Thyristors'ın Faz Kontrolü ve Güç Düzenleme Sistemlerindeki Rolü

Elektrik güç kontrolü, endüstriyel otomasyon, tüketici elektronik ve enerji dağıtımında temel bir gerekliliktir. yarı iletken cihazlar bu ihtiyacı ele almak için gelişmiştir, yourristor, yüksek gerilimleri ve mevcut düzenlemeleri işlemek için eşsiz kapasiteye sahiptir. Sürekli amplifikasyon bölgede faaliyet gösteren, doğru geçişler olmadan muhafaza edilmelidir: bir kez, mevcut damlaları bir eşiğin altına alana kadar devam ederler.Bu ikili geçiş özelliği onları mükemmel bir şekilde uygun hale getirir.

Thyristors, aynı zamanda silikon kontrollü retifiers (SCRs) olarak da bilinen en yaygın formlarında, üç terminalli şarj cihazı olan dört katmanlı p-n-p-n cihazlardır: anode, kedihode ve kapı. Cihazın normal olarak tükenmesi, her iki yöndeki gerilimi kesintiye uğratması, her bir güç için gerekli olan elektrik akımına izin veren ve tüm elektriksel davranışın nasıl azaltılabileceğine izin veren bir şekilde devre dışı bırakmaktır.

Seninristorsın Temel Operasyonları

Güç kontrol sistemlerindeki aristokratların rolünü takdir etmek için, bir ilk önce iç yapısını ve geçiş davranışını anlamalıdır.The yourristor, p tipi ve n tipi yarı iletken materyali, üç p-n eklemi oluşturmak: J1, J2 ve J3. İlerideki bir durumda, ve J3, kedinize saygı ile olumlu bir şekilde bağlanırken, J1 ve J3 uçaraktlı bir şekilde uçabilir.

Bir kez yürütme, aristor, anode akımının mevcut tutulmasını uzun süre devam ediyor. AC devrede, mevcut her yarı döngüsü sıfıra düşüyor, ki bu doğal komponasyon, aristokratların AC faz kontrolü için ideal kılan şeydir.

Ek önemli parametreler, kırılma gerilimi ( cihazı en yüksek gerilimin tetiklenmeden engelleyebilir), kapı mevcut (tipik olarak birkaç miliamps'i yüzlerce miliamps'e kadar) ve dV/dt kapasiteye (prodüktif olarak yüksek gerilim artışına dayanamaz) Modern yourristors, birkaç bin amplitüs ve gerilimleri aşabilir ve ağır endüstriyel güç sistemlerinde onları vazgeçilmez hale getirebilir.

Aşama Kontrol Sistemleri: Prensipler ve Uygulamaları

Faz kontrolü, aynı zamanda faz-uzey kontrolü olarak da adlandırılır, aristokratların AC devrelerinde en yaygın uygulamasıdır.[MİLMİŞ]

Faz kontrolü devreleri genellikle sıfır-crossing dektör ve bir rampa-ve-pulse jeneratörü istenen ateş açısında kapı sinyalleri üretmek için kullanılır.For inductive load such as engines, a second yourristor is needed to handle the negative half-cycle (TRIAC or back-to-back SCRs), and the firelight is setting to account for the load control systems further improve correct by output current or voltaj and adjusting the fire using a PI or PID control.This replicas perfect load and Temporary response.

