- Prirodzená komutácia
- Nútená komutácia
- 1. Trieda A: Komutácia seba alebo zaťaženia
- 2. Trieda B:
- 3. Trieda C:
- 4. Trieda D:
- 5. Trieda E:
Ak chcete zapnúť tyristor, existujú rôzne spôsoby spúšťania, pri ktorých sa na jeho terminál Gate aplikuje spúšťací impulz. Podobne existujú rôzne techniky na vypnutie tyristora, ktoré sa nazývajú tyristorové komutačné techniky. To je možné dosiahnuť uvedením tyristora späť do stavu blokovania vpred zo stavu vedenia vpred. Aby sa tyristor dostal do stavu blokovania vpred, je dopredný prúd znížený pod úroveň udržovacieho prúdu. Na účely úpravy výkonu a riadenia výkonu musí byť vodivý tyristor správne komutovaný.
V tomto návode vysvetlíme rôzne techniky tyristorovej komutácie. O tyristore a jeho spúšťacích metódach sme si už vysvetlili v našom predchádzajúcom článku.
Pre tyristorovú komutáciu existujú hlavne dve techniky: prírodná a nútená. Technika nútenej komutácie je ďalej rozdelená do piatich kategórií, ktoré sú triedy A, B, C, D a E.
Nižšie je uvedená klasifikácia:
- Prirodzená komutácia
- Nútená komutácia
- Trieda A: Samočinná alebo záťažová komutácia
- Trieda B: komutácia rezonančných impulzov
- Trieda C: Doplnková komutácia
- Trieda D: Komutácia impulzov
- Trieda E: Externá pulzná komutácia
Prirodzená komutácia
Prirodzená komutácia sa vyskytuje iba v striedavých obvodoch a je tak pomenovaná, pretože nevyžaduje žiadny externý obvod. Keď kladný cyklus dosiahne nulu a anódový prúd je nulový, okamžite sa na tyristor použije reverzné napätie (negatívny cyklus), čo spôsobí vypnutie tyristora.
Prirodzená komutácia sa vyskytuje v regulátoroch striedavého napätia, cyklokonvertoroch a usmerňovačoch s fázovým riadením.
Nútená komutácia
Ako vieme, v obvodoch jednosmerného prúdu neexistuje žiadny prirodzený nulový prúd, ako napríklad prirodzená komutácia. Forced Commutation sa teda používa v jednosmerných obvodoch a nazýva sa tiež ako jednosmerná komutácia. Vyžaduje komutačné prvky, ako je indukčnosť a kapacita, aby sa násilne znížil anódový prúd tyristora pod hodnotu udržovacieho prúdu, preto sa nazýva Forced Commutation. V obvodoch Chopper a Inverters sa používa hlavne vynútená komutácia. Nútená komutácia je rozdelená do šiestich kategórií, ktoré sú vysvetlené nižšie:
1. Trieda A: Komutácia seba alebo zaťaženia
Trieda A sa tiež nazýva „Self-Commutation“ a je jednou z najpoužívanejších techník medzi všetkými technikami tyristorovej komutácie. V obvode nižšie tvoria induktor, kondenzátor a rezistor druhého rádu vo vlhkom okruhu.
Keď začneme dodávať vstupné napätie do obvodu, tyristor sa nezapne, pretože na jeho zapnutie je potrebný hradlový impulz. Teraz, keď sa tyristor zapne alebo je predpätý vpred, bude prúd tiecť induktorom a nabíja kondenzátor na svoju špičkovú hodnotu alebo sa rovná vstupnému napätiu. Teraz, keď sa kondenzátor úplne nabije, dôjde k obráteniu polarity induktora a induktor začne proti prúdu. Z tohto dôvodu začne výstupný prúd klesať a dosahovať nulu. V tomto okamihu je prúd pod udržovacím prúdom tyristora, takže tyristor sa vypne.
