednje zahtevnosti.

Prav tako lahko naročite tiristorski regulator, za tiste, ki želijo sami ugotoviti, pa bo spodaj predstavljen diagram in razloženo načelo delovanja.

Mimogrede, to je enofazni tiristorski regulator moči. Takšna naprava se lahko uporablja za nadzor moči ali hitrosti. Vendar pa moramo najprej to razumeti, ker nam bo to omogočilo razumeti, za kakšno obremenitev je bolje uporabiti tak regulator.

Kako deluje tiristor?

Tiristor je krmiljena polprevodniška naprava, ki lahko prevaja tok v eno smer. Beseda "nadzorovano" je bila uporabljena z razlogom, saj lahko z njeno pomočjo, za razliko od diode, ki vodi tok samo na en pol, izberete trenutek, ko tiristor začne prevajati tok. Tiristor ima tri izhode:

• Anoda.
• katoda.
• Kontrolna elektroda.

Da bi tok začel teči skozi tiristor, morajo biti izpolnjeni naslednji pogoji: del mora biti v tokokrogu, ki je pod napetostjo, in na krmilno elektrodo mora biti dodan kratkotrajni impulz. Za razliko od tranzistorja krmiljenje tiristorja ne zahteva držanja krmilnega signala. Nianse se tu ne končajo: tiristor je mogoče zapreti le s prekinitvijo toka v tokokrogu ali z oblikovanjem povratne anodno-katodne napetosti. To pomeni, da je uporaba tiristorja v enosmernih tokokrogih zelo specifična in pogosto nespametna, v izmeničnih tokokrogih, na primer v napravi, kot je tiristorski regulator moči, pa je tokokrog zgrajen tako, da je zagotovljen pogoj za zapiranje. . Vsak polval bo zaprl ustrezni tiristor.

Najverjetneje ne razumete vsega? Ne obupajte - spodaj bomo podrobno opisali postopek delovanja končne naprave.

Področje uporabe tiristorskih regulatorjev

V katerih tokokrogih je učinkovito uporabiti tiristorski regulator moči? Vezje vam omogoča popolno regulacijo moči grelnih naprav, to je vplivanje na aktivno obremenitev. Pri delu z visoko induktivno obremenitvijo se tiristorji morda preprosto ne zaprejo, kar lahko povzroči okvaro regulatorja.

Ali je mogoče imeti motor?

Mislim, da je veliko bralcev videlo ali uporabljalo vrtalne stroje, kotne brusilnike, ki jih popularno imenujemo "brusi", in druga električna orodja. Morda ste opazili, da je število vrtljajev odvisno od globine pritiska na sprožilni gumb naprave. V tem elementu je vgrajen tiristorski regulator moči (katerega diagram je prikazan spodaj), s pomočjo katerega se spreminja število vrtljajev.

Opomba! Tiristorski regulator ne more spremeniti hitrosti asinhronih motorjev. Tako je napetost regulirana na kolektorskih motorjih, opremljenih s sklopom ščetk.

Shema enega in dveh tiristorjev

Tipično vezje za sestavljanje tiristorskega regulatorja moči z lastnimi rokami je prikazano na spodnji sliki.

Izhodna napetost tega vezja je od 15 do 215 voltov; v primeru uporabe navedenih tiristorjev, nameščenih na hladilnikih, je moč približno 1 kW. Mimogrede, stikalo z nadzorom svetlosti svetlobe je izdelano po podobni shemi.

Če vam ni treba popolnoma regulirati napetosti in želite samo izhod od 110 do 220 voltov, uporabite ta diagram, ki prikazuje polvalovni tiristorski regulator moči.

Kako deluje?

Spodaj opisane informacije veljajo za večino shem. Oznake črk bodo vzete v skladu s prvim vezjem tiristorskega regulatorja

Moč spreminja tudi tiristorski regulator moči, katerega princip delovanja temelji na faznem nadzoru vrednosti napetosti. To načelo je v tem, da v normalnih pogojih na obremenitev vpliva izmenična napetost gospodinjskega omrežja, ki se spreminja po sinusnem zakonu. Zgoraj je bilo pri opisu načela delovanja tiristorja rečeno, da vsak tiristor deluje v eno smer, to je, da nadzoruje svoj polval iz sinusnega vala. Kaj to pomeni?

Če občasno priključite breme s pomočjo tiristorja v strogo določenem trenutku, bo vrednost efektivne napetosti nižja, saj bo del napetosti (efektivna vrednost, ki "pade" na breme) manjši od omrežne napetosti. Ta pojav je prikazan v grafu.

Osenčeno območje je območje stresa, ki je pod obremenitvijo. Črka "a" na vodoravni osi označuje moment odpiranja tiristorja. Ko se konča pozitivni polval in se začne obdobje z negativnim polvalovanjem, se eden od tiristorjev zapre in v istem trenutku se odpre drugi tiristor.

Ugotovimo, kako deluje naš specifični tiristorski regulator moči

Shema ena

Vnaprej določimo, da bosta namesto besed "pozitivno" in "negativno" uporabljena "prvi" in "drugi" (polval).

Torej, ko na naše vezje začne delovati prvi polval, se začneta kondenzatorja C1 in C2 polniti. Njihova hitrost polnjenja je omejena s potenciometrom R5. ta element je spremenljiv in z njegovo pomočjo se nastavi izhodna napetost. Ko se na kondenzatorju C1 pojavi napetost, potrebna za odpiranje dinistorja VS3, se dinistor odpre in skozenj steče tok, s pomočjo katerega se odpre tiristor VS1. Trenutek okvare dinistorja je točka "a" na grafu, predstavljenem v prejšnjem delu članka. Ko vrednost napetosti preide skozi nič in je tokokrog pod drugim polvalom, se tiristor VS1 zapre in postopek se znova ponovi, le za drugi dinistor, tiristor in kondenzator. Upori R3 in R3 se uporabljajo za krmiljenje, R1 in R2 pa za termično stabilizacijo vezja.

Načelo delovanja drugega vezja je podobno, vendar krmili le enega od polvalov izmenične napetosti. Zdaj, če poznate načelo delovanja in vezje, lahko z lastnimi rokami sestavite ali popravite tiristorski regulator moči.

Uporaba regulatorja v vsakdanjem življenju in varnostni ukrepi

Povedati je treba, da to vezje ne zagotavlja galvanske izolacije od omrežja, zato obstaja nevarnost električnega udara. To pomeni, da se elementov regulatorja ne smete dotikati z rokami. Uporabiti je treba izolirano ohišje. Oblikujte svojo napravo tako, da jo lahko, če je mogoče, skrijete v nastavljivo napravo in poiščete prosti prostor v ohišju. Če je nastavljiva naprava stalno nameščena, jo je na splošno smiselno povezati prek stikala z zatemnilnikom. Ta rešitev bo delno zaščitila pred električnim udarom, odpravila bo potrebo po iskanju primernega ohišja, ima privlačen videz in je izdelana po industrijski metodi.

