Тиристорный преобразователь

Тиристорные преобразователи частоты (инверторы) представляют собой устройства, преобразующие постоянное или переменное напряжение в переменное заданной частоты. Большинство современных тиристорных инверторов позволяют осуществлять изменение частотной характеристики выходного напряжения в требуемых пределах, благодаря чему они нашли широкое применение в различных отраслях промышленности и транспорта, например, для плавной регулировки скорости вращения асинхронных электродвигателей, обеспечения необходимого режима электропитания плавильных печей и т.п. Несмотря на то, что в последнее время все большее распространение получают преобразователи частоты на IGBT, тиристорные инверторы по-прежнему доминируют там, где необходимо обеспечить большие мощности (вплоть нескольких мегаватт) с выходным напряжением в десятки киловольт. Именно то, что тиристорные преобразователи частоты имеют высокий КПД (до 98%), способны успешно справляться с большими напряжениями и токами, а также выдерживать при этом импульсные воздействия и довольно продолжительную нагрузку, является их основным достоинством. Ниже приведена блок-схема наиболее типичного современного тиристорного преобразователя с явно выраженным звеном постоянного тока.

В выпрямителе (В) входное переменное напряжение выпрямляется и поступает в фильтр (Ф), где оно сглаживается, фильтруется, после чего опять преобразуется инвертором (И) в переменное, которое может регулироваться по таким параметрам, как амплитуда и частота.

НЕОБХОДИМА КОНСУЛЬТАЦИЯ?

Позвоните:

+7 (495) 730-73-62,
+7 (495) 730-73-63,
+7 (925) 517-34-27

или заполните простую форму

Тиристорные преобразователи имеют некоторые конструктивные особенности, которые порой затрудняют их использование и несколько ограничивают сферу применения. Прежде всего, это касается довольно сложной системы управления. Поскольку тиристор является полууправляемым прибором, то для него необходимо принудительное переключение, осуществляемое кратковременным прерыванием тока, который через него протекает. Это обычно происходит при разряде конденсатора, находящегося в анодно-катодной цепи ключа. В системах с большой мощностью нагрузки на накопительные (фильтровые) конденсаторы, стоящие в плечах ключа, очень велики. Впрочем, велики они и на демпферные конденсаторы, установленные на выходе инвертора и предохраняющие его от повреждения в момент переключения ключей. Таким образом, для нормальной и бесперебойной работы тиристорных преобразователей исключительно важна надежность тех емкостных элементов, которые в них применяются, то есть фильтровых и демпферных конденсаторов. К тому же весьма желательно, чтобы их стоимость была приемлемой, а габаритные размеры – как можно меньше. Всем этим требованиям далеко не в полной мере отвечают старые типы силовых конденсаторов, и поэтому для разработки действительно современных и надежных тиристорных инверторов им требуется замена.

Именно такие силовые конденсаторы производит завод «Нюкон». Они отличаются компактностью, высокими показателями объемной плотности энергии и, что, пожалуй, важнее всего, исключительной надежностью. Сочетание этих качеств было достигнуто за счет применения при их разработке и производстве передовых конструкторских и технологических решений. Силовые конденсаторы «Нюкон» имеют самые различные рабочие напряжения и обладают способностью к локальному самовосстановлению после пробоев с минимально возможной потерей емкости.

Силовые конденсаторы «Нюкон», производимые по технологии локализованного управляемого самовосстановления, состоят из множества ячеек, число которых достигает десятков тысяч. Каждая из них имеет свой собственный предохранитель, поэтому в случае пробоя повреждается только она, а все остальные остаются работоспособными. Таким образом, значительно увеличивается срок службы конденсатора, уменьшаются расходы на замену неисправных емкостей и потери времени, связанные с вынужденным простоем оборудования. При этом сама емкость конденсаторов снижается весьма незначительно. Достаточно сказать, что в конце срока их службы она составляет не менее 95% от номинальной.

Сегодня многие отечественные производители инверторов вынуждены закупать современные силовые конденсаторы за рубежом, что связано со многими неудобствами: длительными сроками поставки, необходимостью прохождения таможенного оформления и т. п. На отечественном рынке завод «Нюкон» является единственным, чья продукция может успешно конкурировать с зарубежными аналогами. Он гарантирует высокое качество своей продукции (которое, кстати, полностью соответствует целому ряду международных стандартов), оперативность поставок и внимательное отношение ко всем клиентам.

НЕОБХОДИМА КОНСУЛЬТАЦИЯ?

Позвоните:

+7 (495) 730-73-62,
+7 (495) 730-73-63,
+7 (925) 517-34-27

или заполните простую форму

Тиристорные преобразователи — Технарь

Тиристорный преобразователь (ТП) является управляющим источником питания электродвигателя постоянного тока, т. е. усилителем мощности с весьма высоким коэффициентом, достигающим значения 4000. На станках с ЧПУ скорость и направление вращения электропривода определяются системой числового управления по величине сигналов на перемещение в соответствии с технологией обработки. Электродвигатель непрерывно управляется в зависимости от величины сигналов рассогласования таким образом, чтобы устранить это рассогласование. Скорость электродвигателя регулируется изменением напряжения, подводимого к его якорю от источника регулируемого напряжения — тиристорного преобразователя-выпрямителя. Тиристорные преобразователи по сравнению с известными системами регулируемых электроприводов постоянного тока имеют значительные преимущества: статический характер работы преобразователя, высокую экономичность регулирования напряжения, легкость управления, стабильность поддержания скорости, высокое быстродействие, сравнительно малые габаритные размеры и массу, бесшумность в работе, низкие эксплуатационные расходы, простоту обслуживания.

Тиристорные преобразователи собирают по различным силовым схемам в зависимости от мощности электропривода.

 

Для повышения быстродействия и обеспечения широкого диапазона регулирования скорости применяют широтно-импульсное управление электроприводом. В таких схемах тиристоры включают в сеть постоянного тока последовательно с электродвигателем. Для гашения тиристоров при этом применяют заряженные конденсаторы, которые включают специальными тиристорами гашения навстречу анодному напряжению. Таким образом, в электроприводах постоянного тока с тиристорными преобразователями через якорь электродвигателя пропускают импульсы постоянного тока различной продолжительности. Эти импульсы отличаются от импульсов переменного тока той же длительности повышенной энергии, сообщаемой электродвигателю. Это объясняется тем, что анодное напряжение неизменно в течение всего времени протекания тока через тиристор. Большое количество энергии, сообщаемое электродвигателю при пропускании каждого импульса, обеспечивает высокое быстродействие электропривода. Для электроприводов подачи применяют также комплектные тиристорные преобразователи.

Схема тиристорного преобразователя типа ПТЗР (рис. 21), состоящий из двух групп вентилей, образующих трехфазные управляемые вентили, работающие как инверторы, включенные последовательно через дроссели (реакторы) L1—L2, работающие на один электродвигатель, включенный между средней точкой А дросселей и общей точкой Б вторичной обмотки трехфазного трансформатора. При небольшом открывании вентилей обоих выпрямителей через дроссели идет уравнительный постоянный ток 2—4А. Переменная составляющая этого тока ограничивается дросселями. При большем открывании вентилей одной группы и одноименном уменьшенном открывании другой за счет управляющего сигнала на входе ТП между точками А и В возникает напряжение вследствие равенства напряжений выпрямителей, и электродвигатель начинает вращаться в ту или другую сторону в зависимости от того, у какого из выпрямителей напряжение больше. Если при установившейся скорости электродвигателя снизить управляющий сигнал на входе ТП, то одна из групп вентилей (в зависимости от направления вращения электродвигателя в этот момент) переходят в инверторный режим вследствие того, что ЭДС электродвигателя больше выпрямленного напряжения. При этом направление тока, проходящего через электродвигатель, меняется, и он начинает тормозиться до скорости, соответствующей заданной для нового значения управляющего сигнала.

Существуют различные методы управления тиристорами, имеющие свои преимущества и недостатки. Управляющие импульсы в ТП типа ПТЗР формируются в блоках управления БУ, работающих совместно с блоком пилообразных напряжений БПН и усилителем постоянного тока У ПТ, на вход которого последовательно с управляющим сигналом включен тахогенератор ТГ.

Этот преобразователь имеет также специальную схему ограничения тока для предохранения электродвигателя от перегрузки и реализованную в виде блока токоограничения БТ0; блок задания скорости БЗС для ручного регулирования скорости; блок питания БП, содержащий несколько независимых маломощных трехфазных выпрямителей с фильтрами; блок питания обмоток возбуждения электродвигателя и тахогенератора БПДТ. Данный ТП совместно с электродвигателем ПБСТ, мощностью 1—10 кВт, используют в качестве регулируемого электропривода, и он имеет входной управляющий сигнал ±200 В, получаемый от БЗС или от какого-либо другого источника управляющего сигнала постоянного тока; диапазон регулирования — 2000.

Время разгона электродвигателя на полную скорость зависит от его мощности. При небольших мощностях его можно использовать без блока токоограничения; при этом время разгона или торможения не превышает 0,3 с. Электродвигатели используют с номинальным напряжением 110В и 220В; при изменении напряжения необходимо заменить силовой трансформатор. Номинальная частота вращения электродвигателя может быть различной (1000, 1500 и 3000 об/мни).

В тиристорных преобразователях типа ЭТ6И в силовой части применена двойная мостовая схема, значительно увеличивающая жесткость электропривода, и обратная связь по току нагрузки электродвигателя, что значительно улучшает динамику электропривода. В схеме применены интегральные усилители, обеспечивающие высокую стабильность характеристик. Тиристорный преобразователь ЭТ6И может применяться для управления обычными электродвигателями ПБСТ и высокомоментными электродвигателями с постоянными магнитами, для чего в схеме этого ТП применена специальная схема ограничения тока, зависящего от частоты вращения электродвигателя (при увеличении частоты вращения допустимый ток пропорционально снижается). Это необходимо для предохранения электродвигателя от повреждений при перегрузках и больших скоростях слежения.

Пример выполнения импульсно-фазового следящего привода (ИФП) с тиристорными преобразователями показан на рис. 22.

Обратная связь по пути дана с измерительным преобразователем типа резольвер или индуктосин (сигнал хП). При скачкообразном изменении частоты на входе блока разгона-замедления частота изменяется по заданному закону (например, экспоненциальному). Формирование закона изменения управляющей частоты может изменяться в устройстве ЧПУ в зависимости от условий работы привода. Сигналы с выхода блока разгона-замедления подаются на вход формирователя 1 импульсно-фазового преобразователя ИФП, выдающего прямоугольные фазовые сигналы на несущей частоте ƒФ (ƒФ ≈ 2000 Гц). При появлении на входе формирователя 1 задающего импульс на выходе ИФП фаза сигнала изменяется относительно фазы-эталона на ∆ϕ. Например, при изменении фазы сигнала резольвера за один оборот (или индуктосина на шаге 2 мм) на 360° с последующим делением на 1000 (∆ϕ = 0,36е) дискрета будет равна 2 мкм.

При фазовых измерительных преобразователях перемещения управление приводом подач выполняется по импульсно-фазовой схеме (рис. 23). Эта схема основана на определении сдвига фаз между последовательностью импульсов программы ±ƒПР и импульсов, сформированных с выхода вращающегося трансформатора ВТ. Временное сравнение сдвига фаз выполняется на несущей частоте ƒТ. Опорный делитель Д1 заполняется импульсами тактовой частоты, алгебраически суммирующимися (в схеме синхронизаций СС) с импульсами программы. Делитель Д2, формирующий питание, заполняется импульсами тактовой частоты. Приход каждого импульса программы вызывает сдвиг фазы импульсов на выходе опорного делителя на ±1/N часть периода (N — емкость делителя). Наибольший сдвиг фазы, запоминаемый опорным делителем, соответствует N импульсам программы. На выходе ВТ установлен фильтр Ф и нуль-орган НО, формирующие прямоугольную последовательность импульсов ƒО.С., которая сравнивается по фазе с импульсами на выходе опорного делителя ƒОП. Для расширения диапазона запоминания рассогласования по пути предусмотрен счетчик-накопитель Н, запоминающий ошибку, кратную фазовому сдвигу. При наличии такого счетчика рассогласование может превышать период сигнала измерительного преобразователя ПЭ, Преобразователь формирует аналоговый сигнал ƐХ на вход блока управления приводом, пропорциональный фазовому сдвигу между импульсами ƒОП и ƒО.С.

Привод подач с высоко-моментными электродвигателями позволяет выполнить разгон перемещаемого органа до максимальной скорости за весьма малое время (разгон до скорости 10 м/мин за 0,25 с).

Станки класса точности Н комплектуют приводами подач с двухполюсным вращающимся трансформатором ВТМ-1В с делением фазы на 2000. При дискретности линейного перемещения 0,01 мм привод обеспечивает скорость до 6 м/мин, а при установке мультипликатора до 10 м/мин. Станки класса точности П комплектуют приводами подач с линейными датчиками ДЛМ-11 либо индуктосинами, обеспечивающими скорость холостых ходов до 10 м/мин. Возможно применение многополюсных резольверов.



Что такое тиристор и как он работает?

К

  • Пол Кирван

Что такое тиристор?

Тиристор представляет собой четырехслойный полупроводниковый прибор, состоящий из чередующихся материалов P-типа и N-типа (PNPN). Тиристор обычно имеет три электрода: анод, катод и затвор, также известный как управляющий электрод.

Наиболее распространенным типом тиристора является управляемый кремнием выпрямитель (SCR). Когда катод заряжен отрицательно относительно анода, ток не течет до тех пор, пока на затвор не будет подан импульс. Затем тринистор проводит ток до тех пор, пока напряжение между катодом и анодом не изменится на противоположное или не упадет ниже определенного порога или удерживающего значения. Используя этот тип тиристора, можно переключать или контролировать большое количество энергии, используя небольшой ток или напряжение срабатывания.

Устройства, использующие переменный ток, можно включать и выключать, отправляя сигнал на ворота управления. Это устройство называется затвор выключения , или ГТО, тиристор. Раньше для выключения тиристоров требовался реверс тока, что затрудняло их использование в системах постоянного тока.

Тиристоры

полезны в коммутационных приложениях, поскольку они могут быть полностью включены или выключены. Эта возможность двух состояний отличается от транзисторов, которые работают между состояниями «включено» и «выключено», ожидая сигнала для проведения тока.

Тиристоры имеют три электрода: анод, катод и затвор.

3 состояния тиристоров

Тиристоры работают в одном из следующих трех состояний, в зависимости от требований:

  1. Прямая проводка Это основной рабочий режим тиристора. Он переключается в проводящий режим и остается в таком состоянии до тех пор, пока ток не упадет ниже определенного уровня, называемого током удержания .
  2. Прямое блокирование Тиристор блокирует протекание тока, несмотря на то, что напряжение подается в направлении, которое сигнализирует диоду о его проведении.
  3. Реверсивный режим блокировки. Ток пытается пройти через тиристор в обратном направлении. Однако его блокирует диод, и тиристор не срабатывает.

Тиристоры представляют собой четырехслойные полупроводники с чередованием материалов P-типа и N-типа.

Приложения для тиристоров

Тиристоры поддерживают высокие напряжения и обладают упрощенным подходом к состояниям включения и выключения. В результате они используются для следующих приложений:

  • регуляторы скорости;
  • диммеры света;
  • вспышки камеры; и
  • различных типов схем, таких как инвертор, логические схемы и схемы таймера.

Тиристор также может выполнять функцию автоматического выключателя в силовых цепях устройства. Они предотвращают перебои в электроснабжении, подключая стабилитрон к затвору тиристора. Когда уровни напряжения источника питания превышают напряжение Зенера, тиристор отключает выход источника питания на землю и активирует автоматические выключатели или предохранители перед источником питания. это называется эффект лома и защищает устройства, обслуживаемые блоком питания, от повреждений.


Транзистор состоит из трех частей: эмиттера, базы и коллектора.

Тиристоры и транзисторы

Транзисторы нуждаются в электрическом импульсе, чтобы сигнализировать устройству о проведении тока. Их основной режим — это состояние ожидания между включенным и выключенным. Транзисторам также необходимо, чтобы их базовый сигнал постоянно обновлялся, чтобы проводить ток.

Напротив, тиристоры могут быть полностью закрыты или полностью открыты. Как только сигнал поступает на затвор тиристора и активирует устройство, он остается открытым до тех пор, пока не произойдет обратный ток или напряжение не упадет ниже определенного уровня.

Узнайте больше о состоянии рынка полупроводников США .

Последнее обновление: декабрь 2022 г.


Продолжить чтение О тиристоре

  • Почему вычислительная мощность больше не безгранична
  • Как спроектировать и построить центр обработки данных
  • Влияние блокчейна на нехватку чипов
  • Сколько энергии потребляют центры обработки данных?
  • Способы повышения энергоэффективности центров обработки данных
Google Бард

Google Bard — это инструмент чат-бота на базе искусственного интеллекта, разработанный Google для имитации человеческих разговоров с использованием обработки естественного языка и машинного обучения.

Сеть


  • система оперативной поддержки (OSS)

    Система оперативной поддержки (OSS) представляет собой набор программ, которые помогают поставщику услуг связи отслеживать, контролировать, анализировать …


  • взаимное исключение (мьютекс)

    В компьютерном программировании взаимное исключение (мьютекс) — это программный объект, который предотвращает доступ нескольких потоков к одному и тому же …


  • управление неисправностями

    Управление сбоями — это компонент управления сетью, который обнаруживает, изолирует и устраняет проблемы.

Безопасность


  • черный список приложений (занесение приложений в черный список)

    Занесение приложений в черный список — все чаще называемое занесением в черный список — представляет собой практику сетевого или компьютерного администрирования, используемую . ..


  • соковыжималка

    Juice jacking — это эксплойт безопасности, в котором зараженная зарядная станция USB используется для компрометации устройств, которые к ней подключаются.


