Устройства преобразовательной техники. Виды аварийных процессов преобразователей, страница 9

Выходной формирователь импульсов рассчитывают на создание управляющего напряжения U_у между управляющим электродом и катодом тиристора для обеспечения нужного тока управляющего электрода из условия надежного отпирания используемых тиристоров. Необходимые данные получают из диаграммы управления тиристором, приводимой в каталогах и справочниках.

Рис. 51.

Диаграмма управления тиристором.

Диаграмма управления тиристором показана на рис. 51. Область гарантированного отпирания тиристора расположена между гранич­ными кривыми I и II. Кривая I соответствует входной характеристи­ке прибора с максимальным входным сопротивлением, а кривая II - входной характеристике прибора с минимальным входным сопротив­лением (для прибора того же типа). Координаты точек, отвечающие значениям напряжения U_y и тока i_у, при которых происходит отпи­рание всех тиристоров данного типа (с учетом разброса их парамет­ров), лежат в пределах заштрихованной области. Границы этой об­ласти обычно приводятся для максимальной, минимальной и комнат­ной температур. На диаграмме проводятся линии максимально до­пустимых значений напряжения U_ymax и тока i_ymax. а также кри­вая допустимой по режиму нагрева мощности, рассеиваемой в управ­ляющем переходе прибора.

Очевидно, отпирание используемого тиристора будет обеспечено, если внешняя характеристика выходного формирователя (прямая MN) будет проходить над областью значений напряжения и тока уп­равляющего электрода, соответствующих отпиранию. Так как внут­реннее сопротивление выходного формирователя обычно мало, его внешняя характеристика определяется дополнительно вводимым в цепь управляющего электрода ограничительным резистором R_y. Точка М определяет напряжение U_вых вторичной обмотки транс­форматора выходного формирователя в режиме холостого хода (при отключенной от нее цепи управления тиристором). Точка N характе­ризует режим короткого замыкания участка управляющий электрод - катод тиристора. Ей соответствует ток I = U_вых /Rу Участок АВ внешней характеристики определяет возможные значения напряже­ния и тока цепи управляющего электрода при отпирании тиристоров данного класса с учетом существующего разброса по входным харак­теристикам. Точке В отвечает наибольший потребляемый ток от вы­ходного формирователя, в связи с чем на этот ток и производят его расчет.

Выходные формирователи  импульсов  выполняют  на транзи­сторах     и     маломощных    тиристорах. Транзисторные формирователи применяют для создания запускающего тока до 5 А. Тиристорные формирователи используют преимущественно в СУ преобразователей с групповым сое­динением силовых тиристоров (пос­ледовательным, параллельным или последовательно - параллельным), когда амплитуда выходного тока составляет десятки ампер.

Транзисторные формирователи строят по схеме усилителя с транс­форматорным выходом. Схемы та­ких усилителей помимо выходного транзисторного формирователя с трансформаторным выходом содер­жат предварительный формирова­тель импульсов требуемой длитель­ности (обычно одновибратор), за­пускаемый от нуль - органа. Связь транзисторного формирователя с одновибратором осуществляется посредством одного или несколь­ких каскадов усиления импуль­сов.

Указанные схемы выходных формирователей создают напряже­ние и ток управляющей цепи си­лового тиристора прямоугольной формы. Однако более рациональной считается форма управляющего сигнала, показанная на рис. 6.44, в. Большой по величине, но неболь­шой по длительности (50-100 мкс) начальный импульс обеспечивает на­дежное отпирание тиристора при малом времени протекания процес­са и малых потерях энергии в тиристоре при переключении его из за­крытого в открытое состояние. Далее импульс продолжается на мень­шем уровне, необходимом для поддержания тиристора в открытом состоянии.

При такой форме импульса помимо сокращения потерь энергии в тиристоре при переключении (за счет крутого нарастания управляю­щего тока) существенно уменьшается мощность потерь от управляющего тока, а также мощность выходного формирователя. Вследствие уменьшения (в 1,5-2 раза) импульса на его горизонтальном участ­ке упрощается и задача передачи через трансформатор импульсов большой длительности.