Способ регулирования угла включения тиристора, схема и принцип действия.

Тиристорный контактор переменного тока.

Тиристорный контактор с управлением от анодного напряжения (рис.1)

Рис.1

Принцип действия: Силовой блок контактора выполнен по схеме с встречно-параллельным соединением тиристоров VS1 и VS2. Управление им осуществляется с помощью цепи, состоящей из резисторов R1, R2, R3 и механического контакта S. Эта цепь подключена параллельно тиристорам, поэтому при замкнутом ключе S напряжение на ее элементах, и в частности на резисторах R1 и R3, изменяется синхронно с анодным напряжением на тиристорах. А так как эти резисторы подключены параллельно управляющим цепям тиристоров, то напряжение одной полярности одновременно нарастает и на аноде тиристора, и на его управляющем электроде. Если это напряжение является положительным, например, по отношению к тиристору VS1 и снимаемое с резистора R1 напряжение превышает значение отпирающего напряжения, тиристор VS1 включается. При изменении полярности напряжения таким же образом происходит включение тиристора VS2. Диоды VD1 и VD2 в схеме необходимы для защиты управляющих цепей тиристоров от обратного напряжения при отрицательном напряжении на их анодах. Регулируемый резистор R2 в управляющей цепи выбирается из условия ограничения амплитуды импульса тока управления до допустимого для используемых тиристоров значения IGmax. Изменением сопротивления резистора R2 можно управлять током во входных цепях тиристоров и, следовательно, моментом включения их по отношению к началу полупериода напряжения. В результате контактор становится способным выполнять еще одну функцию – регулирование тока в нагрузке.

Способ регулирования угла включения тиристора, схема и принцип действия.

Предельный угол задержки включения тиристоров amax, который можно обеспечить резисторной управляющей цепью, равен 90^о. Минимальный угол задержки включения тиристоров при активной нагрузке a=2^о. Это объясняется тем, что все тиристоры имеют порог чувствительности по управляющей цепи и, кроме того, изменяющееся по синусоидальному закону анодное напряжение тоже должно превысить пороговое значение U(TO) по крайней мере, в два раза. Эти факторы приводят к появлению бестоковых пауз в кривой тока нагрузки (tп на рис.1). Из-за разброса характеристик управления тиристоров эти паузы могут быть неодинаковы по длительности, что приводит к появлению постоянной составляющей в токе нагрузки. При необходимости углы задержки включения тиристоров выравнивают регулированием токов управления посредством изменения сопротивления построечных резисторов R1 и R3. Схема, иллюстрирующая возможность изменения угла включения тиристора в пределах всего полупериода (a=180о), показана на рис 2.

Рис.2 рис.3

Принцип действия.

В течение отрицательного полупериода напряжения (по отношению к тиристору) конденсатор С заряжается через диод VD2 и нагрузку Rн практически до амплитудного значения напряжения сети с полярностью, указанной на рис.2. Когда анодное напряжение на тиристоре становится положительным, конденсатор перезаряжается через переменный резистор R и нагрузку от напряжения, равного –Um до напряжения UGT, при котором происходит включение тиристора VS1 (рис.3). Изменяя постоянную цепи зарядки конденсатора τ =(R+Rн)С посредством регулируемого резистора R, можно обеспечить задержку включения тиристора относительно максимального анодного напряжения, т.е. на угол a>90о. Применяемый в рассмотренных схемах способ управления тиристорами является одним из самых простых и надежных, так как реализуется минимальным числом элементов в управляющих цепях. Непосредственная связь управляющего электрода и анода тиристора дает возможность обеспечить выполнение и других требований, которые предъявляются к системам управления, а именно: автоматически осуществляется жесткая синхронизация поступления управляющих сигналов с моментом возможного включения тиристоров; потери мощности на управление малы, так как длительность воздействия тока управления регулируется самим тиристором. Как только он переключается в проводящее состояние, управляющая цепь оказывается зашунтированной малым сопротивлением и ток в ней уменьшается до нуля.