Tiristorji se pogosto uporabljajo za vklop in izklop bremen (žarnice z žarilno nitko, navitja relejev, elektromotorji itd.). Posebnost te vrste polprevodniških naprav in njihova glavna razlika od tranzistorjev je, da imajo dve stabilni stanji, brez vmesnih.

To je "vklopljeno" stanje, ko je upornost polprevodniške naprave minimalna, in "izklopljeno" stanje, ko je upornost tiristorja največja. V idealnem primeru se ti upornosti približajo ničli ali neskončnosti.

Za vklop tiristorja je dovolj, da krmilno napetost vsaj na kratko vključite v njegovo krmilno elektrodo. Tiristor lahko izklopite (zaklenete) tako, da na kratko izklopite napajanje tiristorja, spremenite polarnost napajalne napetosti ali zmanjšate tok v bremenu pod zadrževalni tok tiristorja.

Običajno se tiristorska stikala vklopijo in izklopijo z dvema gumboma. Tiristorska krmilna vezja z enim gumbom so veliko manj pogosta.

Tukaj so podrobno obravnavane metode za krmiljenje tiristorskih stikal z enim gumbom. Načelo delovanja tiristorskih krmilnih naprav z enim gumbom temelji na dinamičnih procesih polnjenja in praznjenja v tiristorskem krmilnem vezju.

Tiristorsko krmilno vezje z enim gumbom

Slika 1 prikazuje eno najpreprostejših krmilnih vezij z enim gumbom za tiristorsko stikalo. V diagramu (v nadaljevanju) se gumbi uporabljajo brez fiksiranja položaja. V začetnem stanju normalno zaprti kontakti gumba obidejo krmilno vezje tiristorja.

Upornost tiristorja je največja, tok ne teče skozi breme. Diagrami glavnih procesov, ki se pojavljajo v vezju na sl. 1, so obravnavani na sl. 2.

Za vklop tiristorja (ON) pritisnite gumb SB1. V tem primeru je obremenitev priključena na vir napajanja prek kontaktov gumba SB1, kondenzator C1 pa se polni preko upora R1 iz vira napajanja.

Hitrost polnjenja kondenzatorja je določena s časovno konstanto vezja R1C1 (glej diagram). Po sprostitvi gumba se kondenzator C1 izprazni na krmilno elektrodo tiristorja. Če je napetost na njem enaka ali višja od vklopne napetosti tiristorja, se tiristor odklene.

riž. 1. Shematski diagram krmiljenja tiristorja z enim gumbom.

riž. 2. Diagrami glavnih procesov, ki se pojavljajo v vezju s tiristorjem.

Obremenitev (OFF) lahko izklopite s kratkim pritiskom na tipko SB1. V tem primeru kondenzator C1 nima časa za polnjenje. Ker kontakti gumba obidejo tiristorske elektrode (anoda - katoda), je to enakovredno izklopu napajanja tiristorja. Posledično bo obremenitev odklopljena.

Zato morate za vklop obremenitve dlje časa pritisniti gumb za upravljanje, za izklop pa ponovno na kratko pritisniti isti gumb.

Preprosta močnostna stikala na osnovi tiristorjev

Na sl. 3 in 4 prikazujeta različice ideje vezja, predstavljene na sl. 1. Na sl. 3 se za omejitev največje polnilne napetosti kondenzatorja uporablja veriga zaporedno povezanih diod VD1 in VD2.

riž. 3. Različica tiristorskega krmilnega vezja z enim gumbom.

To je omogočilo znatno zmanjšanje delovne napetosti (na 1,5 ... 3 V) in kapacitivnosti kondenzatorja C1. V naslednjem vezju (slika 4) je upor R1 zaporedno povezan z obremenitvijo, kar vam omogoča, da ustvarite dvopolno stikalo za obremenitev. Obremenitveni upor mora biti veliko nižji od R1.

riž. 4. Shema vezja elektronskega ključa na osnovi tiristorja s serijsko obremenitveno povezavo.

Tiristorsko stikalo z dvema gumboma

Tiristorsko napravo za nadzor obremenitve (slika 5) lahko uporabite za vklop in izklop obremenitve z uporabo katerega koli od več zaporedno povezanih gumbov, ki delujejo za odpiranje vezja. Načelo delovanja tiristorskega stikala je naslednje.

Ko je naprava vklopljena, napetost, ki se napaja na krmilno elektrodo tiristorja, ni dovolj za vklop. Tiristor in s tem obremenitev sta izklopljena. Ko pritisnete katerega koli od gumbov SB1 - SBn (in ga držite pritisnjenega), se kondenzator C1 napolni preko upora R1 iz vira napajanja. Krmilno vezje tiristorja in sam tiristor sta onemogočena.

riž. 5. Diagram preprostega tiristorskega bremenskega stikala z dvema gumboma.

Po sprostitvi gumba in ponovni vzpostavitvi napajalnega tokokroga tiristorja se energija, ki jo nabere kondenzator C1, prenese na krmilno elektrodo tiristorja. Zaradi praznjenja kondenzatorja skozi krmilno elektrodo se tiristor vklopi in s tem poveže breme z napajalnim tokokrogom.

Za izklop tiristorja (in obremenitve) na kratko pritisnite kateri koli od gumbov SB1 - SBn. V tem primeru kondenzator C1 nima časa za polnjenje. Istočasno se odpre napajalni tokokrog tiristorja in tiristor se izklopi.

Vrednost upora R2 je odvisna od napajalne napetosti naprave: pri napetosti 15 V je njegov upor 10 kOhm pri 9 V - 3,3 kOhm pri 5 6-1,2 kOhm.

Vezje z ekvivalentom tiristorja na tranzistorjih

Pri uporabi njegovega tranzistorskega analoga namesto tiristorja (slika 6) se vrednost tega upora spremeni iz 240 kOhm (15 V) na 16 kOhm (9 V) in na 4,7 kOhm (5 V).

riž. 6. Shema elektronskega bremenskega stikala s tranzistorskim ekvivalentom tiristorja.

Analog stikala z več gumbi s tiristorji

Tiristorska naprava, ki omogoča ustvarjanje analoga stikala z več gumbi z odvisno fiksacijo položaja in za krmiljenje uporablja elemente gumbov, ki delujejo brez fiksacije, je prikazana na sl. 7. V vezju je mogoče uporabiti več tiristorjev, vendar sta za poenostavitev vezja na sliki prikazana samo dva kanala. Druge preklopne kanale lahko priključite podobno kot prejšnje.

riž. 7. Shematski diagram analognega stikala z več gumbi z uporabo tiristorjev.

V začetnem stanju so tiristorji zaklenjeni. Ko pritisnete krmilni gumb, na primer gumb SB1, se kondenzator C1 z razmeroma veliko kapaciteto poveže z virom napajanja prek diod VD1 - VDm in obremenitvenih uporov vseh kanalov.

