Преобразователи напряжения

Плавное регулирование мощности двигателя достигается использованием преобразователей напряжения.

В настоящие время применяют:

1. Тиристорные преобразователи.

2. Широтно-импульсные преобразователи.

. Импульсные преобразователи.

Тиристорный преобразователь напряжения

Основу тиристрорного преобразователя составляют тиристоры.

Тиристор - это полупроводниковый прибор с тремя и более р-n переходами, вольт амперная характеристика которого имеет участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением и который используется для переключения.

Структура тиристора показана на рисунке 6.1. Тиристор представляет собой четырехслойный р1 n1 р2 n2 прибор, содержащий три последовательно соединенных р n перехода (П1, П2 и П3). Обе внешние области называют эмиттерами (Э1, Э2), а внутренние области - базами (Б1, Б2) тиристора (рис. 6.1а). Переходы П1 и П2 называются эмиттерными, переход П3 - коллекторный переход.

Прибор без управляющих электродов работает как двухполюсник и называется диодным тиристором (динистором). Прибор с управляющим электродом является трехполюсником и называется триодным тиристором.

Вольт амперная характеристика диодного тиристора, приведенная на рисунке 6.2, имеет несколько различных участков. Прямое смещение тиристора соответствует положительному напряжению Vg, подаваемому на первый p1 эмиттер тиристора.

Участок характеристики между точками 1 и 2 соответствует закрытому состоянию с высоким сопротивлением. В этом случае основная часть напряжения VG падает на коллекторном переходе П2, который в смещен в обратном направлении. Эмиттерные переходы П1 и П2 включены в прямом направлении. Первый участок ВАХ тиристора аналогичен обратной ветви ВАХ p n перехода.

При достижении напряжения VG, называемого напряжением включения Uвкл, или тока J, называемого током включения Jвкл, ВАХ тиристора переходит на участок между точками 3 и 4, соответствующий открытому состоянию (низкое сопротивление). Между точками 2 и 3 находится переходный участок характеристики с отрицательным дифференциальным сопротивлением, не наблюдаемый на статических ВАХ тиристора.

Чтобы перевести тиристор в открытое состояние, необходимо накопить избыточный отрицательный заряд в базе n1 и положительный в базе р2. Это осуществляется путем увеличения уровня инжекции через эмиттерные переходы П1 и П3 при увеличении напряжения на тиристоре до Uперекл. Накоплением объемных зарядов в базах Б1 и Б2 можно управлять, если у одной из баз имеется контакт, который называется управляющим электродом.

На управляющий электрод базы подается напряжение такой полярности, чтобы прилегающий к этой базе эмиттерный переход был включен в прямом направлении. Это приводит к росту тока через эмиттерный переход и снижению Uперекл. На рисунке 6.3 приведено семейство ВАХ тиристора при различных значениях управляющего тока.

При достаточно больших значениях тока Iупр ВАХ тиристора вырождается в прямую ветвь ВАХ диода. Критическое значение тока Iупр, при котором на ВАХ тиристора исчезает участок с отрицательным диффиренциальным сопротивлением и тиринистор включается, минуя запертое состояние, называется током спрямления.

Таким образом, наличие Iупр принципиально не меняет существа процессов, определяющих вид ВАХ тиристора, но меняет значения параметров: напряжение переключения и ток переключения.

В совокупности преобразователь можно представить в виде схемы:

Назначение Б1 заключается в формировании импульса управления тиристором с запаздывание по углы α.

Б2 - силовой блок - обеспечивающий выходное напряжения функцией от α

Б3 - блок обратных связей в СУ по току якоря.

Теоретически известно что ТП могут работать в хоне прерывистых и не прерывистых токов якоря двигателя. Наиболее приемлемым режимом для электромеханических и мехатронных систем является работа в зоне непрерывных токов, когда наблюдается устойчивый режим работы привода при изменении токов якоря от 0,1 до 1.

Читайте также

Одномодовые оптические волокна
В одномодовых оптических волокнах (SM ОВ) диаметр сердцевины соизмерим с длиной волны, и за счет этого в нем существует только одна основная направляемая мода LP01. Рис. 1. Р ...

Особенности работы современного средства автоматической радиолокационной прокладки (САРП)
Устройство компьютерной индикации, совмещенное со средствами автоматической радиолокационной прокладки (САРП) и с электронной картографической системой, размещаемых в ходовой рубке судн ...

Подвеска оптического кабеля на опорах
В настоящее время на ВОЛП-ВЛ применяются следующие типы ОК: ОКГТ - оптический кабель, встроенный в грозозащитный трос; ОКСН - оптический кабель самонесущий; ОКНН - оптический ...