Модуль тиристорный что это
Тиристоры: принцип работы, назначение, характеристики, проверка работоспособности
Тиристор представляет собой вид полупроводниковых приборов, предназначенный для однонаправленного преобразования тока (т.е. ток пропускается только в одну сторону).
Этот преобразователь имеет два устойчивых состояния: закрытое (состояние низкой проводимости) и открытое (состояние высокой проводимости). Назначение тиристора – выполнение функции электроключа, особенность которого – невозможность самостоятельного переключения в закрытое состояние. Прибор выполняет функции коммутатора разомкнутой цепи и ректификационного диода в сетях постоянного тока. Основным материалом при производстве этого полупроводникового устройства является кремний. Корпус изготавливается из полимерных материалов или металла – для моделей, работающих с большими токами.
Устройство тиристора и области применения
В состав прибора входят 3 электрода:
В отличие от двухслойного диода, тиристор состоит из 4-х слоев – p-n-p-n. Оба устройства пропускают ток в одну сторону. На большинстве старых моделей его направление обозначается треугольником. Внешнее напряжение подается знаком «-» на катодный электрод (область с электропроводностью n-типа), «+» – на анодный электрод (область с электропроводностью p-типа).
Тиристоры применяют в сварочных инверторах, блоках питания зарядного устройства для автомобиля, в генераторах, для устройства простой сигнализации, реагирующей на свет.
Принцип работы тиристоров
В специализированной литературе тиристор называется «однооперационным» и относится к группе не полностью управляемых радиодеталей. Он переходит в активное состояние при получении импульса определенной полярности от объекта управления. На скорость активации и последующее функционирование оказывают влияние:
Переключение из одного состояния в другое осуществляется с помощью управляющих сигналов. Для полного отключения тиристора требуется выполнить дополнительные действия. Выключение осуществляется несколькими способами:
При эксплуатации возможны незапланированные переключения из одного положения в другое, которые провоцируются перепадами характеристик электроэнергии и температуры.
Классификационные признаки
По способу управления различают следующие виды тиристоров:
Диодные (динисторы)
Активируются импульсом высокого напряжения, подаваемым на анод и катод. В конструкции присутствуют 2 электрода, без управляющего.
Триодные (тринисторы)
Разделяются на две группы. В первой управляющее напряжение поступает катод и электрод управления, во второй – на анод и управляющий электрод.
Симисторы
Выполняют функции двух включенных параллельно тиристоров.
Оптотиристоры
Их функционирование осуществляется под действием светового потока. Функцию управляющего электрода выполняет фотоэлемент.
По обратной проводимости тиристоры разделяются на:
Основные характеристики тиристоров, на которые стоит обратить внимание при покупке
Проверка тиристора на исправность
Прибор можно проверить несколькими способами, один из них – использование специального самодельного тестера, собираемого по представленной ниже схеме:
Такая схема предназначена для работы при напряжении 9-12 В. Для других значений напряжения питания производят перерасчет величин R1-R3.
Заключение
Тиристорные и диодно-тиристорные модули
Разработчики и эксплуатационщики предъявляют все более высокие требования по плотности мощности и надежности. Производители тиристорных и диодно-тиристорных модулей, вынуждены решать весьма противоречивую задачу: «удешевление продукта с одновременным повышением потребительских свойств».
При выборе типа тиристорного или тиристорно-диодноного модуля для конкретных условий эксплуатации в основном принимают во внимание следующие факторы:
Максимально допустимые значения предельного напряжения, пикового тока и температуры кристалла, приводимые в спецификациях, не должны быть превышены ни при каких условиях эксплуатации, включая перегрузочные.
Поэтому в кратких справочных материалах/каталогих (назывемых Short-Forms) производители привоядт чаще всего не два параметра
(ток/напряжение, да еще и неизвестно какие), а основные (с обозначениями):
То же самое относится к механическим и климатическим воздействиям, параметрам изоляции, изложенным в оригинальных Data Sheet,
а также требованиям, изложенным в руководстве по монтажу (например момент затяжки механических соединений [1]).
Проблема модернизации стандартных тиристорных и диодно-тиристорных модулей состоит в том, что улучшение электрических и тепловых характеристик не должно приводить к изменению размеров корпуса, а также способа крепления и подключения модулей. Замена устаревших силовых приборов на новые обязана происходить без какого-либо вмешательства в конструкцию. В первую очередь это относится к таким распространенным и популярным компонентам, как электроизолированные тиристорные и диодно-тиристорные модули, котрые в производственной программе SEMIKRON носят название / см. по линку/ SEMIPACK (рис. 1) (SKKT, SKKH, SKMT, SKKL).
