Мощните променливотокови товари често се управляват от електромагнитни релета. Контактните групи тези устройства допълнителен източник ненадеждност поради склонността им към изгаряне или заваряване.то недостатък се очертава и възможността за поява искри при превключване, което в някои случаи изисква допълнителни мерки за безопасност. Порадизи причина електронните ключове изглеждат за предпочитане. Един отриантитекъв превключвател еправен от триаци.
Съдържание
Какво представлява симисторът и защо е необходим
Един от следните елементи често се използвато управляем комутационен елемент в силовата електроника Тиристори - Тиристори. Техните предимства:
- група без контакти;
- Без въртящи се или движещи се механични елементи;
- Ниско тегло измери;
- Дълъг живот, независещ от броя циклите включване и изключване;
- ниска цена;
- Високоскоростнабота с ниско ниво шум.
Проблемът с тринисторите във веригите за променлив ток обаче е тяхната еднопосочна проводимост. За може един тринистор провежда ток в двете посоки, тринисторите трябва бъдат свързаниралелно в противоположната посока,то два тринистора се управляват едновременно. Изглежда логично тези два тринистора се комбинират в един корпус за по-лесен монтаж ималяванезмерите. Изи стъпка еправена през 1963 г., когато съветските учени и специалистите General Electric почти едновременно подават заявка за регистрация изобретението симетричен тринистор - симистор (в чуждестранната терминология триак - триод за алтернативен ток).
Всъщност симисторът не е буквално два тринистора в единкет.
Цялата система е реализирана върху единичен кристал сзлични p- и n-проводникови зони изи структура не е симетрична (въпреки че волт-ампернатарактеристика триак е симетрична спрямочалото и е огледален образ триака). И това е основнатазлика между триака и два тринистора, всеки от които трябва се управлява с положителен ток спрямотода.
Симисторът няма анод итод по отношение посоката протичане тока, но изходите неравномерни по отношение управляващия електрод. В литературата се срещат термините "условентод" (MT1, A1) и "условен анод" (MT2, A2). Те се използват удобно за описаниеботата симистора.
Когато се приложи полувълна с една от двете полярности, устройството първо се блокира (червенатаст VAC). По същиячин,кто при тринисторите, симисторът може се отключи, когатопрежениетодвиши прага в двете полярности синусоидата (синятаст). При електронните превключватели това явление (динисторен ефект) е доста вредно. Това трябва се избягва при избора режимбота. Симисторът се отваря чрез подаване ток към управляващия електрод. Колкото по-голям е токът, толкова по-рано ще се отвори ключът (червената пунктирана зона). Този ток се генерира чрез подаванепрежение между контролния електрод и условниятод. Товапрежение трябва бъде отрицателно или със същия знактопрежението, приложено между МТ1 и МТ2.
При определена стойност тока симисторът се отваря незабавно и се държито нормален диод - докато не се затвори (зелени прекъснати и плътни зони). Усъвършенстването технологиите доведе домаляване тока, необходим за пълното отваряне симистора. Съвременните версии имат консумация ток до 60 mA и по-малко. Въпреки товамаляването тока в реална верига не трябва е твърде голямо, тъйто може доведе до нестабилно отваряне симистора.
Затварянето,кто и при обикновените тринистори,стъпва, когато токът спадне до определена граница (близка до нулата). В променливотоковите вериги това се случва, когато симисторът отново премине през нулата, след което отново трябва се подаде управляващ импулс. Във веригите за постоянен ток контролираното задействане симистора изисква тромави технически решения.
Характеристики и ограничения
Ограничения при използването симистори при превключване реактивни (индуктивни илипацитивни) товари. Когато този товар присъства в променливотокова верига,зитепрежението и тока се изместват една спрямо друга. Посокатазовото изместване зависи от естеството реактивния компонент, а големинатазовото изместване - от естеството реактивния компонент. големината реактивния компонент. Вече бешезано, че симисторът се изключва, когато токът премине през нулата. Апрежението между МТ1 и МТ2 в този момент може е доста голямо. Ако скоростта изменениепрежението dU/dt превиши праговата стойност, симисторът може не успее се затвори. За се избегне този ефект, симисторът се свързваралелно с пътя захранване симистора. варистори. Съпротивлението им зависи от приложенотопрежение и ограничава скоростта изменение потенциалнатазлика. Същият ефект може се постигне чрез използване RC-верига (snubber).
Опасността от превишаване скоросттарастване тока при превключване товара е свързана с времето за изключване симистора в края цикъла. В момента, в който симисторът все още не е затворил, може се окаже, че е приложено високопрежение и в същото време по пътя захранването тече достатъчно голям проходен ток. Това може доведе до генериране висока топлинна мощност в устройството и кристалът прегрее. За се отстрани този дефект, е необходимо се компенсира реактивността консуматора, ако е възможно, чрез последователно включване реактивност с приблизително същата големина, но с противоположен знак във веригата.
Трябва също се има предвид, че в отворено състояние симисторът изпуска около 1-2 V. Но тъйто приложението е за мощни превключватели за високопрежение, това свойство не влияе практическото приложение симисторите. Загуба от 1-2 волта в 220V верига е сравнима с грешка при измерванепрежението.
Примери за приложения
Основната употреба симисторите ето превключвател във вериги за променлив ток. По принцип няма ограничения за използването симисторато превключвател за постоянен ток, но няма и смисъл се прави. В този случай е по-лесно се използва по-евтиният и по-разпространен тринистор.
Както всеки ключ, симисторът е свързан последователно с товара. Чрез включването и изключването симистора се контролира захранващотопрежение към консуматора.
Симисторът може се използва ито регулаторпрежението при товари, които не се интересуват от форматапрежението (напримермпи сжежаема жичка или термоелектрическигреватели). В този случай веригата за управление изглежда по следниячин.
Тук веригата зазово изместване езположена върху резисторите R1, R2 и кондензатора C1. Чрез регулиране съпротивлениеточалото импулса се измества по отношение нулевото пресичане мрежовотопрежение. За генерирането импулса се грижи динистор спрежение отваряне около 30 волта. Когато това ниво бъде достигнато, той се отваря и позволява протичането ток към управляващия електрод симистора. Този ток очевидно е в същата посокато тока през захранващия тракт симистора. Някои производители произвеждат полупроводникови устройства,речени Quadrac. Те имат симистор и дистор във веригата управляващия електрод в един и същи корпус.
Тази схема е проста, но консумацията ток е рязко несинусоидална и се създават смущения в електрическата мрежа. За потискането им трябва се използват филтри - поней-простата RC-верига.
Предимства и недостатъци
Предимствата симистора същитето тези описаните по-горе тринистори. Те могат се използват и във вериги за променлив ток и лесни за управление в режим променлив ток. Има обаче и някои недостатъци. Те свързани главно с областта приложение, която е ограничена от реактивната компонента товара. Предложените по-горе мерки за защита не винаги възможни. Недостатъците също следните
- Повишена чувствителност към шума и смущенията във веригата контролния електрод, които могат предизвикатлшиви положителни резултати;
- Необходимостта от отвеждане топлината от кристала -зположениетодиатори компенсиралкиязмер устройството, а за превключване тежки товари се използват контактори релетата за предпочитане пред контакторите;
- Ограничениеботната честота - това не е от значение прибота промишлени честоти от 50 или 100 Hz, но ограничава използването в преобразувателипрежение.
За се използват компетентно симисторите, е необходимо се познават немо принципите устройството, но и неговите слабости, които определят границите приложение симисторите.мо тогава проектираното устройство щеботи дълго идеждно.
Свързани статии:
