- Természetes kommutáció
- Kényszerített kommutáció
- 1. A osztály: Saját vagy terheléses kommutáció
- 2. B. osztály:
- 3. C osztály:
- 4. D. osztály:
- 5. E osztály:
A tirisztor bekapcsolásához különféle kiváltó módszerek léteznek, amelyekben a kapu terminálján egy trigger impulzust alkalmaznak. Hasonlóképpen különféle technikák léteznek a tirisztor kikapcsolására, ezeket a technikákat tirisztoros kommutációs technikáknak hívják. Megtehető úgy, hogy a tirisztort visszavezetjük az előre vezető blokk állapotba az előre vezető állapotból. A tirisztor előre blokkoló állapotba hozása érdekében az előremenő áram a tartási áramszint alá csökken. Az áramellátás kondicionálása és az energiaszabályozás céljából a vezető tirisztort megfelelően kell kommutálni.
Ebben az oktatóanyagban elmagyarázzuk a különféle tirisztoros kommutációs technikákat. A tirisztorról és annak kiváltó módszereiről már előző cikkünkben elmagyaráztunk.
A tirisztoros kommutációnak főleg két technikája létezik: természetes és kényszerített. A kényszerkommutációs technika további öt kategóriába sorolható, amelyek A, B, C, D és E osztályba tartoznak.
Az alábbiakban található a besorolás:
- Természetes kommutáció
- Kényszerített kommutáció
- A osztály: Saját vagy terheléses kommutáció
- B osztály: Rezonáns-impulzus kommutáció
- C. osztály: Kiegészítő kommutáció
- D osztály: Impulzus-kommutáció
- E osztály: Külső impulzus-kommutáció
Természetes kommutáció
A természetes kommutáció csak váltakozó áramú áramkörökben fordul elő, és azért hívják, mert nem igényel külső áramkört. Amikor egy pozitív ciklus eléri a nullát, és az anódáram nulla, azonnal fordított feszültséget (negatív ciklust) alkalmaznak a tirisztoron, ami a tirisztor kikapcsolását okozza.
Természetes kommutáció történik az AC feszültségszabályozókban, a ciklokonverterekben és a fázisvezérelt egyenirányítókban.
Kényszerített kommutáció
Mint tudjuk, az egyenáramú áramkörökben nincs természetes nulla áram, mint például a természetes kommutáció. Tehát a kényszerített kommutációt DC áramkörökben használják, és DC kommutációnak is nevezik. Olyan kommutációs elemeket igényel, mint az induktivitás és a kapacitás, hogy erőteljesen csökkentse a tirisztor anódáramát a tartóáram alatt, ezért kényszerített kommutációnak hívják. Főként kényszerített kommutációt alkalmaznak a Chopper és az Inverters áramkörökben. A kényszerű kommutáció hat kategóriára oszlik, amelyeket az alábbiakban ismertetünk:
1. A osztály: Saját vagy terheléses kommutáció
Az A osztályt „önkommutációnak” is nevezik, és ez az egyik leggyakrabban használt technika az összes tirisztoros kommutációs technika között. Az alábbi áramkörben az induktivitás, a kondenzátor és az ellenállás nedves áramkör alatt egy második rendet alkotnak.
Amikor elkezdjük táplálni a bemeneti feszültséget az áramkörbe, a tirisztor nem kapcsol be, mivel kapuimpulzusra van szükség a bekapcsoláshoz. Most, amikor a tirisztor előfeszítve kapcsol be vagy előre, az áram átfolyik az induktoron, és a kondenzátort a csúcsértékig vagy a bemeneti feszültséggel megegyezik. Most, amikor a kondenzátor teljesen feltöltődik, az induktivitás polaritása megfordul, és az induktor szembeáll az áram áramlásával. Emiatt a kimeneti áram csökkenni kezd és nullára ér. Ebben a pillanatban az áram a tirisztor tartóárama alatt van, ezért a tirisztor kikapcsol.
2. B. osztály:
A B osztályú kommutációt rezonáns-impulzus kommutációnak is nevezik. Csak kis változás van a B osztályú és az A osztályú áramkörök között. A B osztályban az LC rezonáns áramkör párhuzamosan csatlakozik, míg az A osztályban sorba.
