Tyristorové komutační techniky

Chcete-li zapnout tyristor, existují různé spouštěcí metody, při kterých je spouštěcí pulz aplikován na jeho terminál Gate. Stejně tak existují různé techniky, aby vypnout tyristory Tyto techniky se nazývají tyristory Gumové techniky. Toho lze dosáhnout uvedením tyristoru zpět do stavu blokování vpřed ze stavu dopředného vedení. Aby se tyristor dostal do stavu blokování dopředu, je dopředný proud snížen pod úroveň udržovacího proudu. Pro účely úpravy výkonu a řízení výkonu musí být vodivý tyristor správně komutován.

V tomto tutoriálu vysvětlíme různé techniky tyristorové komutace. O tyristoru a jeho spouštěcích metodách jsme již vysvětlili v našem předchozím článku.

U tyristorové komutace existují hlavně dvě techniky: přirozená a vynucená. Technika nucené komutace je dále rozdělena do pěti kategorií, které jsou třídy A, B, C, D a E.

Níže je klasifikace:

• Přirozená komutace
• Nucená komutace
  • Třída A: Samočinná nebo zátěžová komutace
  • Třída B: Rezonanční pulzní komutace
  • Třída C: Doplňková komutace
  • Třída D: Impulzní komutace
  • Třída E: Externí pulzní komutace

Přirozená komutace

Přirozená komutace se vyskytuje pouze v obvodech střídavého proudu a je pojmenována tak, protože nevyžaduje žádný externí obvod. Když kladný cyklus dosáhne nuly a anodový proud je nulový, okamžitě se na tyristor přivede zpětné napětí (záporný cyklus), což způsobí vypnutí tyristoru.

K přirozené komutaci dochází v řadičích střídavého napětí, cyklokonvertorech a fázově řízených usměrňovačích.

Nucená komutace

Jak víme, v stejnosměrných obvodech neexistuje žádný přirozený nulový proud, jako je přirozená komutace. Forced Commutation se tedy používá v DC obvodech a také se nazývá DC komutace. Vyžaduje komutační prvky, jako je indukčnost a kapacita, aby se silně snížil anodový proud tyristoru pod hodnotu udržovacího proudu, proto se nazývá Forced Commutation. V obvodech Chopper a Inverters se používá hlavně vynucená komutace. Nucená komutace je rozdělena do šesti kategorií, které jsou vysvětleny níže:

1. Třída A: Samočinná nebo zátěžová komutace

Třída A se také nazývá „Self-Commutation“ a je jednou z nejpoužívanějších technik ze všech tyristorových komutačních technik. V níže uvedeném obvodu tvoří induktor, kondenzátor a rezistor druhého řádu pod vlhkým obvodem.

Když začneme dodávat vstupní napětí do obvodu, tyristor se nezapne, protože k zapnutí se vyžaduje hradlový puls. Nyní, když se tyristor zapne nebo je předpjatý, bude proud protékat induktorem a nabije kondenzátor na jeho špičkovou hodnotu nebo rovnou vstupnímu napětí. Nyní, když se kondenzátor plně nabije, dojde k obrácení polarity induktoru a induktor začne proti proudu. Z tohoto důvodu začne výstupní proud klesat a dosahovat nuly. V tomto okamžiku je proud pod přídržným proudem tyristoru, takže tyristor se vypne.

2. Třída B:

Komutace třídy B se také nazývá komutace rezonanční-pulzní. Mezi okruhy třídy B a třídy A je jen malá změna. Ve třídě B je LC rezonanční obvod zapojen paralelně, zatímco ve třídě A je zapojen do série.

Nyní, když aplikujeme vstupní napětí, kondenzátor se začne nabíjet až na vstupní napětí (Vs) a tyristor zůstane obráceně předpjatý, dokud nebude použit hradlový puls. Když použijeme hradlový impuls, tyristor se zapne a nyní začne proud proudit oběma způsoby. Potom však proud konstantní zátěže protéká odporem a indukčností zapojenou do série kvůli své velké reaktanci.

Potom protéká sinusový proud LC rezonančním obvodem, aby se kondenzátor nabil s obrácenou polaritou. Navíc se zdá, přes tyristory, což způsobuje, že proud Ic (komutační proud) se proti toku anody proud I reverzní napětí _A. Proto v důsledku tohoto opačného komutačního proudu, když je anodový proud menší než přídržný proud, tyristor se vypne.

3. Třída C:

Komutace třídy C se také nazývá komplementární komutace. Jak vidíte níže, obvod má paralelně dva tyristory, jeden je hlavní a druhý pomocný.

Zpočátku jsou oba tyristory ve vypnutém stavu a napětí na kondenzátoru je také nulové. Nyní, když je hradlový impuls aplikován na hlavní tyristor, začne proud proudit ze dvou cest, jedna je z R1-T1 a druhá je R2-C-T1. Proto kondenzátor také začne nabíjet na špičkovou hodnotu rovnající se vstupnímu napětí s polaritou desky B kladné a desky A záporné.

Nyní, když je hradlový impuls aplikován na tyristor T2, zapne se a na tyristoru T1 se objeví záporná polarita proudu, která způsobí vypnutí T1. A kondenzátor se začne nabíjet s obrácenou polaritou. Jednoduše můžeme říci, že když se T1 zapne, vypne se T2 a jak se T2 zapne, vypne se T1.

4. Třída D:

Komutace třídy D se také nazývá impulsní komutace nebo komutace napětí. Jako třída C se komutační obvod třídy D skládá také ze dvou tyristorů T1 a T2 a jsou pojmenovány jako hlavní a pomocné. Zde dioda, induktor a pomocný tyristor tvoří komutační obvod.

Zpočátku jsou oba tyristory ve vypnutém stavu a napětí na kondenzátoru C je také nulové. Nyní, když aplikujeme vstupní napětí a spouštíme tyristor T1, začne ním protékat zátěžový proud. A kondenzátor se začne nabíjet s polaritou desky A zápornou a desky B kladnou.

Nyní, když spustíme pomocný tyristor T2, hlavní tyristor T1 se vypne a kondenzátor se začne nabíjet s opačnou polaritou. Když se plně nabije, způsobí vypnutí pomocného tyristoru T2, protože kondenzátor neumožňuje tok proudu skrz něj, když se plně nabije.

Proto bude výstupní proud také nulový, protože v této fázi jsou oba tyristory ve vypnutém stavu.

5. Třída E:

Komutace třídy E se také nazývá externí pulzní komutace. Nyní můžete vidět na schématu zapojení, že tyristor je již v předpětí. Když tedy spustíme tyristor, objeví se při zatížení proud.

Kondenzátor v obvodu slouží k ochraně dv / dt tyristoru a pulzní transformátor slouží k vypnutí tyristoru.

Nyní, když dáváme impuls pulzním transformátorem, protéká opačný proud ve směru katody. Tento opačný proud je proti toku anodového proudu a pokud I _A - I _P <I _H tyristor zhasne.

Kde I _A je anodový proud, I _P je pulzní proud a I _H je udržovací proud.