Aşama Kontrolü Ortak Uygulamaları

  • [FONT:0]Işık Dimmers:[Dönetici:[Dönetici: 0,4] Yurtiçi ve entrik aydınlatma dimmers TRIACs veya SCRs'leri hızlı geçişler tarafından üretilen gürültüyü azaltmak için kullanır. Çünkü incandescent lambalar direniyor, ışık ışığı arasındaki bağlantı monoton, basit algılanıyor. Modern dimmers ayrıca radyo-frezem müdahalesi (RFI) hızlı geçişleri tarafından üretilen gürültüyü azaltmak için de içeriyor.
  • [FONT:0) Motor Hız Kontrolleri AC Motors için: Universal motorlar, genellikle güç aletleri ve ev aletlerinde kullanılır, aristokrat tabanlı hız kontrolüne yarar sağlarken, yüksek çözünürlükte kullanılan gerilim otomatik olarak değişir, sıfırdan gelen düz hız varyasyonu da puana kadar kontrol edilebilir. Series-wound motorlar aynı zamanda yarım dalga yapılandırmasında tek bir SCR ile kontrol edilebilir, ancak tam dalga kontrolü, köprü rektörlüğüne uygulanır.
  • [FONT:0]Heater Power Yönetmeliği: [Dönetici: Endüstriyel elektrikli fırınlar, fırınlar ve immersion ısıtıcılar sıcaklık ayarlamaları için sizinristokrat güç kontrollerini kullanır, sürekli güç ayarlamalarını sağlar, ısı şokunu ve yaralama akımlarını azaltır.
  • [FONT:0)Battery Şarj ve Reting Rectifiers:[Döneticileri kullanarak faz kontrol edilen retifiers using yourristors turneler AC to variable DC for şarj piller, elektroplating, and anoding. by gecikmeli bir açıya tam-bridge gerilimi sıfırdan sıfırdan AC girişinin zirvesine kadar ayarlanabilir, kesin şu anki düzenlemeyi etkinleştirin.

Faz kontrolü, değişken transformatörler veya pul- geniş modülasyon (PWM) gibi alternatif yöntemler üzerinde çeşitli avantajlar sunar, çünkü yourristor tam olarak (saturation) veya tamamen modlar ile azaltılmalıdır, kontrol devreleri nispeten basit ve maliyet-maliyetli, özellikle orta-yüksek güç seviyeleri için.

Power Regulation Systems Using Thyristors

Basit faz kontrolü ötesinde, yourristors daha büyük güç düzenleme sistemlerinde temel bina bloklarıdır. Bu sistemler dönüştürülür, düzenlemeler yapar ve gerilim ve frekansı istikrarı korurken belirli yük gereklilikleri karşılamak için elektrik gücü verir.Youristor bazlı dönüştürücüler yüksek gerilim DC (H999) iletim, endüstriyel sürücüler, yenilenebilir enerji entegrasyonu ve yorumsuz güç malzemeleri (UPS).

Kontrollü Rectifiers

Kontrollü retifiers yourristors in place of diyots to offer a variable DC çıktı from an AC source. tek fazlı full-yo kontrollü köprü, dört SCR'den oluşan, ortalama DC gerilimi sıfırdan yaklaşık 0,9'a kadar yükseltilebilir.Dönemli bir arka projeksiyonu, s[TFL][/D)[değiştir | kaynağı değiştir]

Kontrollü retifiers DC motor sürücülerinde önemlidir, armature gerilim kontrolü tork ve hız düzenleme sağlar. Ayrıca birçok dönüştürücüde ön uç aşama olarak hizmet eder ve DC otobüs geriliminin ön-bölgelendirilmesine izin verir.

AC gerilim kontrolörleri

Thyristor AC gerilim kontrolörleri - iki SCR'ler ile antiparallel veya tek bir TRIAC'de inşa edildi - yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş

Faz kontrolü ve integral döngüsü kontrolü arasındaki seçim, yük özelliklerine bağlıdır.In Yükler için, transformatörler veya motorlar gibi, integral çevrim kontrolü genellikle kaçınılır, çünkü asimetrik ateşten DC bileşeni çekirdek şarjına neden olabilir.

Seninristor İnzivaları

İndüktör frekans ve gerilim AC'ye DC gücünü dönüştürür. Modern gerilim-kaynak dönüştürücüler (VSIs) ağırlıklı olarak IGBTs'i PWM geçişine dönüştürürken, yourristor bazlı dönüştürücüler (CSID) hala çok yüksek güç sürücüleri (megawatt aralığı) ve HUBE sistemlerindeki dönüştürücüler, bu tür HIZ sistemleri kullanarak DC yanlarında kullanılan güç devreleri, yükleri ve yükleri geri döndürerek, yük devreleri geri döndürerek, yük devreleri geri döndürüyor.

