Mga aparatong AC semiconductor

Ang schematic diagram at disenyo ng AC semiconductor electrical device ay tinutukoy ng layunin, mga kinakailangan at mga kondisyon ng operating. Sa malawak na application na nahahanap ng mga contactless device, mayroong malawak na iba't ibang mga posibilidad para sa kanilang pagpapatupad. Gayunpaman, lahat ng mga ito ay maaaring katawanin ng isang pangkalahatang block diagram na nagpapakita ng kinakailangang bilang ng mga functional na bloke at ang kanilang pakikipag-ugnayan.

Ipinapakita ng Figure 1 ang isang block diagram ng isang AC semiconductor device sa unipolar construction. Kabilang dito ang apat na functionally complete units.

Ang power supply unit 1 na may surge protection elements (RC-circuit sa Figure 1) ang batayan ng switching device, ang executive body nito. Maaari itong gawin batay sa mga kontroladong balbula lamang - thyristors o sa tulong ng mga diode.

Kapag nagdidisenyo ng isang aparato para sa kasalukuyang lumalampas sa kasalukuyang mga limitasyon ng isang solong aparato, kinakailangan upang ikonekta ang mga ito nang magkatulad.Sa kasong ito, ang mga espesyal na hakbang ay dapat gawin upang maalis ang hindi pantay na pamamahagi ng kasalukuyang sa mga indibidwal na aparato, na dahil sa hindi pagkakakilanlan ng kanilang kasalukuyang-boltahe na mga katangian sa kondaktibong estado at ang pamamahagi ng oras ng pag-on.

Ang control block 2 ay naglalaman ng mga device na pumipili at nakakaalala ng mga command na nagmumula sa mga control o protection body, bumubuo ng mga control pulse na may mga set na parameter, i-synchronize ang pagdating ng mga pulso na ito sa mga input ng thyristor sa mga sandali kapag ang kasalukuyang sa load ay tumatawid sa zero.

Ang circuit ng control unit ay nagiging mas kumplikado kung ang aparato, bilang karagdagan sa circuit switching function, ay kailangang mag-regulate ng boltahe at kasalukuyang. Sa kasong ito, ito ay pupunan ng isang phase control device, na nagbibigay ng shift ng control pulses sa pamamagitan ng isang naibigay na anggulo na may kaugnayan sa zero kasalukuyang.

Ang bloke ng mga sensor para sa mode ng operasyon ng apparatus 3 ay naglalaman ng mga aparato sa pagsukat para sa kasalukuyang at boltahe, mga proteksiyon na relay para sa iba't ibang layunin, isang circuit para sa pagbuo ng mga lohikal na utos at pagbibigay ng senyas sa posisyon ng paglipat ng aparato.

Pinagsasama ng forced switching device 4 ang capacitor bank, ang charging circuit nito at switching thyristors. Sa mga alternating current na makina, ang device na ito ay nilalaman lamang kung ginagamit ang mga ito bilang proteksyon (circuit breakers).

Ang bahagi ng kapangyarihan ng aparato ay maaaring gawin ayon sa isang pamamaraan na may antiparallel na koneksyon ng mga thyristor (tingnan ang figure 1), batay sa isang simetriko thyristor (triac) (figure 2, a) at sa iba't ibang mga kumbinasyon ng thyristors at diodes (figure 2, b at c).

Sa bawat partikular na kaso, kapag pumipili ng opsyon sa circuit, ang mga sumusunod na salik ay dapat isaalang-alang: ang boltahe at kasalukuyang mga parameter ng device na binuo, ang bilang ng mga device na ginamit, ang pangmatagalang kapasidad ng pagdadala ng load at paglaban sa kasalukuyang mga overload, ang antas ng pagiging kumplikado ng paghawak ng thyristor, mga kinakailangan sa timbang at laki at gastos.

Figure 1 — Block diagram ng isang AC thyristor device

Figure 2 — Power blocks ng AC semiconductor device

Ang paghahambing ng mga bloke ng kapangyarihan na ipinapakita sa Mga Figure 1 at 2 ay nagpapakita na ang scheme na may anti-parallel na konektadong mga thyristor ay may pinakamalaking pakinabang. Ang nasabing scheme ay naglalaman ng mas kaunting mga aparato, may mas maliit na sukat, timbang, pagkawala ng enerhiya at gastos.

Kung ikukumpara sa mga triac, ang mga thyristor na may unidirectional (one-way) na pagpapadaloy ay may mas mataas na mga parameter ng kasalukuyang at boltahe at nakakayanan ang mas malaking kasalukuyang overload.

Ang mga tablet thyristors ay may mas mataas na thermal cycle. Samakatuwid, ang isang circuit na gumagamit ng mga triac ay maaaring irekomenda para sa paglipat ng mga alon na, bilang isang panuntunan, ay hindi lalampas sa kasalukuyang rating ng isang aparato, iyon ay, kapag ang kanilang koneksyon sa grupo ay hindi kinakailangan. Tandaan na ang paggamit ng mga triac ay nakakatulong upang gawing simple ang control system ng power supply unit, dapat itong maglaman ng isang output channel sa poste ng apparatus.

Ang mga scheme na ipinapakita sa figure 2, b, c ay naglalarawan ng posibilidad ng pagdidisenyo ng mga alternating current switching device gamit ang mga diode. Ang parehong mga scheme ay madaling pamahalaan, ngunit may mga disadvantages dahil sa paggamit ng isang malaking bilang ng mga aparato.

Sa circuit ng Figure 2, b, ang alternating boltahe ng power source ay na-convert sa isang full-wave boltahe ng isang polarity gamit ang isang diode bridge rectifier. Bilang isang resulta, isang thyristor lamang na konektado sa output ng rectifier bridge (sa dayagonal ng tulay) ay nagiging may kakayahang kontrolin ang kasalukuyang sa load sa panahon ng dalawang kalahating cycle, kung sa simula ng bawat kalahating cycle ang kontrol natatanggap ang mga pulso sa input nito. Ang circuit ay naka-off sa pinakamalapit na zero crossing ng load current pagkatapos ihinto ang pagbuo ng control pulses.

Dapat itong isipin, gayunpaman, na ang maaasahang tripping ng circuit ay sinisiguro lamang sa isang minimum na inductance ng circuit sa gilid ng rectified kasalukuyang. Kung hindi man, kahit na ang boltahe ay bumaba sa zero sa dulo ng kalahating ikot, ang kasalukuyang ay patuloy na dumadaloy sa thyristor, na pumipigil sa pag-off nito. Ang panganib ng emergency tripping ng circuit (nang walang tripping) ay nangyayari din kapag tumaas ang dalas ng supply boltahe.

Sa circuit, sa Figure 2, ang load ay kinokontrol ng dalawang thyristor na konektado nang magkasama, ang bawat isa ay manipulahin sa kabaligtaran ng direksyon ng isang hindi nakokontrol na balbula. Dahil sa ganoong koneksyon ang mga cathode ng thyristors ay nasa parehong potensyal, pinapayagan nito ang paggamit ng single-output o two-output control pulse generators na may isang karaniwang lupa.

Ang mga diagram ng eskematiko ng naturang mga generator ay lubos na pinasimple. Bilang karagdagan, ang mga thyristor sa circuit, sa Figure 2, c, ay protektado laban sa reverse boltahe at samakatuwid ay dapat piliin lamang para sa pasulong na boltahe.

Sa mga tuntunin ng mga sukat, teknikal na katangian at pang-ekonomiyang tagapagpahiwatig, ang mga aparato na ginawa ayon sa mga scheme na ipinapakita sa Figure 2, b, c ay mas mababa sa mga switching device na ang mga circuit ay ipinapakita sa Mga Figure 1 c, 2, a. Gayunpaman, malawakang ginagamit ang mga ito sa automation at relay protection device, kung saan ang switching power ay sinusukat sa daan-daang watts. Sa partikular, magagamit ang mga ito bilang mga output device ng mga pulse shaper upang makontrol ang mga bloke ng thyristor ng mas makapangyarihang mga device.

Timofeev A.S.