Управление тиристорами через импульсный трансформатор

Управление тиристорами через импульсный трансформатор

Подскажите пожалуйста, как правильно рассчитать трансформатор. Применил тиристоры на 120 А — схема работала, заменил на 160А — тиристоры горят даже при включении индуктивной нагрузки 1.5 кВт. Трансформаторы ставил МИТ-4В. (обмотки по 100 витков провод 0.1 на феррите). Если я правильно прочитал, возникает эффект шнурования тока, но как правильно подсчитать, какой нужен? Тиристоры ставил IXYS MCC 162-12.

Схема (по крайней мере, силовой части)?
Рабочая частота?
И (не постесняюсь признаться в неполной образованности) что понимается под эффектом шунтирования тока?
Вы уверены, что дело в управляющей цепи? IMHO, вряд ли.

Спец: И (не постесняюсь признаться в неполной образованности) что понимается под эффектом шунтирования тока?

Здесь автор прав, этот эффект называется именно так, только не "шунтирование", а "шнурование".

Выдержка из энциклопедии: ". В большинстве случаев переход от высокого сопротивления к низкому сопровождается шнурованием тока, т. е. уменьшением поперечного сечения токового канала."
В силовых тиристорах это "больной вопрос" и происходит когда сила тока управления мала для создания широкой объемной зоны токового канала за короткий промежуток времени. При этом пробивает управляющий переход тиристора.

А считать надо исходя из тока включения тиристора и коэффицента трансформации трансформатора. Феррит сердечника при этом не должен входить в насыщение.

Исправляюсь — прирепил схему выходного каскада и данные на тиристор. На транзистор подаю ШИМ 16 кГц

Всё равно остались вопросы:
1 — Чем питается нагрузка? Если постоянным током, то кто закрывает тиристор? Если переменным, то какая частота? Если 50 Гц, то зачем на входе 16 кГц, да ещё и ШИМ? Если в силовой цепи тоже 16 кГц, то начинает иметь значение такой параметр, как "предельная скорость нарастания напряжения в коммутируемой цепи", или dU/dT. Если она превышена, то через свою проходную ёмкость тиристор может открыть себя сам. Для подавления этого эффекта управляющий переход тиристора надо шунтировать резистором, причём достаточно низкоомным, а у Вас его нет. Соответственно приходится повышать мощность управляющего импульса.
2 — Если ШИМ идёт синхронно с частотой питания, то всё это может работать: путём дифференцирования трансформатором спада ШИМ-ипульса во вторичной обмотке создаётся короткий импульс управления, открывающий тиристор. Но в первичной-то импульс длинный, обмотка ему не препятствие, и ток может нарасти до величин, опасных для провода 0,1 мм. Поэтому нужен ограничительный резистор последовательно с обмоткой, которого у Вас тоже нет.

Читайте также:  Блендер видео как измельчить

380V. Вообще-то их шесть: Работают на 3-х фазный двигатель. ШИМ имелось ввиду-пачки импульсов для надежного открывания, если без пачек, то импульс с другого тиристора может навести "помеху" которая закроет его. Пачка позволяет снова его бустро открыть. (вроде так сделано в промышленных установках типа плавного пуска). Трансформаторы работают в импульсном режиме и сквозной ток через них не идет.Немного греются при длительной работе, но это не важно. Резисторы последовательно с обмотками ставил (30 ом) и на входе и на выходе и еще параллельно управляющему 1к. Результат тот же — выход из строя тиристора. Причем на лампу 100 Вт все работало прекрасно, а с двигателем — мгновенный отказ. Поменял тиристоры на советские 250А — габариты конечно больше, но все заработало даже на двигатель. Вся схема прежняя менял только тиристоры. Временно это спасает, но в чем же грабли?

Serjio: Тиристор питается

Скорее питается двигатель, а тиристор коммутирует это питание.

А при такой схеме возможно одновременное отпирание противофазных тиристоров и как следствие выход их из строя, если коммутация тиристоров не синхронизирована с питающей сетью. Для этого обычно используют синхронизирующий трансформатор или специальные синхронизирующие обмотки. Если я правильно понял речь идет о 3ф 380в промышленной сети. В принципе нужен схематично тиристорный привод асинхронного двигателя, только нет необходимости в регулировке числа оборотов и особых режимах пуска и останова двигателя.

И по-конкретнее про используемые тиристоры, а то не очень понятно 120А, 160А, 250А, IXYS MCC 162-12. Лучше таблицей:
1.Тип тиристора
3. Макс доп обр. напряжение
2 Mакс. прямой ток
3. Ток упр. электрода Ig
4. Напр. упр. электрода Ug
5. Результат установки в схему (подробно)

Лечить больного на расстоянии, не имея достаточных исходных данных, то же самое, что гадать на кофейной гуще.

Выше в прикрепленном файле есть и схема и данные на тиристор. Одновременное открытие тиристоров не может привести к пробою т.к. они включены последовательно с обмоткой двигателя. Просто будут рывки и страшный звук от дергания.
1.тип — MCC162-12
2. напр. — 1200V
3. ток — 300A, кратковременно 10ms-3000A
5. Ugate — 2.5V
6. Igate — 150mA
7. два встречно-включенных тиристора последовательно с обмоткой двигателя (проверял на 1.5 кВт двигателе — импортные сгорели, отечественные работали даже на 55кВт движок). Снабберная цепочка параллельно тиристорам.
Все.