  • безопасность гипервизора

    Безопасность гипервизора — это процесс обеспечения безопасности гипервизора (программного обеспечения, обеспечивающего виртуализацию) на протяжении…

ИТ-директор


  • Общепринятые принципы ведения учета (Принципы)

    Общепринятые принципы ведения документации — это основа для управления записями таким образом, чтобы поддерживать …


  • система управления обучением (LMS)

    Система управления обучением представляет собой программное приложение или веб-технологию, используемую для планирования, реализации и оценки конкретных …


  • Информационный век

    Информационная эпоха — это идея о том, что доступ к информации и контроль над ней являются определяющими характеристиками нынешней эпохи . ..

HRSoftware


  • жизненный цикл сотрудника

    Жизненный цикл сотрудника — это модель человеческих ресурсов, которая определяет различные этапы, которые работник проходит в своей …


  • опыт кандидата

    Опыт кандидата отражает отношение человека к прохождению процесса подачи заявления о приеме на работу в компанию.


  • непрерывное управление производительностью

    Непрерывное управление эффективностью в контексте управления человеческими ресурсами (HR) представляет собой надзор за работой сотрудника …

Служба поддержки клиентов


  • речевая аналитика

    Речевая аналитика — это процесс анализа голосовых записей или звонков клиентов в реальном времени в контакт-центры с распознаванием речи …


  • Платформа Salesforce (ранее Force. com)

    Платформа Salesforce, ранее известная как Force.com, представляет собой продукт «платформа как услуга» (PaaS), который упрощает …


  • сегментация клиентов

    Сегментация клиентов — это практика разделения клиентской базы на группы лиц со схожими характеристиками …

Моделирование и анализ тиристорного преобразователя (Конференция)

Моделирование и анализ тиристорного преобразователя (Конференция) | ОСТИ.GOV

перейти к основному содержанию

  • Полная запись
  • Другие родственные исследования

В этой статье мы представляем моделирование тиристорных преобразователей. Моделирование включает нелинейность, неравномерное срабатывание и коммутацию. Будут представлены несколько приложений, таких как регулировка тока, анализ частотных характеристик преобразователя и анализ помех в линии электропередач. 4 исх., 4 рис.

Авторов:

Чжан, С.Ю.

Дата публикации:
Исследовательская организация:
Брукхейвенская национальная лаборатория, Аптон, Нью-Йорк (США)
Организация-спонсор:
USDOE; Министерство сельского хозяйства США, Вашингтон, округ Колумбия (США)
Идентификатор ОСТИ:
5660116
Номер(а) отчета:
БНЛ-45435; CONF-910505-245
В НАЛИЧИИ: DE91013802
Номер контракта Министерства энергетики:  
AC02-76CH00016
Тип ресурса:
Конференция
Отношение ресурсов:
Конференция: 1991 Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE), конференция по ускорителям частиц (PAC), Сан-Франциско, Калифорния (США), 6-9май 1991 г.
Страна публикации:
США
Язык:
Английский
Тема:
43 УСКОРИТЕЛИ ЧАСТИЦ; ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА В ПОСТОЯННЫЙ; МОДЕЛИРОВАНИЕ; МАГНИТЫ; ТИРИСТОРЫ; БРУХХЕЙВЕН АГС; ВОЛНОВЫЕ ФОРМЫ; УСКОРИТЕЛИ; ЦИКЛИЧЕСКИЕ УСКОРИТЕЛИ; ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ; ОБОРУДОВАНИЕ; ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ; СИНХРОТРОН; 430303* — Ускорители частиц — Экспериментальные установки и оборудование

Форматы цитирования

  • MLA
  • АПА
  • Чикаго
  • БибТекс


Чжан С. Ю. Моделирование и анализ тиристорного преобразователя . США: Н. П., 1991.
Веб.

Копировать в буфер обмена


Чжан, С. Ю. Моделирование и анализ тиристорного преобразователя . Соединенные Штаты.

Копировать в буфер обмена


Чжан, С.Ю., 1991.
«Моделирование и анализ тиристорного преобразователя». Соединенные Штаты. https://www.osti.gov/servlets/purl/5660116.

Копировать в буфер обмена

@статья{osti_5660116,
title = {Моделирование и анализ тиристорного преобразователя},
автор = {Чжан, С. Ю.},
abstractNote = {В этой статье мы представляем моделирование тиристорных преобразователей. Моделирование включает нелинейность, неравномерное срабатывание и коммутацию. Будут представлены несколько приложений, таких как регулировка тока, анализ частотных характеристик преобразователя и анализ помех в линии электропередач. 4 исх., 4 рис.},
дои = {},
URL = {https://www.

Posted inПопулярное