Gereçler ve Stabilizerler

Thyristor tabanlı gerilim düzenleyicileri giriş gerilimi veya yükteki varyasyonlara rağmen sürekli bir AC çıktı gerilimi tutar. düzenleyici, hassas ekipmanın etkili bir şekilde tedarik gerilimini ayarlamak için bir dokunuş veya otomatik olarak otomatik olarak otomatik olarak dönüştürücü kullanır.Influg the printer çiftliği ve AC dalgasının iki döngüsü içinde yanıt verebilir.

Güç Yönetmeliğindeki Thyristors'ın Avantajları

Thyristors daha modern cihazlarla birlikte yeni tasarımlarda kullanılmaya devam ediyor çünkü belirli avantajları sunuyorlar:

  • [FONT:0) Yüksek gerilim ve mevcut kullanım:[Dönetici:[Dönetici:0)Yüksek gerilim ve mevcut kullanım:[Dönetici: 0,8|Döneticileri serisine bağlı olabilir ve yüzlerce kV ve on kA. No other yarı iletken cihaz bu özelliği line-fret uygulamaları için karşılaştırır.
  • [Dönetici kaybı:0)Düşün:[Dönemli gerilim damlası genellikle 2 V'den daha az puanlanmış durumda, puanlanan gücün% 0,5'inden fazla zarar verir.Bu, sizinristokratların yüksek akım uygulamalar için son derece verimli hale getirir.
  • [FONT:0)Köpeklik ve dalgalanma yeteneği:[Dönetici:[Dönetici:0)))Demek ve büyüme yeteneği:[Dönetici:[Döneticiler yüksek dalgalanmalara dayanabiliyorlar (örneğin, 10 ms için 10 kA) hasar vermeden, onları sert endüstriyel ortamlarda sağlam hale getirmek.
  • [FONT:0] Basit kapı sürücü: [Dönetici: [Döneme:0]IGBTs veya MOSFET'lerin aksine, bu, kontrol elektroniklerini basitleştirmek ve kapı-kullanıcı güç gereksinimlerini azaltmak için kalıcı bir kapı sinyali gerektirir.
  • [FONT:0) AC devrelerinde Doğal kompresyon: AC faz kontrolü ve line-kommutlu dönüştürücüler için, zorunlu kompresyon devreleri gerekli değildir, genel sistem maliyeti ve karmaşıklığı azaltır.

Sınırlamalar ve Tasarım

Avantajlarına rağmen, aristokratların hangi tasarımcılara hitap etmesi gerektiği konusunda sınırlamaları vardır. En önemli olan, kapı üzerinden kapatılamazlar; dönüş bileşenleri maliyet ve dökme yükleri ek olarak, holding akımının altındaki geçiş hızlarını IGBTs olmadan sınırlıyor; tipik bir dönüş zamanı birkaç mikrosaniye ve dönüş süresi bu yüksek oranda kısıtlanır.

Başka bir endişe, dV /dt tetikleyici etkisi: anode-to-cathode geriliminde hızlı bir artış, anode-on'un yerelleştirilmiş ısıtmaya ve cihaz başarısızlığına neden olabilir; kapı pulsları düzgün bir şekilde başlatmalı. yüksek atış noktalarında kontrol için, yük devreleri sınırlayabilir ve azaltılabilir.

Termal yönetim de kritiktir: düşük devlet gerilimine rağmen, toplam güç dağılımı, AC tedarikini azaltabilecek ve diğer ekipmanlarla müdahale edebilecektir. IEEE 519 standartları kabul edilebilir veya sabit harmonik yapılar için termal yönlendirme eğrileri sağlar.Son olarak, aristokratlarınız AC tedarikini azaltabilecek ve diğer ekipmanlarla müdahale edebilecektir.