Kot posledica polnjenja kondenzatorja se pojavi tokovni impulz, ki vodi do kratkega stika anod vseh tiristorjev skozi ustrezne diode VD1 - VDm na skupno vodilo.

Vsak od tiristorjev, če je bil vklopljen, se izklopi. Hkrati kondenzator hrani energijo. Po sprostitvi gumba se kondenzator izprazni na krmilno elektrodo tiristorja in ga odklene.

Za vklop katerega koli drugega kanala pritisnite ustrezno tipko. Prejšnje vključeno breme se odklopi (ponastavi) in vklopi novo breme. Vezje zagotavlja gumb SB0 za splošno zaustavitev vseh bremen.

Večgumbno stikalo s tranzistorskim analogom tiristorjev

Različica vezja, izdelana na tranzistorskih analogih tiristorjev in diodnih kapacitivnih polnilnih vezij z uporabo majhnih kondenzatorjev, je prikazana na sl. 8, 9.

riž. 8. Diagram ekvivalentne zamenjave tiristorja s tranzistorji.

Vezje zagotavlja LED indikacijo aktiviranega kanala. V zvezi s tem je največji tok obremenitve vsakega kanala omejen na 20 mA.

riž. 9. Diagram stikala z več gumbi s tranzistorskim analogom tiristorjev.

Naprave, podobne tistim, prikazanim na sl. 7 - 9, kot tudi na sl. 10 - 12, se lahko uporablja za sisteme za izbiro programov za radijske in televizijske sprejemnike.

Pomanjkljivost veznih rešitev (sl. 7 - 9) je, da so v trenutku, ko pritisnete katero koli tipko, vsa bremena vsaj za trenutek priključena na vir napajanja.

Vezja stikala z več položaji

Na sl. 10 in 11 prikazujeta tiristorsko stikalo diskontinuiranega tipa z neomejenim številom zaporedno vezanih elementov.

Ko pritisnete enega od krmilnih gumbov, se napajalni tokokrog tiristorskih analogov odpre na enosmerni tok. Kondenzator C1 je zaporedno povezan z analogom tiristorja.

riž. 10. Diagram osnovnega elementa za domače večpozicijsko stikalo za obremenitev.

riž. 11. Shematski diagram domačega stikala za obremenitev z več položaji.

Istočasno se krmilna napetost (ničelna raven) prek aktiviranega gumba in upora R2 (slika 10) dovaja na krmilno elektrodo tiristorskega analoga.

Ker se v prvih trenutkih, ko pritisnete gumb, popolnoma izpraznjen kondenzator vklopi zaporedno z analogom tiristorja, je takšna vključitev enakovredna kratkemu stiku v napajalnem tokokrogu ustreznega tiristorja. Posledično se vklopi tiristor in s tem vklopi ustrezno obremenitev.

Ko pritisnete katerokoli drugo tipko, se predhodno aktivirani kanal izklopi in vklopi drug kanal. Ko dolgo pritisnete kateri koli gumb (približno 2 sekundi), se kondenzator C1 napolni, kar je enakovredno odpiranju vezja in vodi do zaklepanja vseh tiristorjev.

Napredno elektronsko stikalno vezje

riž. 12. Shematski diagram tiristorskega stikala za več bremen.

Med tiristorskimi stikali je najnaprednejše vezje, prikazano na sl. 12. Ko pritisnete krmilni gumb, se pojavi zagonski tok, ki je enakovreden kratkemu stiku.

Prej aktivirani tiristorji se izklopijo in tiristor, ki ustreza pritisnjeni tipki, se vklopi. Vezje zagotavlja LED indikacijo vključenega kanala, kot tudi splošni gumb za ponastavitev.

Namesto visokozmogljivih kondenzatorjev lahko uporabimo diodno-kondenzatorske verige (slika 12). Načelo delovanja vezja ostaja enako. Kot obremenitev lahko uporabite nizkonapetostne releje, na primer RMK 11105 z uporom 350 Ohmov za delovno napetost 5 V.

Upor R1 omejuje tok kratkega stika in največji tok porabe na 10 ... 12 mA. Število preklopnih kanalov ni omejeno.

Literatura: Shustov M.A. Praktično načrtovanje vezij (1. knjiga), 2003.

1 Namen

1.1 Blok tiristorskih ojačevalnikov BTU (v nadaljnjem besedilu "naprava"), izdelan na osnovi polprevodniškega polprevodniškega optoelektronskega trifaznega releja, je zasnovan za preklop eno- ali trifazne napetosti, ki se napaja v električni pogon aktuator.

Diskretni vhodi naprave "Odpri", "Zapri" in "Blokiraj", ki zagotavljajo nadzor, so zasnovani za delo s vezji, sestavljenimi iz "suhih kontaktov" in ne zahtevajo dodatnega napajanja.

Naprava ima diskretni izhod za indikacijo prekomernega toka v obliki normalno odprtega "suhega kontakta".

Naprava spremlja trenutno porabo električnega pogona v fazah B in C. V primeru izrednih razmer, kot tudi odvzema napajanja iz zaščitnega vezja, se napajalni tokokrogi odprejo z elektromagnetnim relejem, ki je priključen pred polprevodniškim relejem.

1.2 Pogoji delovanja in stopnja zaščite naprave
1.2.1 Nazivne vrednosti podnebnih dejavnikov - po GOST 15150 za vrsto podnebne spremembe UHL4, atmosfera tipa II (industrijska).
1.2.2 Stopnja zaščite naprave IP20 po GOST 14254 (zaščita pred tujimi trdnimi telesi s premerom več kot 12,5 mm).

2 Tehnični podatki

2.1 Lastnosti naprave:
– število diskretnih vhodov za priključitev zunanjega krmiljenja – tri;
– število diskretnih izhodov za indikacijo preobremenitve v napajalnih tokokrogih naprave – en;
– število preklopljenih faz – tri;
– reverzibilne faze – B in C.

2.2 Na sprednji plošči naprave se nahajajo LED diode DELOVANJE zelena in PREOBREMENItev rdeča, tipka RESET in priključki KONTROLA, VHOD 380 V in IZHOD 380 V.

2.3 Električni parametri in značilnosti
2.3.1 Naprava se napaja iz zunanjega vira konstantne napetosti (24 ± 0,24) V.
2.3.2 Poraba toka naprave prek tokokroga +24 V ne presega 180 mA.
2.3.3 Čas za vzpostavitev načina delovanja ni daljši od 10 s.
2.3.4 Glede na stopnjo zaščite pred električnim udarom naprava spada v zaščitni razred 0 v skladu z zahtevami GOST 12.2.007.0.
2.3.5 Izolacijska napetost med napajalnimi tokokrogi naprave in krmilnimi tokokrogi ter tokokrogom +24 V lahko prenese preskusno napetost ~1500 V, 50 Hz v normalnih podnebnih razmerah brez okvare in površinskega prekrivanja.
2.3.6 Izolacijska upornost napajalnih tokokrogov glede na krmilna vezja in vezje +24 V ni manjša od 20 MOhm v normalnih klimatskih pogojih.

