Дослідження регуляторів потужності на тиристорі і симисторі, страница 3

Крива струму в навантаженні при фазовому керуванні тиристорами несинусоїдальна, що викликає спотворення форми напруги живлення мережі і порушення в роботі споживачів, чутливих до високочастотним завад - виникає так звана електромагнітна несумісність.

При використанні тиристора в ланцюгах змінного струму його відключення відбувається кожного разу при зміні полярності робочої напруги. Це робить можливим застосування тиристорів в ланцюгах регулювання потужності.
Тиристор можна відкрити в той час, коли напруга на його аноді позитивна. Після закінчення напівхвилі змінної напруги тиристор закриється. Діюче значення напруги на навантаженні буде змінюватися в залежності від «кута відкриття» тиристора.

Тиристор як регулятор потужності передає в навантаження потужність тільки одного з двох періодів робочої напруги.

Тиристор в ланцюзі постійного струму

Способи примусової комутації для виключення тиристора в  колі постійного струму вельми різноманітні. Найбільш характерні з них наступні: підключення попередньо зарядженого конденсатора з ключем S (рис. 4.7, а); підключення LC-ланцюга з попередньо зарядженим конденсатором CK (рис 4.7 б), використання коливального характеру перехідного процесу в ланцюзі навантаження (рис 4.7, в).

При комутації за схемою на рис. 4.7,а підключення комутуючого конденсатора із зворотною полярністю,  наприклад іншим допоміжним тиристором, викличе його розряд на основний тиристор. Так як розрядний струм конденсатора скеровано зустрічно прямому струму тиристора, останній знижується до нуля і тиристор вимикається.

У схемі на рис. 4.7, б підключення LC-контура викликає коливальний розряд комутуючого конденсатора Ск. При цьому, на початку розрядний струм протікає через тиристор зустрічно його прямому струму, коли вони стають рівними, тиристор вимикається. Далі струм LC-контура переходить з тиристора VS в діод VD. Поки через діод VD протікає струм контуру, до тиристору VS буде прикладена зворотна напруга, рівна падінню напруги на відкритому діоді.

Рисунок 4.7 - Способи штучної комутації тиристорів: а) - за допомогою зарядженого конденсатора С; б) - за допомогою коливального розряду LC-контура, в) - за рахунок коливального характеру навантаження

У схемі на рис. 4.7, в  включення тиристора VS на комплексне  RLC-наванта-ження викличе перехідний процес. За певних параметрів  навантаження цей процес може мати коливальний характер з зміною полярності струму навантаження. У цьому випадку після виключення тиристора VS відбувається включення діода VD, який починає проводити струм протилежної полярності. Іноді цей спосіб комутації називають квазіприродним, так як він пов'язаний зі зміною полярності струму навантаження.

4.1.5 Захист тиристорів

Тиристори є приладами, критичними до швидкостей наростання прямого струму dI / dt і прямої напруги dU / dt. Тиристорам, як і диодам, притаманне явище протікання зворотного струму відновлення, різке спадання якого до нуля посилює можливість виникнення перенапруг з високим значенням dU / dt. Такі перенапруги є наслідком різкого припинення струму в індуктивних елементах схеми, включаючи малі індуктивності монтажу. Тому для захисту тиристорів зазвичай використовують різні схеми ЦФТП, які в динамічних режимах здійснюють захист від неприпустимих значень dI / dt і dU / dt.

У більшості випадків внутрішній індуктивний опір джерел напруги, що входять в ланцюг включеного тиристора, виявляється достатнім, щоб не вводити додаткову індуктивність LS. Тому на практиці частіше виникає необхідність у ЦФТП, що знижують рівень і швидкість перенапруг при виключенні (рис. 4.8).

Для цієї мети зазвичай використовують RC-ланцюги, що підключаються паралельно тиристору. Існують різні схемотехнічні модифікації RC-ланцюгів і методики розрахунку їх параметрів для різних умов використання тиристорів.
Для замикаються тиристорів застосовуються ланцюги формування траєкторії перемикання, аналогічні за схемотехнікою  ЦФТП транзисторів.