Содержание курса лекций по дисциплине: “Основы преобразовательной техники”, страница 3

Прямое сопротивление стремится к нулю R пр ® 0.

Uа – обратное напряжение, I а = 0.

R обр ® ¥  (сотни кОм).

Идеальный вентиль: Rпр = 0, Rобр = ¥.

Рис.  2 – ВАХ  диода

 
Вольт-амперная характеристика диода

U a > 0 – прямая ветвь ВАХ диода.

U a < 0 – обратная ветвь ВАХ диода ( Iобр » 0 ).

При Uобр = U проб  происходит пробой  p-n-перехода.

2. Управляемый вентиль. Тиристор (VS).

Подпись: Рис.  3 – Условное графическое обозначение тиристора

Тиристор – это полупроводниковый прибор, обладающий двумя устойчивыми состояниями: состоянием низкой проводимости (тиристор закрыт) и состоянием высокой проводимости (тиристор открыт). Перевод тиристора из закрытого состояния в открытое в электрической цепи осуществляется внешним воздействием на прибор.

±Ua,  ± Uу. ® I a > 0 – включение тиристора

Ua ® I a = I обр. » 0 - выключение тиристора (перемена полярности между анодом А и катодом К).

Вольт-амперная характеристика тиристора

Подпись: Рис.  4 – ВАХ  тиристораПри ½U a½>½U вкл.½ - тиристор ведет себя, как диод. Выключить тиристор можно уменьшением тока

I a < Iудерж.

Предельные статические параметры тиристоров:  Ia, Ia max, Uобр max, tвк, tвыкл.

Динамические параметры: .

Вентили в цепях переменного тока


1. Полупроводниковый диод


На интервале от 0 до p  (положительная полуволна), к вентилю приложено прямое напряжение ±Uа. Ток вентиля  будет повторять напряжение по форме.

Если напряжение изменило полярность (на интервале от p до 2p), то при напряжении Ua вентиль проводить ток не будет.

На участке времени:  0 < J < p , ±Uа – прямое, .

И на участке:  p < J < 2p , Uа – обратное, iа =0.

Iн – средний ток за период.


2. Тиристор в цепи переменного тока


Напряжение между анодом (А) и катодом (К) VS1 изменяется с частотой f = 50 Гц. Тиристор может быть включён только во время положительного полупериода анодного напряжения. Включить тиристор можно подачей сигнала на управляющий электрод Uуэ.

На участке от 0 ¸ a VS1 заперт, ia = 0. В момент J = a с приходом отпирающего импульса происходит переключение тиристора в проводящее состояние (tвкл = 10 ¸ 30 мкс).

На участке a ¸p VS1 открыт ±U a ®

На участке p ¸2p VS1 заперт обратным напряжением U a ® ia = 0.

Способы коммутации вентилей

1.  Естественная коммутация (включение и выключение при изменении полярности).

2.  Принудительная коммутация (применяется для защиты). В этом случае на время запирания вентиля к нему  прикладывается обратное напряжение.


На рис.9 приведена схема принудительной коммутации вентиля. Конденсатор С1 предварительно заряжен до напряжения. Если замкнуть ключ К, то напряжение  приложится между анодом  и катодом  вентиля VS1  с обратной полярностью, что обеспечит запирание вентиля.

Понятие о выпрямлении напряжения и тока

Выпрямление – процесс получения пульсирующего напряжения из переменного.

При однополупериодном выпрямлении напряжение на нагрузке определяется исходя из формулы   .


Величина выпрямленного напряжения зависит от характера нагрузки (рис.10-11).



Понятие об инвертировании


Инвертирование – преобразование напряжения постоянного тока в переменное напряжение. Инверторы, ведомые сетью, осуществляют такое преобразование с передачей энергии в сеть переменного тока, то есть решают задачу, обратную выпрямлению. Ведомые инверторы выполняются по тем же схемам, что и управляемые выпрямители. На рис. 12 приведена двухполупериодная схема однофазного ведомого инвертора с нулевым выводом трансформатора. В качестве источника инвертируемой энергии принята машина постоянного тока, работающая в режиме генератора.