Читайте также:  Как топить печь опилками

Тиристоры советские Т123-250

И всё же не пойму по бестолковости: что всё-таки регулируют в асинхронном 50-гц-двигателе тиристоры? Обороты изменением частоты? Но вроде бы 50 гц не регулируются. Обороты изменением напряжения? Но при этом в движке изменяется скольжение ротора, что тоже категорически не рекомендуется, поскольку он уподобляется трансформатору, нагруженному на КЗ. Точнее, это допускается в очень небольших пределах. Остаётся одно — тиристоры работают простыми выключателями. Если это так, то схему управления можно резко упростить — открывать ключи не импульсами ШИМ, а постоянным током, получаемым с маломощного 6-обмоточного транса, с диодными мостиками и конденсаторами для сглаживания выпрямленного.

Форум про радио — сайт, посвященный обсуждению электроники, компьютеров и смежных тем.

Трансформаторные ФИУ применяются в схемах управления однооперационными тиристорами [3]. Требования, предъявляемые к подобным схемам, обусловлены особенностями переключения структуры тиристора, параметрами цепи управления и нагрузкой преобразователя. Перечислим главные:

1. Для исключения локального перегрева структуры необходимо обеспечить минимально гарантированную начальную площадь включения тиристора. Это достигается подачей импульса управления с крутым фронтом нарастания тока (0.1. 0.3 мкс) и минимально необходимой амплитудой, которая определяется типом тиристора (0.5. 5 А).

2. Для гарантированного отпирания тиристора необходимо обеспечить минимальную длительность импульса управления (tp

3. В схемах с большой индуктивной нагрузкой, а также в выпрямительных устройствах, работающих на противонаправленных Э.Д.С., необходимо поддерживать на управляющем электроде тиристора длительные сигналы управления (до 1 мс) для обеспечения гарантированного включения.

4. Рабочая точка нагрузки управляющего электрода должна находиться в зоне оптимального управления (справочные данные) (рис. 2.21). Параметры управляющего сигнала, IG= 1 . 5 А и VG = 5. 20 В.

5. Характеристики трансформатора должны обеспечивать изоляцию между цепями управления и силовой частью (напряжение изоляции > 2.5 кВ).

6. ФИУ должен обеспечивать помехоустойчивость тиристорных схем.

Построение схемы ФИУ начинают с выбора импульсного трансформатора, (пункты 1, 2, 5).

Компания «Semikron» предлагает импульсные трансформаторы серии SKPT с параметрами: — напряжение изоляции 2.5. 4 кВ;

— выходное напряжение 5. 15 В;

— импульсный выходной ток 0.1. 1 А;

— время нарастания фронта тока 0.3. 5 мкс;

— ширина импульса на выходе 2.5. 4 кВ;

Читайте также:  Рисунок нитки для детей

— частота переключения 5. 10 кГц;

— вольт-секундный показатель 330. 350 В-мкс.

Типовая схема трансформаторного ФИУ с ограничивающим резистором в первичной обмотке представлена на рис. 2.22.

Напряжение на вторичной обмотке трансформатора определяется входной характеристикой цепи управления и прямым падением напряжения на открытом диоде. Для заданной длительности импульса управления нельзя превышать вольт-секундный показатель импульсного трансформатора.

Влияние индуктивности намагничивания проявляется в уменьшении амплитуды импульса управления с течением времени. На рис. 2.23 представлены осциллограммы тока и напряжения в первичной и выходной обмотке трансформатора.

В схемах с большой индуктивностью в цепи нагрузки рекомендуется использовать пакетный режим передачи импульсов, что позволяет увеличивать длительность импульса управления без насыщения трансформатора (рис. 2.24). Диод, включенный последовательно с входной цепью тиристора, поднимает порог отпирания ключа на величину напряжения смещения, что повышает помехоустойчивость схемы.

Дополнительные меры по защите от помех и наводок: (рис.2.25):

1. Параллельно входной цепи тиристора подключают RС-цепь, шунтирующую высокочастотные помехи.

2. Подключение к входной цепи осуществляют витыми парами и экранированными проводами.

3. Исключают использование общих линий связи между силовым выводом катода тиристора и выводом цепи управления.

4. Используют экранирующую изоляцию между обмотками трансформатора, что увеличивает индуктивность рассеяния. Используется последовательное или параллельное соединение тиристорных ключей, при этом применяется общий трансформатор с несколькими вторичными обмотками для управления группой тиристоров. Наиболее приемлемо параллельное соединение отдельных трансформаторов. При последовательном соединении тиристоров, т.е. при высоких анодных напряжениях, применение общего трансформатора невыгодно, так как при этом требование к напряжению изоляции определяется максимальным анодным напряжением всей группы последовательных ключей. С увеличением напряжения изоляции растет индуктивность рассеяния, что не позволяет обеспечить необходимый фронт импульса управления.

Поэтому на повышенных анодных напряжениях (более 6. 10 кВ) применяется последовательное и каскадное соединение отдельных импульсных трансформаторов (рис. 2.26).

Последовательное соединение трансформаторов позволяет получить на всех ключах одинаковую форму тока управления.

Рис. 2.25 Рис. 2.26

Однако изоляция общего кабеля рассчитывается на максимальное напряжение, что увеличивает емкость связи между обмотками. В каскадном соединении трансформаторов паразитные емкости связи включаются последовательно, что обеспечивает повышение помехозащищенности ФИУ. Кроме этого, напряжение изоляции может выбираться в N раз меньше максимального анодного напряжения (где N – число последовательных ключей).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector