Tyrystorowe techniki komutacyjne

Aby włączyć tyrystor, istnieją różne metody wyzwalania, w których impuls wyzwalający jest podawany na jego zacisk bramki. Podobnie, istnieją różne techniki, aby wyłączyć tyrystor, techniki te są nazywane Tyrystory komutacyjne techniki. Można to zrobić, przywracając Tyrystor z powrotem do stanu blokowania do przodu ze stanu przewodzenia do przodu. Aby wprowadzić tyrystor w stan blokowania do przodu, prąd przewodzenia jest zmniejszany poniżej poziomu prądu podtrzymania. W celu kondycjonowania mocy i sterowania mocą tyrystor przewodzący musi być odpowiednio komutowany.

W tym samouczku wyjaśnimy różne techniki komutacji tyrystorów. Wyjaśniliśmy już o tyrystorze i jego metodach wyzwalania w naszym poprzednim artykule.

Istnieją głównie dwie techniki komutacji tyrystorów: naturalna i wymuszona. Technika wymuszonej komutacji jest dalej podzielona na pięć kategorii, które są klasami A, B, C, D i E.

Poniżej klasyfikacja:

• Naturalna komutacja
• Wymuszona komutacja
  • Klasa A: komutacja własna lub obciążenia
  • Klasa B: komutacja rezonansowo-impulsowa
  • Klasa C: Komplementarna komutacja
  • Klasa D: komutacja impulsów
  • Klasa E: Zewnętrzna komutacja impulsów

Naturalna komutacja

Naturalna komutacja występuje tylko w obwodach prądu przemiennego i jest tak nazwana, ponieważ nie wymaga żadnego obwodu zewnętrznego. Kiedy dodatni cykl osiąga zero, a prąd anodowy jest zerowy, natychmiast zostaje przyłożone napięcie wsteczne (cykl ujemny) na tyrystor, co powoduje wyłączenie tyrystora.

Naturalna komutacja występuje w regulatorach napięcia AC, cyklokonwerterach i prostownikach sterowanych fazowo.

Wymuszona komutacja

Jak wiemy, w obwodach prądu stałego nie ma naturalnego prądu zerowego, takiego jak naturalna komutacja. Tak więc wymuszona komutacja jest stosowana w obwodach prądu stałego i jest również nazywana komutacją prądu stałego. Wymaga elementów komutujących, takich jak indukcyjność i pojemność, aby na siłę zmniejszyć prąd anodowy tyrystora poniżej wartości prądu podtrzymania, dlatego nazywa się to wymuszoną komutacją. W obwodach przerywacza i falowników stosowana jest głównie komutacja wymuszona. Wymuszona komutacja jest podzielona na sześć kategorii, które wyjaśniono poniżej:

1. Klasa A: komutacja własna lub obciążenia

Klasa A jest również nazywana „samokomutacją” i jest jedną z najczęściej stosowanych technik spośród wszystkich technik komutacji tyrystorowych. W poniższym obwodzie cewka, kondensator i rezystor tworzą drugi rząd w obwodzie wilgotnym.

Gdy zaczniemy dostarczać napięcie wejściowe do obwodu, tyrystor nie włączy się, ponieważ do włączenia potrzebny jest impuls bramki. Teraz, gdy tyrystor włącza się lub jest spolaryzowany do przodu, prąd przepłynie przez cewkę indukcyjną i naładuje kondensator do wartości szczytowej lub równej napięciu wejściowemu. Teraz, gdy kondensator zostaje w pełni naładowany, polaryzacja cewki zostaje odwrócona i cewka zaczyna przeciwstawiać się przepływowi prądu. Z tego powodu prąd wyjściowy zaczyna spadać i osiągać zero. W tej chwili prąd jest poniżej prądu podtrzymującego Tyrystora, więc Tyrystor wyłącza się.

2. Klasa B:

Komutacja klasy B jest również nazywana komutacją rezonansowo-impulsową. Istnieje tylko niewielka zmiana między obwodem klasy B i klasy A. W klasie B obwód rezonansowy LC jest połączony równolegle, podczas gdy w klasie A jest szeregowo.