Рис. 1 Конструкция модулей 5-го /а/ и 6-го /б/ поколений
Одним из наиболее инновационных решений, внедренных в 6-м поколении SEMIPACK, стали пружинные соединения выводов управления с токонесущими шинами DBC-подложки (рис. 1б). Надежность и стабильность параметров пружинных контактов во время эксплуатации подтверждают как собственные исследования /включая набор статистики отказов/ конструкции модулей SEMIKRON, так и внешние эксперты [3].
Основным отличием конструкции тиристорных и диодно-тиристорных модулей 5-го и 6-го поколения является серьезное сокращение количества промежуточных слоев. Эти изменения показаны на рис. 2, из которого видно, что у новых компонентов исчезла переходная молибденовая пластина и отсутствует тонкий слой меди изолирующей DBC-подложки. Кремниевые кристаллы установлены непосредственно на керамическую основу, что позволило снизить тепловое сопротивление и повысить допустимую плотность тока.
Рис.2 Количество промежуточных слоев модулей 5-го и 6-го поколений
Изменение внутренней конструкции предыдущего и нового поколений приведено на рис. 3, на котором показаны отчетливо видимые изменения вида электрических контактов. Ремонтников силовых преобразователей обязательно порадует тот факт, что, несмотря на многочисленные доработки, новые модули SEMIPACK 6 полностью совместимы с тиристорными и диодно-тиристоррными модулями предыдущих серий, и по габаритным размерам, и способу подключения силовых и сигнальных выводов.
Рис. 3 Подключение силовых и сигнальных выводов тиристорных и диодно-тиристорных модулей
Для разработчиков и пользователей это является очень важным, поскольку означает, что переход на новое поколение будет произведен без каких-либо изменений в конструкции токоведущих силовых шин, ппрофилей охладителей, сигнальных шлейфов и т. д. Диапазон рабочих напряжений, токов и мощностей, в которых могут работать и работают тиристорные и диодно-тиристорные модули SEMIPACK SEMIKRON, приведен на рис.4
Рис. 4 Линейка модулей SEMIPACK 6 и диапазоны рабочих токов
Как быть с теплом стандартных тиристорных и диодно-тиристорных модулей
Паяные соединения являются неспроста относят к наиболее значимым факторам [2], определяющим рабочий ресурс силовых ключей в условиях изменяющейся
нагрузки. Если взять, модуль типа SEMIPACK 5-го поколения(это касается всех типов SKKT, SKKH, SKMT, SKKL), то он
в течение срока службы способен выдержать не более 10тыс. термоциклов с температурными перепадами ΔTj = 100 K. Основной причиной отказа в данном случае является вялотекущее разрушение паяного соединения. Усталостные поцессы имеют свойство накапливаться, что приводит к росту теплового сопротивления Rth паянного слоя, локальному перегреву кристаллов и последующему отказу компонента.
Величина Rth(j-c) (сопротивление «кристалл – корпус») является интегральным параметром, определяет температуру перегрева чипа относительно корпуса на 1 Вт выводимой вовне мощности, и наиболее достоверно показывает тепловые свойства всей конструкции. Сокращение количества слоев привело к более чем на 30% снижению значимости этого параметра в «деле об отказах» тиристорных и диодно-тиристорных модулях SEMIPACK 6-го поколения.
В середине 70-х годов прошлого столетия SEMIKRON предложил инновационную концепцию изолированного силового ключа, суть которой : отделить пути протекания электрических от тепловых потоков (рис. 5).
Рис. 5 Коэффициенты расширения и тепловые потоки
Изолированнй модуль состоит из различных материалов, которые имеют разные термомеханические характеристики: полупроводниковые кристаллы, медные и алюминиевые проводники, керамические пластины. Металлические составляющие и изолирующие элементы, обладающие отличающимися величинами коэффициентов теплового расширения КТР (или CTE — Coefficient of Thermal Expansion), жестко связаны между собой. Следствием всегда имеющихся колебаний температуры чипов, инициированных девиациями и флуктуациями тока нагрузки, является генерирование термомеханических стрессов, вохдействующих на неразъемно связанные слои. В таблице, показанной на рис. 5, приведены значения КТР основных
материалов модуля. С возрастанием градиента и средней температуры циклов увеличивается вероятность преждевременного разрушения этих соединений. Абсолютная величина получающейся механической напряженности конструкции пропорциональна разности КТР, величине площади контакта и перепаду температуры ΔT.