2.4 Naprava je zasnovana za neprekinjeno delovanje.

2.5 Parametri diskretnih vhodov naprave:
– logična nič (ena) na vhodih »Odprto«, »Zapri« ustreza odprtemu (zaprtemu) stanju kontaktov naprave, povezane z napravo;
– logična ničelna napetost na vhodu "Blokiranje" od 0 do 1 V;
– logična na vhodu »Blokiranje« ustreza odprtemu stanju kontaktov naprave, povezane z napravo;
– minimalno trajanje logične enote ali logične ničle je 0,1 s;
– tok v tokokrogih "Odpri", "Zapri" in "Blokiraj" od 15 do 24 mA.

2.6 Mejni parametri tipk naprave:
– stikalna napetost stikala ni večja od 380 V, 50 Hz;
– preklopni tok vklopnega stikala ni večji od 3 A;
– preklopna napetost preobremenitvenega stikala ni večja od ± 36 V;
– preklopni tok preobremenitvenega stikala ni večji od 0,5 A.

2.7 Naprava zagotavlja zaščito pred preobremenitvami in kratkimi stiki v fazah B in C.

2.8 Vrednost toka delovanja zaščite napajalnih tokokrogov električnega pogona je (4,3 ± 0,5) A, čas delovanja je od 2,0 do 20 s.

Opomba
Dovoljeno je zmanjšati odzivni čas zaščite, ko se obremenitveni tok poveča.

2.9 Zanesljivost
2.9.1 Povprečni čas med napakami naprave je vsaj 100.000 ur.
2.9.2 Življenjska doba naprave je 14 let.

3 Splošna struktura in princip delovanja naprave

3.1 Naprava je izdelana na osnovi polprevodniškega optoelektronskega trifaznega releja (v nadaljevanju PR) in je namenjena krmiljenju enofaznega ali trifaznega aktuatorskega električnega pogona.

3.2 Napajalna trifazna napetost za trifazne aktuatorje ali enofazna napetost za enofazne aktuatorje se napaja na elektromagnetni rele, ki zagotavlja deenergizacijo napajalnih tokokrogov in navitij motorja električnega pogona, ko je napajanje naprave izklopljeno. izklopljen ali v primeru izrednih razmer.

3.3 Krmilno napetost za PR ustvari ujemajoče vezje z zunanjimi vezji. Ustrezen vrstni red preklopa močnostnih tokokrogov določa tabela 1.

Tabela 1

Diskretni vhodi naprave (vezja konektorja “CONTROL”)			Močnostni tokokrogi (vhod/izhod)
			Ravna poteza			Povratni hod
Blokiranje	Odprto	Zapri	Faza A	Faza B	Faza C	Faza 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

Opombe:
1. P - odprto;
2. Z - zaprto

3.4 Naprava vsebuje nelinearne elemente (varistorje), ki se uporabljajo kot zaščita PR, in tokovne transformatorje, ki vam omogočajo nadzor trenutne vrednosti toka v fazah B in C.

3.5 Oblikovanje algoritma delovanja naprave zagotavlja mikrokrmilnik.

3.6 Na sprednji plošči naprave so priključki za priklop vhodnih in izhodnih tokokrogov naprave, zelena OPERATION LED in rdeča OVERLOAD LED.

3.7 Napravo sestavljata dve plošči: plošča celice močnostnega kroga NSC in plošča zaščitne celice YaZ. Plošča YSC vsebuje terminalne konektorje, elektromagnetni rele in PR zaščitne elemente. PR je nameščen na kovinski plošči, ki je povezana z YSC preko polistirenskih puš. Plošča YAZ vsebuje elemente ujemajočega vezja in tokovnega senzorja, LED diode OPERATION in OVERLOAD ter tipko RESET.

Kot ohišje naprave je bila uporabljena plastična škatla CM175 podjetja Phoenix Contact GmbH & Co. Podnožje ohišja naprave z nameščenimi tiskanimi vezji je zaprto s pokrovom z zapahi. Na sprednji plošči (pokrov) je okrasna ploščica z imenom, ki opisuje glavne značilnosti naprave. Pokrov ima okna za povezavo vhodnih in izhodnih tokokrogov naprave skozi konektorje, luknje za LED in gumbe.

Naprava je nameščena na montažno letev EN 50 02235x7,5 Phoenix Contact GmbH & Co. (DIN letev).

4 Zasnova in delovanje komponent naprave

4.1 Naprava se napaja in krmili preko konektorja “CONTROL”, izdelanega na osnovi terminalnih konektorjev FRONT 2.5–H/SA5 proizvajalca Phoenix Contact GmbH & Co. Imena in nameni vezij so podani v tabeli 2.

tabela 2

Kontaktna številka	Ime signala	Namen
1	Odprto	Pin 2 napajalni izhod
2
3	Zapri	Pin 4 napajalni izhod
4		Normalno odprt vhod s suhim kontaktom
5	Blokiranje	Pin 6 napajalni izhod
6		Normalno odprt vhod s suhim kontaktom
7, 8	Preobremenitev	Normalno odprt suhi kontaktni izhod
9	+24 V	Napajalni tokokrogi enote
10	Splošno

4.2 Celica močnostnega kroga NSC

NSC je izdelan na osnovi polprevodniškega polprevodniškega optoelektronskega trifaznega releja za izmenični tok s krmiljenjem faznega prehoda skozi "ničlo" 5P55.30TMA-10-8-D8 ESNK.431162.001 TU.

Celica vsebuje zaščitna vezja za notranje preklopne semistorje PR med obračanjem bremena pred udarci trifazne omrežne napetosti in medfaznimi kratkimi stiki.

Nadzor trenutne vrednosti toka faz B in C zagotavljata dva tokovna transformatorja. Napajalni tokokrogi so povezani s priključnimi priključki FRONT 4–H–7.62 podjetja Phoenix Contact GmbH & Co.

4.3 Zaščitna celica YaZ

YaZ vključuje naslednje komponente:
– dva kanala polnovalovnega usmernika;
– dva kanala tokovnih primerjalnikov;
– mikrokrmilnik, ki zagotavlja algoritem delovanja BTU;
– optični sklopnik, ki zagotavlja galvansko ločitev med vezji BTU in vezjem za signalizacijo preobremenitve uporabnika;
– gonilnik, ki prikazuje normalno delovanje celice (LED OPERATION);
– gonilnik za indikacijo preobremenitve naprave (OVERLOAD LED);
– gonilnik za vrnitev naprave v normalni način delovanja (gumb RESET);
– enota za vmesnik in zaščito krmilnih vezij PR;
– sekundarni vir stabilizirane napetosti, ki tvori napajalno napetost + 5 V iz napetosti + 24 V;
– konektor za povezavo krmilnih in napajalnih tokokrogov.

5 Vsebina dobave

Naprava je dobavljena z:

6 Mere in teža

6.1 Skupne dimenzije naprave ne presegajo 175x155x159 mm.

6.2 Teža ne več kot 1,8 kg.

7 Namestitev naprave

7.1 Naprava je nameščena na standardno DIN letev, ki je nameščena v notranjosti omarice ali na steno v vodoravnem položaju.

7.2 Informacije o namestitvi in ​​diagrami za priključitev zunanjih naprav na napravo so podani v uporabniškem priročniku UNKR.468364.002 RE.

8 Dodatne informacije

Podrobne informacije o tehničnih lastnostih, principu delovanja, namestitvi, pripravi za delovanje in postopku delovanja naprave so podane v navodilih za uporabo UNKR.468364.002 RE.

Tiristorji so vrsta polprevodniške naprave. Namenjeni so regulaciji in preklapljanju visokih tokov. Tiristor vam omogoča preklop električnega tokokroga, ko se nanj uporabi krmilni signal. Zaradi tega je videti kot tranzistor.

Običajno ima tiristor tri terminale, od katerih je eden krmilni, druga dva pa tvorita pot toka. Kot vemo, se tranzistor odpre sorazmerno z velikostjo krmilnega toka. Večja kot je, bolj se tranzistor odpira in obratno. Toda s tiristorjem vse deluje drugače. Odpre se popolnoma, naglo. In kar je najbolj zanimivo, se ne zapre niti v odsotnosti kontrolnega signala.

Princip delovanja

Razmislimo o delovanju tiristorja po naslednjem preprostem vezju.

Na anodo tiristorja je priključena žarnica ali LED, preko stikala K2 pa je nanjo priključen pozitivni pol vira napajanja. Tiristorska katoda je priključena na negativ napajalnika. Po vklopu vezja se na tiristor napaja napetost, vendar LED ne sveti.

Če pritisnete tipko K1, steče tok skozi upor do krmilne elektrode in LED začne svetiti. Pogosto je na diagramih označen s črko "G", kar pomeni vrata ali v ruščini zaklop (kontrolni terminal).

Upor omejuje tok krmilnega zatiča. Najmanjši delovni tok tega obravnavanega tiristorja je 1 mA, največji dovoljeni tok pa 15 mA. Ob upoštevanju tega smo v našem vezju izbrali upor z uporom 1 kOhm.

Če ponovno pritisnete gumb K1, to ne bo vplivalo na tiristor in se ne bo nič zgodilo. Za preklop tiristorja v zaprto stanje morate izklopiti napajanje s stikalom K2. Če se napajanje znova priključi, se tiristor vrne v prvotno stanje.

Ta polprevodniška naprava je v bistvu zaskočni elektronski ključ. Prehod v zaprto stanje se zgodi tudi, ko se napajalna napetost na anodi zmanjša na določen minimum, približno 0,7 volta.

Funkcije naprave

Vklopljeno stanje je zaznano zaradi notranje zgradbe tiristorja. Primer diagrama izgleda takole:

Običajno je predstavljen kot dva tranzistorja različnih struktur, povezanih med seboj. Eksperimentalno lahko preizkusite, kako delujejo tranzistorji, povezani po tem vezju. Vendar pa obstajajo razlike v tokovno-napetostnih karakteristikah. Prav tako morate upoštevati, da so bile naprave prvotno zasnovane tako, da prenesejo visoke tokove in napetosti. Na ohišju večine teh naprav je kovinska odprtina, na katero je mogoče pritrditi radiator za odvajanje toplotne energije.

Tiristorji so izdelani v različnih primerih. Naprave z nizko porabo energije nimajo odvajanja toplote. Običajni domači tiristorji izgledajo takole. Imajo masivno kovinsko ohišje in lahko prenesejo visoke tokove.

Osnovni parametri tiristorjev

• Največji dovoljeni prednji tok . To je največja vrednost toka odprtega tiristorja. Pri močnih napravah doseže na stotine amperov.
• Največji dovoljeni povratni tok .
• Napredna napetost . To je padec napetosti pri največjem toku.
• Povratna napetost . To je največja dovoljena napetost na tiristorju v zaprtem stanju, pri kateri lahko tiristor deluje, ne da bi to vplivalo na njegovo delovanje.
• Vklopna napetost . To je najmanjša napetost na anodi. Tu mislimo na minimalno napetost, pri kateri tiristor sploh lahko deluje.
• Najmanjši tok krmilne elektrode . Potrebno je vklopiti tiristor.
• Največji dovoljeni krmilni tok .
• Največja dovoljena disipacija moči .

Dinamični parameter

Čas prehoda tiristorja iz zaprtega stanja v odprto stanje ko pride signal.

Vrste tiristorjev

Obstaja več vrst tiristorjev. Razmislimo o njihovi razvrstitvi.

Glede na način nadzora jih delimo na:

• Diodni tiristorji ali drugače dinistorji. Odprejo jih visokonapetostni impulzi, ki se nanašajo na katodo in anodo.
• Triodni tiristorji ali tiristorji. Odpre jih krmilni tok elektrode.

Triodni tiristorji so razdeljeni na:

• Krmiljenje katode - napetost, ki tvori krmilni tok, se napaja na krmilno elektrodo in katodo.
• Nadzor anode – krmilna napetost se uporablja za elektrodo in anodo.

Tiristor je zaklenjen:

• Z zmanjšanjem anodnega toka - katoda ima manjši zadrževalni tok.
• Z uporabo zaporne napetosti na krmilno elektrodo.

Glede na povratno prevodnost se tiristorji delijo:

• Povratno prevodni - imajo nizko povratno napetost.
• Vzvratno neprevodno - povratna napetost je enaka najvišji prednji napetosti, ko je zaprt.
• Z nestandardizirano vrednostjo povratne napetosti - proizvajalci ne določijo vrednosti te vrednosti. Takšne naprave se uporabljajo na mestih, kjer je povratna napetost izključena.
• Triak - prepušča tokove v dveh smereh.

Pri uporabi triakov morate vedeti, da delujejo pogojno simetrično. Glavni del triakov se odpre, ko se na krmilno elektrodo dovede pozitivna napetost v primerjavi s katodo, anoda pa ima lahko katero koli polarnost. Če pa na anodo pride negativna napetost in na krmilno elektrodo pride pozitivna napetost, se triaki ne odprejo in lahko odpovejo.

Po hitrosti razdeljen s časom odklepanja (vklopa) in časom zaklepanja (izklopa).

Ločitev tiristorjev po moči

Ko tiristor deluje v stikalnem načinu, je največja moč preklopnega bremena določena z napetostjo na tiristorju v odprtem načinu pri največjem toku in največji disipaciji moči.

Efektivni tok na obremenitvi ne sme biti višji od največje izgube moči, deljene z odprto napetostjo.

Enostaven tiristorski alarm

Na podlagi tiristorja lahko naredite preprost alarm, ki se bo odzval na svetlobo in oddajal zvok s piezo oddajnikom. Krmilni terminal tiristorja se napaja s tokom preko fotoupora in nastavitvenega upora. Svetloba, ki zadene fotoupor, zmanjša njegov upor. In krmilni izhod tiristorja začne prejemati odklepni tok, ki zadostuje za odpiranje. Po tem se vklopi piskač.

Prirezovalni upor je namenjen prilagajanju občutljivosti naprave, to je praga odziva pri obsevanju s svetlobo. Najbolj zanimivo je, da tudi v odsotnosti svetlobe tiristor ostane odprt, signalizacija pa se ne ustavi.

Če namestite svetlobni žarek nasproti fotoobčutljivega elementa, tako da sveti nekoliko pod oknom, boste dobili preprost dimni senzor. Dim, ki pride med vir svetlobe in sprejemnik svetlobe, bo razpršil svetlobo, kar bo sprožilo alarm. Ta naprava zahteva ohišje, tako da sprejemnik svetlobe ne prejema svetlobe sonca ali umetnih svetlobnih virov.

Tiristor lahko odprete na drug način. Če želite to narediti, je dovolj, da na kratko uporabite majhno napetost med krmilnim priključkom in katodo.

Tiristorski regulator moči

Zdaj pa poglejmo uporabo tiristorja za predvideni namen. Razmislimo o vezju preprostega tiristorskega regulatorja moči, ki bo deloval iz omrežja izmeničnega toka 220 voltov. Vezje je preprosto in vsebuje le pet delov.

• Polprevodniška dioda VD.
• Spremenljivi upor R1.
• Stalni upor R2.
• Kondenzator C.
• Tiristor VS.

Njihove priporočene nominalne vrednosti so prikazane na diagramu. Kot diodo lahko uporabite KD209, tiristor KU103V ali močnejši. Priporočljivo je, da uporabite upore z močjo najmanj 2 vata, elektrolitski kondenzator z napetostjo najmanj 50 voltov.

To vezje regulira samo en polkrog omrežne napetosti. Če si predstavljamo, da smo odstranili vse elemente iz vezja, razen diode, potem bo prešlo le polovico vala izmeničnega toka in le polovica moči bo tekla v breme, na primer spajkalnik ali žarnico.

Tiristor vam omogoča prehod dodatnih, relativno gledano, kosov pol-cikla, ki jih odreza dioda. Ko spremenite položaj spremenljivega upora R1, se izhodna napetost spremeni.

Krmilni priključek tiristorja je povezan s pozitivnim priključkom kondenzatorja. Ko napetost na kondenzatorju naraste na vklopno napetost tiristorja, se ta odpre in prestane določen del pozitivnega polcikla. Spremenljivi upor bo določil hitrost polnjenja kondenzatorja. In hitreje ko se polni, prej se bo tiristor odprl in imel čas, da preskoči del pozitivnega polcikla, preden se polarnost spremeni.

Negativni polval ne vstopi v kondenzator in napetost na njem je enake polarnosti, zato ni strašljivo, da ima polarnost. Vezje vam omogoča spreminjanje moči od 50 do 100%. To je ravno prav za spajkalnik.

Tiristor prehaja tok v eno smer od anode do katode. Vendar obstajajo sorte, ki prehajajo tok v obe smeri. Imenujejo se simetrični tiristorji ali triaki. Uporabljajo se za krmiljenje obremenitev v AC tokokrogih. Na njihovi osnovi obstaja veliko vezij regulatorja moči.

V različnih elektronskih napravah v tokokrogih izmeničnega toka se tiristorji in triaki pogosto uporabljajo kot vklopna stikala. Ta članek je namenjen pomoči pri izbiri krmilne sheme za takšne naprave.

Najenostavnejši način krmiljenja tiristorjev je oskrba krmilne elektrode naprave z enosmernim tokom velikosti, potrebne za vklop (slika 1). Ključ SA1 na sl. 1 in na naslednjih slikah - to je kateri koli element, ki zagotavlja zaprtje vezja: tranzistor, izhodna stopnja mikrovezja, optični sklopnik itd. Ta metoda je preprosta in priročna, vendar ima pomembno pomanjkljivost - zahteva precej velika moč krmilnega signala. V tabeli 1 prikazuje najpomembnejše parametre za zagotavljanje zanesljivega krmiljenja nekaterih najpogostejših tiristorjev (prve tri položaje zasedajo tiristorji, ostalo pa triaki). Pri sobni temperaturi je za zagotovitev vklopa navedenih tiristorjev potreben tok krmilne elektrode Iу on 70–160 mA. Posledično je pri napajalni napetosti, značilni za krmilne enote, sestavljene na mikrovezjih (10–15 V), potrebna konstantna moč 0,7–2,4 W.

Upoštevajte, da je polarnost krmilne napetosti za SCR pozitivna glede na katodo, za triake pa je negativna za oba pol-cikla ali sovpada s polarnostjo napetosti na anodi. Dodate lahko tudi, da je v skladu z navodili za uporabo pogosto treba obiti krmilni spoj SCR-jev z uporom 51 ohmov (R2 na sliki 1), za triake pa obvod ni potreben.

Dejanske vrednosti toka krmilne elektrode, ki zadostujejo za vklop tiristorja, so običajno manjše od številk, navedenih v tabeli. 1, zato ga pogosto zmanjšajo glede na zajamčene vrednosti: za tiristorje - na 7–40 mA, za triake - na 50–60 mA. Takšno zmanjšanje pogosto vodi do nezanesljivega delovanja naprav in potrebe po predhodnem testiranju ali izbiri tiristorjev. Zmanjšanje krmilnega toka lahko povzroči tudi motnje radijskega sprejema, saj se tiristorji vklopijo pri nizkih tokovih krmilne elektrode pri relativno visoki napetosti na anodi - več deset voltov, kar vodi do tokovnih sunkov skozi obremenitev in, posledično do močnih motenj.

Pomanjkljivost enosmernega krmiljenja tiristorjev je galvanska povezava med virom krmilnega signala in omrežjem. Če je v vezju s triakom (slika 1, b) z ustrezno povezavo omrežnih žic vir krmilnega signala mogoče priključiti na nevtralno žico, potem pri uporabi trinistorja (slika 1, a) ta možnost se pojavi le, če je izključen usmerniški most VD1–VD4. Slednje povzroči polvalovno napajanje obremenitve in dvakratno zmanjšanje dovedene moči.

Trenutno se zaradi velike porabe energije zagonski tiristorji z enosmernim tokom z napajanjem brez transformatorja za zagonske enote (z dušilnim uporom ali kondenzatorjem) praktično ne uporabljajo.