Amint a bemeneti feszültséget alkalmazzuk, a kondenzátor elkezd tölteni a bemeneti feszültségig (Vs), és a tirisztor torzítva marad, amíg a kapu impulzusa be nem kerül. Amikor alkalmazzuk a kapu impulzust, a tirisztor bekapcsol, és az áram mindkét irányból megindul. De ekkor az állandó terhelési áram a nagy reaktivitása miatt sorba kapcsolt ellenálláson és induktivitáson folyik át.
Ezután szinuszos áram áramlik át az LC rezonáns áramkörön, hogy a kondenzátort fordított polaritással töltse fel. Ezért a tirisztoron egy fordított feszültség jelenik meg, ami az Ic áram (kommutáló áram) ellenáll az I A anódáram áramlásának. Ezért ennek az ellentétes kommutációs áramnak köszönhetően, amikor az anódáram egyre kisebb, mint a tartóáram, a tirisztor kikapcsol.
3. C osztály:
A C osztályú kommutációt komplementer kommutációnak is nevezik. Amint az alábbi áramkört láthatja, két tirisztor van párhuzamosan, az egyik a fő, a másik a kiegészítő.
Kezdetben mind a tirisztor OFF állapotban van, és a kondenzátor feszültsége is nulla. Most, amikor a kapuimpulzust a fő tirisztorra alkalmazzuk, az áram két útból indul el, az egyik R1-T1-ből, a második pedig R2-C-T1-ből származik. Ennélfogva a kondenzátor a bemeneti feszültséggel megegyező csúcsértékig kezd töltődni a pozitív és a negatív A lemez polaritásával.
Most, amikor a kapu impulzust alkalmazzák a T2 tirisztorra, bekapcsol és negatív árampolaritás jelenik meg a T1 tirisztoron, ami miatt a T1 kikapcsol. És a kondenzátor fordított polaritással kezd töltődni. Egyszerűen azt mondhatjuk, hogy amikor a T1 bekapcsol, akkor kikapcsolja a T2-t, és ahogy a T2 bekapcsol, akkor a T1-et kikapcsolja.
4. D. osztály:
A D osztályú kommutációt impulzuskommutációnak vagy feszültségkommutációnak is nevezik. C osztályként a D osztályú kommutációs áramkör két T1 és T2 tirisztorból is áll, ezeket fő- és segédtagként nevezik meg. Itt dióda, induktor és kiegészítő tirisztor alkotja a kommutációs áramkört.
Kezdetben mind a tirisztor OFF állapotban van, és a C kondenzátor feszültsége is nulla. Most, amikor alkalmazzuk a bemeneti feszültséget és kiváltjuk a T1 tirisztort, a terhelési áram átfolyik rajta. És a kondenzátor az A lemez negatív és a B lemez pozitív polaritásával kezd töltődni.
Most, amikor elindítjuk a T2 kiegészítő tirisztort, a T1 fő tirisztor kikapcsol, és a kondenzátor ellentétes polaritással kezd töltődni. Amikor teljesen feltöltődik, a T2 kiegészítő tirisztort kikapcsolja, mivel a kondenzátor nem engedi át rajta az áram áramát, amikor teljesen feltöltődik.
Ezért a kimeneti áram nulla is lesz, mert ebben a szakaszban mind a tirisztorok OFF állapotban vannak.
5. E osztály:
Az E osztályú kommutációt külső impulzus-kommutációnak is nevezik. A kapcsolási rajzon látható, hogy a tirisztor már előre irányú. Tehát, amikor elindítjuk a tirisztort, az áram megjelenik a terhelésnél.
Az áramkörben lévő kondenzátort a tirisztor dv / dt védelmére, az impulzus transzformátort pedig a tirisztor kikapcsolására használják.
Most, amikor impulzust adunk az impulzus transzformátoron keresztül, a katód irányában ellentétes áram folyik. Ez az ellentétes áram ellenáll az anódáram áramlásának, és ha I A - I P <I H tirisztor kikapcsol.
Ahol I A anódáram, I P impulzusáram és I H tartja az áramot.