Тиристоры: принципы работы для начинающих электриков простыми словами и 3 методики проверки их работоспособности в домашних условиях
Эх, знали бы вы, как занудно и безобразно читал нам электротехнику преподаватель в институте. Тему про тиристоры: принципы работы, устройство и их проверку бубнил себе под нос, рисовал на доске графики, P-N переходы с дырками и электронами так, что понять его было очень сложно.
Чтобы подготовиться к экзамену, мне пришлось покупать учебники и разбираться самостоятельно. В зачетку получил пятерку, но предмет был быстро забыт …
Буквально через год после выпуска в должности инженера пришлось разбираться с работой тиристорной схемы. Знания возобновлял практически с нуля.
Помогли коллеги, показавшие удобные методики, избавившие от всех этих высоконаучных заумностей и позволившие представлять сложные электротехнические процессы простыми схемами.
Пользуюсь ими и поныне. Поскольку они не потеряли свою актуальность, то поэтапно раскрываю их технологию для разных случаев практической деятельности ниже.
Тиристор в электрической схеме: что это за полупроводник
Если воспользоваться научными терминами, то можно заметить, что конструкция этого сложного электронного прибора включает монокристалл полупроводника с тремя или большим количеством p-n переходов.
Они сделаны для того, чтобы изменять его проводимость до двух критических состояний, когда он:
Для подключения к электрической схеме он снабжен, как правило, тремя, двумя или четырьмя выводами от контактных площадок p-n слоев.
Не стану дальше продолжать эту тему научным языком, ибо новички ничего не поймут, а мне сложно объяснить простыми терминами, как перемещаются носители зарядов (дырки и электроны) по всей этой структуре в каждом конкретном случае.
Да и никому это сейчас не надо кроме студентов, стремящихся сдать экзамен, и работников, проектирующих, разрабатывающих новые устройства.
Домашнему же электрику требуется просто понимать принцип работы конечного прибора дабы уметь проверять его исправность и грамотно эксплуатировать в повседневной жизни.
Поэтому показываю конечный результат — как выглядит вольт амперная характеристика тиристора при его работе.
На ней выделены две области рабочего состояния при прямом и обратном приложении напряжения, формирующие пять режимов, расписанных на картинке. Не будем вдаваться глубоко в теорию и сделаем для себя краткие выводы:
Как же выглядит и обозначается тиристор на электрических схемах
Современная промышленность использует огромный ассортимент этих уникальных полупроводников. Они выпускаются в разных корпусах с возможностями передачи и коммутирования всевозможных мощностей.
Привожу внешний вид только небольшой их части, изготавливаемых в металлическом корпусе, предназначенном для работы в силовых цепях с большими токами.
А еще имеются конструкции, выпускаемые в пластиковом корпусе, позволяющем коммутировать токи меньших величин. Они применяются в схемах управления различных бытовых устройств.
Внешне тиристор выглядит как диод.
Только в большинстве случаев он имеет дополнительный вывод для подключения к внешней цепи — управляющий электрод. Обозначение на схеме тоже примерно одинаковое.
Изменение касается только небольшой дорисовки катодного вывода — маленькой ломаной линии. Все это хорошо видно при сравнении.
Этот вопрос я излагаю дальше более конкретно.
Как просто понять принципы работы и научные термины этого сложного полупроводника: 2 мневмонических правила
Заповедь №1 для новичка
Представим, что мы сплавляемся на большом плоту по широкой реке. Двигаться мы можем только по течению, а не против него. Поток воды перемещается за счет разности высот (потенциалов), обладающих различным уровнем потенциальной энергии.
Вот и ток в диоде может проходить только в одну сторону: от анода к катоду. Иное движение электронов блокирует полупроводниковый переход. Других средств регулирования здесь нет.
Все это полностью соответствует работе тиристора, но с небольшими дополнениями: диод сразу открывается при прямом приложении напряжения к его выводам.
Тиристор же в этом случае закрыт, ток не проводит. Он действует как плотина со шлюзами, загораживающая реку. Наш плот просто остановится перед возникшей преградой. Для возобновления движения ему необходимо открыть ворота водяного заграждения.
Делается все это по команде, когда импульс тока определенного направления подается через управляющий электрод, например, на анод (при соответствующем управлении).
Только в этом случае закрытый полупроводниковый переход открывается и сохраняет свое состояние в течение всего времени, пока на него подано прямое входное напряжение.
Вот такое простое мневмоническое правило, основанное на сравнении гидравлических и электротехнических процессов позволяет легче работать с этим сложным электронным изделием.
Завет №2: особенности применения тиристоров внутри цепей постоянного и переменного тока
Внутреннее сопротивление полупроводниковых переходов в открытом состоянии довольно маленькое. Ток через него определяется по закону Ома, а при приложенном постоянном напряжении по величине он не меняется.
Схема управления тиристором в этом случае не позволяет корректировать его силу. Регулировать ее нужно другими средствами.
Импульс же тока, подаваемый посредством управляющей команды, регулируется до безопасного значения подключенным токоограничивающим резистором R.
Делается это для исключения пробоя слоя полупроводников, задействованных в протекании управляющего сигнала.
Как работает тиристор в схеме бытовых приборов на переменном токе
Иные перспективы создают переменные цепи, а, особенно, синусоидальные источники напряжения. У них сигнал имеет не строго постоянную величину, а меняющуюся во времени форму синусоиды.
Здесь каждый период колебания состоит из двух полупериодов:
Они имеют свои знаки на графике: «плюс» и «минус». Реально же при смене полупериода направление протекания тока меняется на строго противоположное.
Когда синусоида достигает нулевой амплитуды, то ток через полупроводниковый переход прекращается, он закрывается. Для возобновления процесса необходимо на следующем положительном полупериоде вновь подать импульс на управляющий электрод.
Все это происходит автоматически. Одновременно смещение положения открывающего импульса по времени (в угловой системе измерения — по фазе) позволяет регулировать силу тока за счет изменения момента открытия перехода.
Включение второго тиристора с соответствующей полярностью в нижнюю полуволну позволяет регулировать и ее величину. Тогда мы получаем не чистую синусоидальную форму, а немного обрезанную по времени (до момента включения управляющего импульса).
3 варианта такого сигнала показаны на нижнем графике выходного тока при открытии двух тиристоров в моменты:
В общем-то ничего страшного в подобном изменении формы сигнала нет: все производители провели массу экспериментов и запустили эту схему в эксплуатацию.
Нам же все это необходимо четко представлять, ибо при ремонте или наладке с помощью осциллографа такие сигналы напряжения необходимо проследить на контрольных точках электрической цепи.
Выпрямительные устройства с регулировкой тока — второй принцип работы
Схемы зарядных, пускозарядных приборов и сварочных аппаратов постоянного тока работают на выпрямленном напряжении. При этом часто устройства выпрямления типового диодного моста заменяется на трансформаторное преобразование однофазного сигнала с двумя диодами или тиристорами.
Ее принято называть двухполупериодным выпрямлением.
Здесь в каждой выходной полуобмотке силового трансформатора вмонтирован тиристор, обрабатывающий свою полуволну.
Выпрямление же достигается схемой подключения полуобмоток с общей точкой и выбором направления подключения цепи «анод-катод» каждого полупроводникового прибора.
Итоговая форма выпрямленного и измененного сигнала выглядит следующим образом.
Опять же, для сравнения с предыдущим принципом показываю форму сигналов в трех вариантах запуска фазосдвигающего управляющего импульса. Здесь видно, что отрицательный полупериод перевернулся, а работа схемы управления не изменилась.
Правило №3: отличия управления транзистором и тиристором
У меня как-то так получилось, что вначале пришлось практически осваивать электронные схемы, работающие на транзисторах, а только после них — тиристорные сборки.
Поэтому я вначале уяснил и запомнил, что выходной сигнал на транзисторе можно изменять за счет величины разницы потенциалов на его базе, то есть напряжением.
Мои же друзья разъяснили, что тиристорная схема, как правило, открывается током, протекающим через управляющий электрод.
Такое небольшое дополнение к вышеизложенному материалу новичкам стоит запомнить. А чтобы понять разницу между силой электрического тока и величиной действующего напряжения я написал две отдельные статьи.
Рекомендую ознакомиться с ними подробнее. Они тоже изложены простым языком.
Как проверить тиристор: 3 доступные методики для новичков
Принцип этой технологии я буду показывать на примере силового тиристора КУ202Н по одной простой причине: он оказался под рукой при написании статьи, а все более мощные модели я умудрился раздать друзьям для их самоделок…
Способы электрических
проверок буду показывать на его примере. Для этого публикую важные характеристики, которые надо учитывать при работе. Они делятся на две группы:
Параметры первой категории относятся к импульсному режиму, используемому кратковременно. Они нас не интересуют: длительную эксплуатацию могут создать только номинальные показатели.
Обращаем внимание на:
Эти данные для других полупроводниковых приборов можно взять в технических справочниках и на многочисленных сайтах в сети интернет.
