Η αρχή της ρύθμισης ισχύος σε φορτίο εναλλασσόμενου ρεύματος με χρήση θυρίστορ

Η μέση ισχύς φορτίου σε ημιτονοειδή κυκλώματα AC μπορεί να ρυθμιστεί από θυρίστορ… Αυτή η μέθοδος ελέγχου της κατανάλωσης ενέργειας είναι ιδιαίτερα εύκολη εάν το φορτίο είναι καθαρά ενεργό. Ωστόσο, με ορισμένες τροποποιήσεις στα κυκλώματα των καταναλωτών, είναι δυνατός ο έλεγχος των φορτίων χρησιμοποιώντας θυρίστορ. αντιδραστικό συστατικό.

Αυτή η προσέγγιση στη ρύθμιση ονομάζεται συνήθως ρύθμιση της τάσης φάσης, και εφαρμόζεται γενικά σε τέτοιους καταναλωτές που μπορούν αρχικά να τροφοδοτηθούν απευθείας από το δίκτυο, αλλά δεν απαιτούν τέλεια αρμονική μορφή τάσης.

Η αρχή ελέγχου είναι η αλλαγή της γωνίας ανοίγματος του θυρίστορ σαν ηλεκτρονικός διακόπτης. Έτσι, όταν το θυρίστορ ανοίγει και άγει ρεύμα όχι σε ολόκληρο το μισό κύμα του ημιτονοειδούς κύματος, αλλά μόνο ξεκινώντας από μια ορισμένη φάση του, τα ημιτελή ημιτονοειδή κύματα τροφοδοτούνται στο φορτίο και τα κομμάτια τους με το αρχικό μέρος του ημιτονοειδούς κύματος. διακοπή του κύκλου του μήνα.

Αυτό επιτυγχάνεται από το γεγονός ότι το θυρίστορ ή λειτουργεί ως ανεξάρτητο ανορθωτής μισού κύματος, ή δύο θυρίστορ περιλαμβάνονται στο κύκλωμα ανορθωτή (τότε αυτό είναι το λεγόμενο ελεγχόμενος ανορθωτής). Το αποτέλεσμα της λειτουργίας του κυκλώματος είναι η μείωση της πραγματικής τιμής της τάσης που παρέχεται στο φορτίο, το οποίο συνδέεται μετά από έναν τέτοιο ανορθωτή.

Τέτοια κυκλώματα μπορούν συχνά να βρεθούν σε μαλακούς εκκινητές κινητήρων συνεχούς ρεύματος, σε πλακέτες για τον έλεγχο του ρεύματος επαναφορτιζόμενων μπαταριών, σε συσκευές για τη ρύθμιση της φωτεινότητας των λαμπτήρων πυρακτώσεως κ.λπ.

Το πλεονέκτημα αυτής της προσέγγισης είναι κυρίως στο χαμηλό κόστος και την απλότητα της συναρμολόγησης κυκλωμάτων με θυρίστορ, καθώς και στην απλότητα των κυκλωμάτων ελέγχου για τη ρύθμιση φάσης της τάσης όταν πρόκειται για εναλλασσόμενο ρεύμα στο δίκτυο. Το μειονέκτημα, φυσικά, είναι το παραμορφωμένο σχήμα της τάσης που προκύπτει, το υψηλό ρεύμα κυματισμού στην έξοδο και η μείωση του συντελεστή ισχύος του χρήστη.

Η ουσία του μειονεκτήματος που σχετίζεται με την παραμόρφωση του σχήματος τάσης και ρεύματος είναι ότι όταν το θυρίστορ απενεργοποιείται ξαφνικά, το ρεύμα μέσω του φορτίου αυξάνεται απότομα, ενώ η πτώση τάσης στις αντιστάσεις τόσο στο κύκλωμα τροφοδοσίας όσο και στα κυκλώματα φορτίου αυξάνεται απότομα. Το σχήμα της τάσης τροφοδοσίας δεν γίνεται καθόλου ημιτονοειδές. Πρέπει να κατασκευάσουμε πρόσθετα φίλτρα όταν πρόκειται, ας πούμε, για τον έλεγχο της ισχύος ενός επαγωγικού κινητήρα, για τον οποίο είναι πάντα επιθυμητό το καθαρό ημίτονο.

Το θυρίστορ είναι σχεδιασμένο με τέτοιο τρόπο ώστε να αρχίζει να μεταφέρει ρεύμα ως δίοδος ξεκινώντας ακριβώς από τη στιγμή που εφαρμόζεται ο παλμός τάσης ενεργοποίησης στο ηλεκτρόδιο ελέγχου του.Αυτή τη στιγμή, το θυρίστορ μεταβαίνει από την κατάσταση κλειδώματος στην αγώγιμη κατάσταση και μεταφέρει ρεύμα από την άνοδο στην κάθοδο, ακόμα κι αν η δράση του παλμού ελέγχου έχει ήδη τελειώσει, αλλά το ρεύμα από την άνοδο στην κάθοδο συνεχίζει να ρέει.

Μόλις σταματήσει το ρεύμα στο κύκλωμα, το θυρίστορ κλειδώνει και περιμένει τον επόμενο παλμό στο ηλεκτρόδιο ελέγχου του ενώ η τάση εφαρμόζεται από την πλευρά της ανόδου. Έτσι, σχηματίζονται οι περίοδοι ανοιχτής κατάστασης του θυρίστορ και λαμβάνονται τα κομμένα κομμάτια του ημιτονοειδούς ρεύματος στο κύκλωμα χρήστη.

Για το λόγο αυτό, ο έλεγχος θυρίστορ χρησιμοποιείται ευρέως σε οικιακές ηλεκτρικές συσκευές, όπου χρησιμοποιούνται θερμαντικά στοιχεία, κινητήρες DC, νήματα - τέτοιες συσκευές που δεν είναι ιδιαίτερα ευαίσθητες στα κύματα που εμφανίζονται στη συχνότητα του δικτύου. Μικροί, συμπαγείς και φθηνοί ροοστάτες θυρίστορ είναι ιδανικοί για τη ρύθμιση της θερμοκρασίας της ηλεκτρικής ενδοδαπέδιας θέρμανσης, της έντασης της λάμψης των λαμπτήρων πυρακτώσεως, της θερμοκρασίας των θερμαντήρων λαδιού, των κολλητηρίων κ.λπ.

Δείτε επίσης:Αρχές ελέγχου θυρίστορ και τριακ