Ena od možnosti za zmanjšanje porabe energije krmilne enote je uporaba neprekinjenega zaporedja impulzov z relativno visokim delovnim ciklom namesto enosmernega toka. Ker je čas vklopa tipičnih tiristorjev 10 μs ali manj, je mogoče na njihovo krmilno elektrodo uporabiti impulze enakega trajanja z delovnim ciklom, na primer 5–10–20, kar ustreza frekvenci 20 –10–5 kHz. V tem primeru se poraba energije zmanjša tudi za 5–10–20-krat.

Vendar ta način nadzora razkriva nekatere nove pomanjkljivosti. Prvič, zdaj se tiristor vklopi ne na samem začetku polcikla omrežne napetosti, ampak v poljubnih časovnih trenutkih, ločenih od začetka polcikla za čas, ki ne presega obdobja sprožilnih impulzov, tj. 50–100–200 μs.

V tem času se lahko omrežna napetost poveča na približno 5–10–20 V. To vodi do motenj radijskega sprejema in do rahlega zmanjšanja izhodne napetosti, ki pa je komaj opazno.

Obstaja še en problem. Če ob vklopu na začetku polcikla med sprožilnim impulzom tok skozi tiristor ne doseže zadrževalnega toka (Isp, tabela 1), se bo tiristor po koncu impulza izklopil. Naslednji impulz bo ponovno vklopil tiristor in se ne bo izklopil le, če bo do konca impulza tok skozi njega večji od zadrževalnega toka. Tako bo tok skozi breme najprej dobil obliko več kratkih impulzov in šele nato sinusno obliko.

Če je obremenitev aktivno induktivna (na primer elektromotor), tok skozi njo med kratkim preklopnim impulzom morda ne bo imel časa, da bi dosegel vrednost zadrževalnega toka, tudi če je trenutna napetost v omrežju največja. Tiristor se bo izklopil po koncu vsakega impulza. Ta pomanjkljivost omejuje trajanje sprožilnih impulzov od spodaj in lahko izniči zmanjšanje porabe energije.

Preklopno vezje za tiristor in triak z impulznim proženjem

Uporaba impulznega zagona olajša galvansko ločitev med krmilno enoto in omrežjem, saj jo lahko zagotovi že majhen transformator s transformacijskim razmerjem blizu 1:1. Običajno je navit na feritnem obroču s premerom 16–20 mm, s skrbno izolacijo med navitji. Pri uporabi majhnih industrijskih impulznih transformatorjev je potrebna previdnost. Običajno imajo nizko izolacijsko napetost (približno 50-100 V) in lahko povzročijo električni udar, če je krmilno vezje med delovanjem naprave izolirano od omrežja.

Preklopno vezje za tiristor in triak z impulznim proženjem.

Zmanjšanje moči, potrebne za impulzno krmiljenje, in možnost uvedbe galvanske izolacije omogočata uporabo breztransformatorskega napajanja v tiristorskih krmilnih enotah.

Vklop tiristorja skozi ključ in omejevalni upor

Tretji razširjeni način vklopa tiristorjev je dovajanje signala krmilni elektrodi iz njene anode prek stikala in omejevalnega upora (slika 2). V takem vozlišču teče tok skozi stikalo nekaj mikrosekund, medtem ko se tiristor vklopi, če je napetost na anodi dovolj visoka. Kot ključi se uporabljajo nizkošumni elektromagnetni releji, visokonapetostni bipolarni tranzistorji, fotodinistorji ali fototriaki (vezja na sliki 2). Način vklopa tiristorja je preprost in priročen, ni kritičen za prisotnost induktivne komponente v obremenitvi, vendar ima pomanjkljivost, ki je pogosto zanemarjena.

Pomanjkljivost je posledica nasprotujočih si zahtev za omejevalni upor R1. Po eni strani mora biti njegov upor čim manjši, da se tiristor vklopi čim bližje začetku polcikla omrežne napetosti. Po drugi strani, ko ključ prvič odprete, če ni sinhroniziran s trenutkom, ko omrežna napetost preide skozi nič, lahko napetost na uporu R1 doseže amplitudo omrežne napetosti, to je 310–350 V. Tokovni impulz skozi ta upor ne sme presegati dovoljenih vrednosti za ključ in krmilni prehod tiristorja. V tabeli V tabeli 2 so prikazani nekateri parametri najpogosteje uporabljenih domačih fototiristorjev (naprave serije AOU103/3OU103 in AOU115 - fotodinistorji, AOU - fototriaki). Na podlagi vrednosti največjega dovoljenega impulznega krmilnega toka (tabela 1) in največjega impulznega toka skozi stikalo (tabela 2) je mogoče določiti najmanjši dovoljeni upor omejevalnega upora za vsak določen par naprav. Na primer, za par KU208G (Iу, vključno z max = 1 A) in AOU160A (Imax, imp = 2 A), lahko izberete R1 = 330 Ohm. Če tok krmilne elektrode, pri katerem je triak vklopljen, ustreza njegovi največji vrednosti 160 mA, se bo triak vklopil pri anodni napetosti 0,16 330 = 53 V.

Kot v primeru dobave krmilnih impulzov z relativno velikim delovnim ciklom, to vodi do motenj in rahlega zmanjšanja izhodne napetosti. Ker je dejanska občutljivost tiristorjev na krmilno elektrodo običajno boljša, je zakasnitev odpiranja tiristorja glede na začetek polcikla manjša od zgoraj izračunane mejne vrednosti.

Upornost omejevalnega upora R1 se lahko zmanjša za upor obremenitve, saj sta v trenutku vklopa povezana zaporedno.

Poleg tega, če je zajamčeno, da je obremenitev induktivno-uporovne narave, lahko dodatno zmanjšate upor navedenega upora. Če pa so obremenitev žarnice z žarilno nitko, ne smemo pozabiti, da je njihova odpornost proti mrazu približno desetkrat manjša od delovne.

Upoštevati je treba tudi, da ima preklopni tok triakov različno vrednost za pozitivne in negativne polvalove omrežne napetosti. Zato se lahko v izhodni napetosti pojavi majhna enosmerna komponenta.

Od fotodinistorjev serije AOU103/3OU103 je samo 3OU103G primeren za krmiljenje tiristorjev v omrežju 220 V pri največji dovoljeni napetosti, vendar je bilo večkrat preverjeno, da sta tako AOU103B kot AOU103V primerna za delovanje v tem načinu.

Razlika med napravami z indeksoma B in C je v tem, da dovajanje napetosti obratne polarnosti na AOU103B ni dovoljeno. Razlika med AOU115G in AOU115D je podobna: naprave z indeksom D omogočajo napajanje povratne napetosti, tiste z indeksom G pa ne.

Znatno zmanjšanje moči, ki jo porabijo krmilna vezja, je mogoče doseči z vklopom toka krmilne elektrode v trenutku vklopa tiristorja. Dve različici diagramov krmilnega vozlišča, ki zagotavljata ta način, sta prikazani na sl. 3.

Vklop SCR v vezju na sl. 3, in se pojavi v trenutku zapiranja kontaktov ključa SA1. Po vklopu SCR se element DD1.1 izklopi in tok krmilne elektrode se ustavi, kar znatno prihrani porabo v krmilnem vezju. Če je napetost na tiristorju v trenutku vklopa SA1 nižja od preklopnega praga DD1.1, se tiristor ne bo vklopil, dokler napetost na njem ne doseže tega praga, tj. postane nekoliko večja od polovice napajalne napetosti. mikrovezja. Mejno napetost lahko nastavite z izbiro upora spodnjega kraka delilnika upora R6. Upor R2 zagotavlja nizek logični nivo na vhodu 1 elementa DD1.1, ko sta tiristor VS1 in diodni most VD2 zaprta.

Za vklop triaka na podoben način je potrebna bipolarna krmilna enota za ujemajoči se element DD1.1 (slika 3, b). Ta enota je sestavljena z uporabo tranzistorjev VT1, VT2 in uporov R2–R4. Tranzistor VT1 je povezan v skladu s skupnim osnovnim vezjem in napetost na njegovem kolektorju postane manjša od preklopnega praga elementa DD1.1, ko je napetost na anodi triaka VS1 pozitivna glede na katodo in jo preseže za približno 7 V Podobno tranzistor VT2 preide v nasičenost, ko negativna napetost na anodi postane večja od –6 V.

Takšna enota za ločevanje trenutka, ko napetost prehaja skozi nič, se pogosto uporablja v različnih razvojih. Kljub vsej navidezni privlačnosti so enote, izdelane po diagramih, prikazanih na sl. 3 in podobni imajo pomembno pomanjkljivost: če se tiristor iz nekega razloga ne vklopi, bo tok skozi njegovo krmilno elektrodo tekel za nedoločen čas. Zato je treba sprejeti posebne ukrepe za omejitev trajanja impulza ali oblikovati vir napajanja za polni tok, tj. Za enako moč kot za vozlišča v skladu z diagramom na sl. 1.

Najbolj ekonomične krmilne sheme uporabljajo tvorbo enega samega preklopnega impulza blizu prehoda omrežne napetosti skozi nič. Dva preprosta diagrama takih oblikovalcev sta prikazana na sl. 4, časovni diagrami njihovega delovanja pa na sl. 5 (a oziroma b). Pomanjkljivost, čeprav v večini primerov povsem nepomembna, je, da do prvega vklopa ne pride na samem začetku polcikla omrežne napetosti, temveč čisto na koncu tistega, v katerem je bilo stikalo SA1 zaprto.

Dvojno trajanje preklopnega impulza 2T0 je določeno s preklopnim pragom elementa ALI NE ob upoštevanju delilnika R2R3 (sl. 4, a) ali praga oblikovalca na VT1, VT2 (sl. 4, b), in se izračuna po formuli

13.jpg (613 bajtov)

Hitrost spremembe omrežne napetosti med prečkanjem ničle

14.jpg (926 bajtov)

in pri Uthr = 50 V bo dvojno trajanje 2T0 = 1 ms. Obratovalni cikel impulzov je 10, povprečna poraba toka pa je 10-krat manjša od vrednosti amplitude, potrebne za zanesljiv vklop tiristorja.

Najmanjše trajanje preklopnega impulza je določeno z dejstvom, da se ne sme končati prej, kot tok skozi breme doseže zadrževalni tok tiristorja. Na primer, če ima obremenitev moč 200 W (Rn = 2202/200 = 242 Ohm) in je zadrževalni tok triaka KU208 150 mA, potem je ta tok dosežen pri trenutni omrežni napetosti 242 0,15 = 36 V, tj. pri stopnji naraščanja 100 V/ms, konec prožilnega impulza ne sme biti prej kot 360 μs od trenutka, ko napetost prečka ničlo. Porabo energije je mogoče zmanjšati za približno desetkrat več z dovajanjem ALI elementov - NE tokokrogov na sliki 1 - na tretji vhod. 4 neprekinjeno zaporedje impulzov (prikazano s črtkanimi črtami), kot je bilo omenjeno na začetku članka v zvezi z vozlišči v skladu z diagrami na sl. 1. V tem primeru se pojavijo enake pomanjkljivosti kot pri neprekinjenem dovajanju impulzov na krmilno elektrodo.

Za zmanjšanje izgub moči je mogoče v vozliščih oblikovati v skladu z diagrami na sl. 4 impulza, ga diferencirajte in uporabite diferencirani zadnji rob kot sprožilec za tiristor (slika 6). Parametre tega prožilnega impulza Ti je treba izbrati na naslednji način. Začeti je treba čim prej po prehodu omrežne napetosti skozi ničlo, tako da je tokovni sunek skozi breme v trenutku vklopa na začetku vsakega polcikla minimalen, motnje in izgube moči pa minimalne. Tukaj je širina impulza, ki nastane v trenutku, ko omrežna napetost preide skozi nič, omejena od spodaj samo s časom polnjenja diferencialnega vezja C1R7 in je lahko precej majhna, vendar končna. Impulz se mora končati, kot pri prejšnji možnosti, ne prej kot takrat, ko tok skozi obremenitev doseže zadrževalni tok tiristorja.

Ko vozlišča delujejo v skladu z diagrami na sl. 7 in 8, uporaba vklopnega impulza na krmilno elektrodo izravna izhodno karakteristiko tiristorja v trenutku, ko omrežna napetost preide skozi ničlo, in s pravilno izbranim trajanjem impulza ohrani tiristor v stanju vklopa, dokler zadrževalni tok je dosežen tudi ob prisotnosti majhne induktivne komponente bremena. Napajalnik za takšne enote je mogoče sestaviti s pomočjo vezja brez transformatorja z dušilnim uporom ali, še bolje, s kondenzatorjem. Ta povezava tiristorjev ne povzroča motenj pri radijskem sprejemu in se lahko priporoča za vse primere krmiljenja bremen z majhno induktivno komponento.

Če ima obremenitev izrazito induktivno naravo, lahko priporočamo krmilna vezja, prikazana na sl. 2. Za zmanjšanje motenj radijskega sprejema je treba v omrežne žice vključiti filtre za dušenje hrupa, in če imajo žice od regulatorja do bremena opazno dolžino, potem tudi te žice.

Možnosti za krmiljenje tiristorjev, ko se uporabljajo kot stikala, so bile obravnavane zgoraj. Pri fazno-impulznem nadzoru moči obremenitve lahko uporabite zgoraj opisane rešitve vezja za generiranje impulzov v trenutkih, ko omrežna napetost prehaja skozi nič, da zaženete časovno enoto za zagon tiristorja. Upoštevajte, da mora takšno vozlišče zagotavljati stabilno zakasnitev vklopa tiristorja, neodvisno od omrežne napetosti in temperature, trajanje generiranega impulza pa mora zagotoviti, da je zadrževalni tok dosežen ne glede na trenutek vklopa bremena znotraj pol cikla.