Самый первый метод проверки: стрелочным тестером или цифровым мультиметром
Оценка состояния исправности КУ202Н прибором Ц4324 за 3 шага
Такой раритетный измерительный инструмент старого электрика у меня до сих пор в рабочем состоянии. Он сохранился благодаря знаку качества и постоянной внимательности при замерах.
Шаг №1. Выставление режима и замер закрытого состояния перехода
Устанавливаю центральным переключателем режим измерения сопротивлений и кнопкой — предел «килоомы». Плюсовой вывод цешки сажу на анод, а минусовой подключаю к катоду.
Для наглядности пометил их на фотографии ярким красным цветом «+» и «-» прямо на изоляции крокодилов.
Измерительная стрелка показывает очень большое сопротивление. Оно же будет при обратной полярности выводов. Можете проверить.
Шаг №2. Открытие тиристора
Касанием руки подключаю вывод управляющего электрода на корпус (анод) полупроводника.
Стрелка резко отклоняется к началу шкалы в сторону меньшего сопротивления. Показание порядка 0,15 k свидетельствует об открытии n-p перехода.
Шаг №3. Проверка открытого состояния при снятии управляющего сигнала
Отвожу провод вывода от корпуса полупроводника и наблюдаю показание стрелки.
Оно не изменилось: переход сохранил свое открытое положение. Он исправен.
Проверка состояния КУ202Н цифровым мультиметром
Принципиальных отличий анализа тиристорных устройств здесь нет. Технология та же. Показываю ее фотографиями на примере моего карманного мультиметра Mestek MT-102.
Для первого шага перевожу его в режим проверки полупроводников и подключаю прибор крокодилами.
На дисплее видно, что переход закрыт: сопротивление большое.
Затем перемыкаю вывод управляющего электрода на анод. Полупроводник открылся.
При разрыве перемычки показания на дисплее не изменились.
Доступный для всех способ проверки током от батарейки и обычной лампочкой
Эта методика популярна, но она требует предварительно учитывать технические характеристики испытуемого прибора и выходные величины от нагрузки, создаваемые лампочкой.
Для силовых транзисторов это не критично, но у маломощных изделий можно нерасчетным током повредить структуру электронных компонентов.
Демонстрацию методики буду выполнять на примере конструкции самого доступного китайского фонарика на светодиодах и обычной лампочки. Принципиальных различий нет при использовании одной батарейки формата АА или ААА.
На всякий случай выполнил мультиметром замер тока лампочки.
Получил результат 183 миллиампера, что вполне нормально для нашего случая.
Теперь использую этот блок батареек для проверки. Подаю его плюс на анод, а минус на катод проверяемого полупроводника через лампочку.
Свечения нет. Это значит, что сопротивление проверяемой цепи большое, все переходы закрыты.
Замыкаю управляющий электрод на корпус прибора — анод.
Лампочка загорается: прибор открылся.
Так рекомендуют справочники, но я предпочитаю первый способ. Он проще.
Теперь размыкаю созданное подключение. Лапочка не прекращает светиться: ток продолжает течь по цепи анод-катод.
Полупроводник остался в открытом положении, он исправен.
Как можно проверить тиристор на электронной плате без выпаивания со схемы: советы бывалых
Работу, как и всегда, необходимо выполнять при снятом напряжении. Это делается не только в целях безопасности, но и для достоверности результата.
Следующим шагом потребуется выцепить из схемы платы управляющий электрод. Разъединить его контакт можно паяльником или перерезать дорожку ножом.
Я же буду проводить эксперимент на том же самом КУ202Н без платы. Для проверки потребуется 2 отдельных прибора:
Их можно заменить двумя мультиметрами или тестерами, что я и показываю следующими фотографиями. Свой тестер Ц4324 перевожу в режим измерения постоянного напряжения на пределе =1,2В. Подключаю его к аноду и катоду.
Mestek MT-102 устанавливаю в режим омметра и крокодилами сажу его на выводы полупроводника так, чтобы плюс попал на управляющий электрод, а минус — на анод.
Стрелка тестера отклонилась вправо, показывая значение меньшее вольта. По этому замеру можно судить об исправности полупроводникового перехода.
Для более наглядного представления этих процессов я специально записал видеоролик. Смотрите его здесь.
Однако я рассмотрел только КУ202Н, как довольно распространенную модель, хоть она уже и снята с производства. В одной статье сложно показать все остальные. А их очень много.