2. Trieda B:
Komutácia triedy B sa nazýva aj komutácia rezonančných impulzov. Medzi okruhmi triedy B a triedy A je len malá zmena. V triede B je LC rezonančný obvod zapojený paralelne, zatiaľ čo v triede A je zapojený do série.
Teraz, keď aplikujeme vstupné napätie, kondenzátor sa začne nabíjať až na vstupné napätie (Vs) a tyristor zostáva reverzne predpätý, kým sa neaplikuje hradlový impulz. Keď použijeme hradlový impulz, tyristor sa ZAPNE a prúd začne prúdiť oboma spôsobmi. Potom však prúd konštantného zaťaženia preteká odporom a indukčnosťou zapojenou do série kvôli jeho veľkej reaktancii.
Potom prúdi sínusový prúd rezonančným obvodom LC na nabitie kondenzátora s opačnou polaritou. Navyše sa zdá, cez tyristory, čo spôsobuje, že prúd Ic (komutačná prúd) sa proti toku anódy prúd I reverznej napätie A. Preto v dôsledku tohto protiľahlého komutačného prúdu, keď je anódový prúd menší ako prídržný prúd, tyristor sa vypne.
3. Trieda C:
Komutácia triedy C sa nazýva aj ako doplnková komutácia. Ako vidíte na obrázku nižšie, paralelne existujú dva tyristory, jeden je hlavný a druhý pomocný.
Spočiatku sú obidva tyristory vypnuté a napätie na kondenzátore je tiež nulové. Teraz, keď sa hradlový impulz aplikuje na hlavný tyristor, začne prúd tiecť z dvoch ciest, jedna je z R1-T1 a druhá je R2-C-T1. Preto kondenzátor tiež začne nabíjať na špičkovú hodnotu rovnajúcu sa vstupnému napätiu s polaritou platne B pozitívnej a platne A zápornej.
Teraz, keď sa hradlový impulz aplikuje na tyristor T2, zapne sa a na tyristore T1 sa objaví negatívna polarita prúdu, ktorá spôsobí vypnutie T1. A kondenzátor sa začne nabíjať s opačnou polaritou. Jednoducho môžeme povedať, že keď sa T1 zapne, vypne sa T2 a keď sa T2 zapne, vypne sa T1.
4. Trieda D:
Komutácia triedy D sa nazýva aj impulzná komutácia alebo komutácia napätia. Ako trieda C, komutačný obvod triedy D tiež pozostáva z dvoch tyristorov T1 a T2 a sú pomenované ako hlavný a pomocný. Dióda, induktor a pomocný tyristor tu tvoria komutačný obvod.
Spočiatku sú obidva tyristory v stave VYPNUTÉ a napätie na kondenzátore C je tiež nulové. Teraz, keď použijeme vstupné napätie a spustíme tyristor T1, začne ním prúdiť záťažový prúd. A kondenzátor sa začne nabíjať s polaritou doštičky A zápornej a doštičky B pozitívneho.
Teraz, keď spustíme pomocný tyristor T2, hlavný tyristor T1 sa vypne a kondenzátor sa začne nabíjať s opačnou polaritou. Keď sa úplne nabije, spôsobí vypnutie pomocného tyristora T2, pretože kondenzátor po úplnom nabití neumožňuje tok prúdu.
Preto bude výstupný prúd tiež nulový, pretože v tejto fáze sú obidva tyristory v stave VYPNUTÉ.
5. Trieda E:
Komutácia triedy E sa nazýva aj externá pulzná komutácia. Teraz môžete vidieť na schéme zapojenia, že tyristor je už v predpätí. Takže keď spustíme tyristor, prúd sa objaví pri záťaži.
Kondenzátor v obvode sa používa na ochranu dv / dt tyristora a impulzný transformátor sa používa na vypnutie tyristora.
Teraz, keď dáme impulz cez impulzný transformátor, bude prúdiť opačný prúd v smere katódy. Tento opačný prúd bráni toku anódového prúdu a ak I A - I P <I H tyristor vypne.
Kde I A je anódový prúd, I P je impulzný prúd a I H je udržovací prúd.