Teraz, gdy przykładamy napięcie wejściowe, kondensator zaczyna ładować się do napięcia wejściowego (Vs), a tyrystor pozostaje spolaryzowany odwrotnie, aż do zastosowania impulsu bramki. Kiedy zastosujemy impuls bramki, tyrystor włącza się i teraz prąd zaczyna płynąć z obu stron. Ale wtedy stały prąd obciążenia przepływa przez rezystancję i indukcyjność połączone szeregowo, ze względu na dużą reaktancję.

Następnie przez obwód rezonansowy LC przepływa prąd sinusoidalny, aby naładować kondensator z odwrotną polaryzacją. W związku z tym, pojawia się napięcie wsteczne przez tyrystor, co powoduje, że Ic (obecna komutacyjne), aby przeciwstawić się przepływ prądu anodowego I _A. Dlatego z powodu tego przeciwstawnego prądu komutacji, gdy prąd anodowy jest mniejszy niż prąd trzymania, tyrystor wyłącza się.

3. Klasa C:

Komutacja klasy C jest również nazywana komutacją komplementarną. Jak widać na poniższym obwodzie, równolegle są dwa tyrystory, jeden główny, a drugi pomocniczy.

Początkowo oba tyrystory są wyłączone, a napięcie na kondensatorze również wynosi zero. Teraz, gdy impuls bramki jest przyłożony do głównego tyrystora, prąd zacznie płynąć z dwóch ścieżek, jednej z R1-T1, a drugiej z R2-C-T1. W związku z tym kondensator zaczyna również ładować się do wartości szczytowej równej napięciu wejściowemu przy biegunowości dodatniej płyty B i ujemnej płyty A.

Teraz, gdy impuls bramki jest przyłożony do tyrystora T2, włącza się on i ujemna polaryzacja prądu pojawia się na tyrystorze T1, co powoduje wyłączenie T1. Kondensator zaczyna się ładować z odwrotną polaryzacją. Po prostu możemy powiedzieć, że kiedy T1 włącza się, wyłącza T2, a gdy T2 włącza, wyłącza T1.

4. Klasa D:

Komutacja klasy D jest również nazywana komutacją impulsów lub komutacją napięcia. Podobnie jak obwód komutacyjny klasy C, obwód komutacyjny klasy D składa się również z dwóch tyrystorów T1 i T2 i są one nazwane odpowiednio jako główne i pomocnicze. Tutaj dioda, cewka i pomocniczy tyrystor tworzą obwód komutacyjny.

Początkowo oba tyrystory są wyłączone, a napięcie na kondensatorze C również wynosi zero. Teraz, gdy przykładamy napięcie wejściowe i uruchamiamy Tyrystor T1, zaczyna przez niego przepływać prąd obciążenia. Kondensator zaczyna ładować się z biegunowością ujemną płyty A i dodatnią płyty B.

Teraz, gdy wyzwalamy pomocniczy Tyrystor T2, główny Tyrystor T1 wyłącza się i kondensator zaczyna ładować z odwrotną polaryzacją. Pełne naładowanie powoduje wyłączenie pomocniczego Tyrystora T2, ponieważ kondensator nie pozwala na przepływ prądu przez niego, gdy jest w pełni naładowany.

Dlatego też prąd wyjściowy będzie równy zeru, ponieważ na tym etapie oba tyrystory są w stanie WYŁĄCZENIA.

5. Klasa E:

Komutacja klasy E jest również nazywana komutacją impulsów zewnętrznych. Teraz możesz zobaczyć na schemacie obwodu, tyrystor jest już nastawiony do przodu. Tak więc, gdy uruchomimy Tyrystor, prąd pojawi się przy obciążeniu.

Kondensator w obwodzie służy do ochrony dv / dt tyrystora, a transformator impulsowy służy do wyłączania tyrystora.

Teraz, gdy podajemy impuls przez transformator impulsowy, w kierunku katody popłynie prąd przeciwny. Ten przeciwny prąd przeciwstawia się przepływowi prądu anodowego i jeśli I _A - I _P <I _H Tyrystor się wyłączy.

Gdzie I _A jest prądem anodowym, I _P jest prądem pulsacyjnym, a I _H jest prądem podtrzymującym.