Какие существуют разновидности тиристоров: краткие сведения
Развитие науки и электронных технологий в частности способствовало созданию большого количества полупроводниковых приборов с различной структурой слоев и переходов. (Смотрите картинку в начале статьи.)
Я относительно подробно показал выше структуру и принцип работы КУ202 и аналогичных тиристоров с тремя выводами. Однако это не полный обзор, а только частный случай, характерный для большинства подобных приборов.
Количество выводов
У основной четырехслойной структуры может быть создано 2, 3 или 4 контактных отвода для подключения к внешней схеме.
Что такое динистор
Корпуса с двумя выводами называют динисторами. Для открытия этих полупроводников между анодом и катодом импульсом подают повышенное напряжение.
По принципу работы динисторы бывают:
Второй тип при обратном напряжении (плюс на катоде, а минус на аноде) всегда закрыт. Он ведет себя как диод и при аварийном токе сгорает. Симметричные же динисторы работают при любой полярности.
Как работает тринистор
Такое название закрепилось за триодными тиристорами (с третьим выводом управляющего электрода). Частный случай этих приборов мы уже разобрали, но на практике следует учитывать, что подобные изделия могут выпускаться с:
Тринисторы могут выполняться с различными способами закрытия:
Первым для перехода в закрытое состояние достаточно снизить ток по цепи «анод-катод». Вторым необходимо подать напряжение запирания на управляющий электрод.
Еще раз хочу подчеркнуть, что изложенная методика проверки на примере КУ202 применима для незапираемых тиристоров с управлением по аноду.
Виды проводимостей
В самом начале я сравнивал работу полупроводников с течением реки и заострил внимание на том, что через них ток проходит в одну сторону. Только это утверждение характерно для большинства, а не всех поголовно случаев.
Однако учтите, что есть и иные конструкции, специально созданные:
При их проверке следует в обязательном порядке учитывать конструктивные особенности электронных переходов.
Быстродействие
Этим параметром оценивают скорость перехода полупроводниковых изделий из закрытого состояния в открытое и наоборот. Он может быть критичен при работе сложных схем защит или управления технологическими процессами.
Импульсный режим работы
Созданы и такие приборы, способные мгновенно реагировать на быстро возникающие электротехнические ситуации на сложном производстве. Но в домашнем оборудовании их не применяют.
Особенности лавинных тиристоров
Такие конструкции имеют лавинную вольт-амперную характеристику. При подаче обратного напряжения развивается лавинный процесс. Такая ВАХ:
Их используют в схемах защит полупроводниковых разрядников и преобразователях.
Довольно оригинально эта информация изложена в видеоролике владельца Радиолюбитель.
Поскольку тема про тиристоры, принципы их работы и проверки весьма обширная, то жду ваших дополнений или комментариев, которые будут полезны и понятны всем домашним электрикам, включая новичков.
Рейтинг статьи
Рекомендуем прочитать:
Комментарии 34
Здравствуйте, Руслан.
Благодарю за вопрос, но не совсем его понимаю. Этот лавинный тиристор в руках не держал, посмотрел характеристики в справочнике. Цифра 200 — это максимальный ток, который допустимо пропускать через один полупроводниковый переход. У вас же 4 получаются включенными в параллель.
Если ток в 800 ампер рабочий (очень даже не хилая величина), то он может колебаться в зависимости от нагрузки. Как поведут себя тиристоры при его небольшом превышении можно предвидеть: если хоть один из сгорит, что вполне вероятно, то все остальные — тоже. У вас нет для тока 0,8 кА никакого конструкционного резерва.
Что такое управление БУСТ в вашем случае мне не понятно без схемы.
Ток создается приложенным напряжением и всегда течет по линии наименьшего сопротивления. Причем вам надо учесть, что создать даже 2 полупроводника с совершенно одинаковыми электрическими характеристиками практически невозможно. Поэтому для них устанавливают какие-то граничные параметры и после изготовления калибруют. Те, что не проходят заводские проверки — бракуют.
Токи, которые будут протекать в двух параллельно подключенных полупроводниках от одного приложенного напряжения, станут немного отличаться. как это скажется в вашем случае — сказать сложно.
Информация прояснилась. Насчет встречного подключения тиристоров все правильно. Один должен обрабатывать положительную полуволну синусоиды, а второй — отрицательную. Тогда их работа будет предсказуема. У меня по этому вопросу есть статья, описывающая принцип работы сварочного аппарата на постоянном токе. Там действительно силовые транзисторы работают встречно.
Внизу раздела «Политика конфидециальности» имеется адрес электронной почты
Переслать по обратной связи, ссылка: https://electrikblog.ru/feedback/
Руслан, надо проверить все три функции: открытие током через управляющий электрод, пропускание тока после снятия управляющего сигнала, закрытие при прерывании тока.
Руслан, переменный ток меняется по закону синусоиды. Одна полуволна идет в одну сторону, назовем ее положительной, а вторая — в противоположную (отрицательная). На графиках синусоида так и рисуется: одна половина расположена сверху оси абсцисс, а другая снизу.
Диод или тиристор пропускает ток только в одну сторону. Если поставить один диод на пути протекания тока синусоиды, то он срежет все нижние полуволны и за ним будут пульсации: положительная полуволна, пауза, положительная полуволна и т п.
Этот же диод можно вывернуть и тогда он срежет все положительные полуволны, а оставит только отрицательные.
Идем дальше. На выходе трансформатора ставим 2 одинаковые обмотки, выдающие одно и то же напряжение. Они будут совпадать по фазе, ибо работают от одной первички.
Соединяем эти обмотки по схеме со средней точкой, когда их синусоиды будут складываться. В каждую обмотку врезаем диод так, чтобы один срезал отрицательную полуволну, а второй — положительную. (Я здесь немного утрирую для лучшего понимания). На выходе этих трансформаторных обмоток и диодов будут созданы выпрямленные пульсации только одного направления — положительные, например.
Другими словами: за счет двух выходных трансформаторных обмоток и двух диодов мы из синусоиды сделали пульсации полуволн без пауз. это называется выпрямленным напряжением.
Идем дальше. Тиристор — это тот же диод, в принципе. Только он управляемый: может открываться и закрываться. За счет этого свойства через него ограничивают величину тока. Вот и все.
Врезаем после обмоток вместо диодов тиристоры и регулируем каждым свою полуволну. Если вместо одного тиристора поставить диод, то эта часть тока не будет ограничиваться и станет проходить максимальной величиной.
Попробовал описать на коленке…Все это смотри на схемах в статье. Надеюсь, что разъяснил.
Проверял мультим.режим прозвонки :красн на анод, черн на катод. — 1. Уэ на анод — уходит в омы, почти до кз. Уэ снимаю — 1
мощные силовые тиристоры имеют отличающиеся от обычных характеристики. Их не мешает уточнить в справочнике
Я так понимаю, чтобы проверить на закрытие при прерывании тока, нужны 2 тестера?
Руслан, методика проверки в статье изложена и видеоролик я прикрепил туда же. Возьми маленькую лампочку и батарейку. Свечение лампочки — это прохождение тока, а батарейка — источник напряжения. Тогда все станет понятно.
Здравствуйте. Отправил на Вашу почту схемки выпрямителей.
Здравствуй, Руслан.
На первой картинке я вижу, трансформатор на первичной стороне состоит из трех обмоток. Две из них подключены последовательно и по концам подается фаза и ноль.
Что делает средняя обмотка? Один конец подключен к средней точке, а второй висит в воздухе?
БУСТ запитан от обмотки питания и выдает импульсы на управляющий электрод тиристора. Он заменяет схему управления на транзисторах и ферритовых трансформаторах, что я давал ссылку про сварочник постоянного тока. Подобное управление можно организовать и микросхемами.
Вторичная обмотка собрана тоже из трех секций. Роль средней мне не понятна. Возможно, она в резерве. Две других обмотки тоже собраны последовательно и средней точкой образуют совместно с тиристорами и диодами схему двухполупериодного выпрямления, что я показал в статье.
Тиристор регулирует ток в одной полуволне, а вторая не меняется. Там стоят диоды, включенные параллельно. Скорее всего так сделано из-за большого тока, чтобы снизить на них нагрузку.
В общем, схема эта работает по тем же принципам, что и мой сварочник постоянного тока.
Теперь о второй схеме.
По включению обмоток трансформатора воде все то же самое.
Я немного затупил с полупроводниками: не понимаю смысла такого включения диода с тиристором.
Вот смотри: когда идет синусоида через них, допустим вначале плюсовая полуволна, потом минусовая. Когда стоит один диод или тиристор, то он будет резать один горб, а второй пропустит. За счет этого происходит выпрямление, то есть после полупроводника создается ток только одного направления.
В твоей схеме положительная полуволна пойдет через тиристор (например), а отрицательная — через диод. Получаем, что синусоида проходит полностью, выпрямления нет.
Тиристорами в этом случае еще как-то можно ограничить силу тока, но он будет переменным, а не постоянным.
Поэтому могу предложить два варианта:
1. Собирать схему по первому варианту.
2. Если по условиям гальваники нужно плечо с диодами, то тогда —обычной мост. В одной части встречно два тиристора, в другой — диоды.
Не понимаю, а чем плоха стандартная схема, какая необходимость возникла ее менять?
Средняя обмотка просто есть, к ней ничто не подключено
Конец свободный заизолируй на всякий случай
уточни вопрос про выпрямитель №2.
Здравствуй, Руслан.
Меня смущает в твоей задумке ряд вопросов:
1. На одну гальваническую ванну ты пускаешь выпрямленный ток под 200 ампер. Это рабочая нагрузка, как я понимаю. Если в этой цепи возникает перегруз или короткое замыкание, что часто бывает, то его надо отключать. Здесь нужен мощный коммутационный аппарат способный надежно ликвидировать токи за килоампер. Все это надо просчитать.
2. У тебя несколько таких ванн. На каждую надо ставить свою защиту, которая будет работать во вторичной обмотке трансформатора.
3. Есть вероятность, что в какой-то момент одна из них откажет. Тогда потребуется ставить общую защиту, например, на входе трансформатора для обеспечения принципа селективности. Здесь нужен профессиональный расчет и наладка.
4. Мне не понятно сечение обмоток трансформатора, на какой номинальный ток они рассчитаны. От их возможностей зависит схема подключения обмоток к выпрямителям. Также это надо учесть при создании нагрузок и выборе защит. Иначе он просто сгорит.
5. Вводной автомат и кабель — тоже отдельная тема.
Собирать схему регулирования выпрямленного тока тиристорами нужно после выяснения всех этих вопросов.
Руслан, мне сложно по таким сведениям дать правильный совет.
Не все понятно. У тебя на схеме 24 диода в параллель, а на табличке выпрямленный ток 2500 ампер. Через один идет чуть больше 100.
Номинальный ток обмотки трансформатора 118 ампер (сужу по шильдику). Перегружать его нельзя. Потребуется для нагрузки 200 ампер подключать в параллель по две обмотки равнозначные.
Проверять трансформатор необходимо в след последовательности:
1. внешний осмотр;
2. прозвонить изоляцию мегаомметром на 1000 вольт, а еще неплохо бы испытать повышенным напряжением;
3. подать на вход при отключенных выводах нагрузки (режим холостого хода) пониженное напряжение, например, 22 вольта вместо номинальных 220.
4. Затем брать вольтметр и в соответствии со схемой подключения на всех выводах мерить им напряжение. Все записать. При исправном трансе на вторичке будет уменьшенное в 10 раз напряжение.
Другим словами, на холостом ходу проверяем заявленный коэффициент трансформации.
Если все нормально, то можно подать 220 на вход и замерить все выходные напряжения.
После этого можно создать не полную, но одинаковую нагрузку на каждую обмотку и проверить просадку напряжения. Сравнить все величины.
Так можно обойтись без снятия вольтамперных характеристик, требующих нагрузочное устройство.
Вообще тебе на месте может помочь специалист релейной защиты и автоматики с ближайшей высоковольтной подстанции. Там есть все необходимое для проверки оборудование.
По DS 568-320-6 не встречался, если только гуглить…
Токовые клещи сейчас есть на постоянку и переменку. Если у них есть переключатель пределов измерения, то вначале устанавливают его на максимальную величину. Затем разводят губки магнитопровода, обхватывают ими токоведущий провод и закрывают губки. В магнитопроводе появляется магнитный поток, а встроенный амперметр показывает ток. Если величина маленькая, то переходят на более очувствленный уровень.
Насчет шунта встраиваемого амперметра вопрос понимаешь правильно. Точно так работает измерительная головка на старых тестерах и современных мультиметрах.
Шунт подключается параллельно с амперметром. Через эту параллельную цепочку пускается вся измеряемая нагрузка. У шунта очень низкое сопротивление, он забирает основную долю тока. У амперметра внутренне сопротивление больше, через него течет меньшая часть.
Меняя шунты регулируют ток через амперметр так, чтобы он не работал с перегрузкой.
Перед шунтом и амперметром ставишь токовые клещи и по ним судишь об общей нагрузке. Смотришь на показания амперметра и сравниваешь с клещами. Можно переписать шкалу или подбирать шунты. Тебе этого в принципе достаточно для работы. Дальше принципы калибровки или поверки описывать не буду, они тебе не нужны.
Меня интересует такой момент — если не брать во внимание токи и все прочее, сама схема группового подключения ванн рабочая?