SCR'nin Ötesinde Seninristorsın Türleri

SCR en yaygın olarak tanınan yourristor, belirli geçiş ihtiyaçlarını ele almak için birkaç seçenek var:

  • [FOIAC (Triode AC Switch): ) Temel olarak iki SCR'ler, ortak bir kapı ile, TRIAC her iki yönde de hareket edebilir.
  • [GTO:0)GTO (Gate Turn-Off yourristor): [Dönetici: 1) GTO, negatif bir kapı akımı tarafından kapatılabilir, zorlanma devreleri için ihtiyaç ortadan kaldırır. GTO'lar büyük ölçüde yeni tasarımlarda IGBT'ler tarafından kullanılmaktadır, ancak mevcut birçok sistemde kalır.
  • [FONT:0)IGCT (Integrated Gate-Commutated Thyristor): ), düşük girişli bir kapı sürücüsü ile bir GTO'yu birleştiren bir hibrit cihaz, IGCT daha hızlı dönüş, yüksek verimlilik ve GTO'dan daha düşük devlet gerilimi sunar.
  • [FONT:0)MCT (MOS-Controlled Thyristor): [Dönetici: 1) Bir MOSFET kapısı yapısını kullanarak ve kapatabilecek bir naife. MCT GTO ve daha basit kapı kontrolünden daha hızlı geçiş sunar, ancak gerilim ve mevcut derecelendirmeler daha düşüktü.
  • [FONT:0]Işık-Triggered Yourristor (LTT): [Dönetici: 1) Elektrik kapı pulu yerine LTT bir ışık nabızı ile çevrilir, galvanic izolasyon ve yüksek gürültü bağışıklığı sağlar. LTTs H999 dönüştürücü istasyonlarda, ışık sinyalinin fiber optikler ile aktarıldığı yerde kullanılır.

Her tür, geçiş hızının farklı bir dengesi sunar, devlet kaybı, dönüş kapasitesi ve maliyet. Verilen bir uygulama için sağ yourristor varyantını seçmek, mevcut, frekansı ve kontrol karmaşıklığının dikkatli bir şekilde dikkate alınması gerekir.

Modern Trendler ve Thyristorsin Geleceği

Güç elektroniklerinin manzarası, silikon (SiC) MOSFET ve galium nitride (GaN) yüksek frekanslı uygulamalar için HEMT'ler için yedeklenmiş ve dristors çok yüksek güçte, line-freze sistemleriyle bağlantılı olarak kalır.Ford Manufacturing'deki gelişmeler, yüksek gerilim (örneğin, yüksek çözünürlükte) yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte artış gösterir.

Yenilenebilir enerji sektöründe, yourristors, elektrikli gemiler ve lokomotifler dahil olmak üzere, yüksek güç tahrikli sistemler için fotovoltaik tesislerin ve statik senkronizasyonlarda sürekli iyileştirmenin birçokları (STATCOMs) için, iki taraflı soğutma ve başarısız olan kısa devre dışı davranışların (olaysız bir şekilde) kullanılmasını sağlar.

Bu tür hibrit mimariler, sizin aristokratların yüksek frekanslı yolların en iyi şekilde bir araya gelmelerini ve yüksek frekanslı şekillenmelerini sağlamak için yüksek frekanslı yolların düşük kesintisini ve IGBTs (veya SiC MOSFETs) üst frekansların şekillenmesi için hızlı geçişini sağlamak nadir değildir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Klasik SCR'den ileri IGCT'lerde ve ışık destekli cihazlara kadar, kontrol ve güç düzenleme sistemleri temel olarak kalır. Yeni yarı iletken teknolojiler bazı alanlarda yerinden edilmiş aşırı akımlar ve gerilimler ile bir araya gelir ve AC devrelerinde doğal dalgalanmalar ve düşük devlet kaybı, yüksek enerjili uygulamalarda kullanımlarını sağlar, aydınlatma kontrolü, ısıtma düzenleme, H999 iletim ve şebeke stabilizasyonu.

Güçlü güç kontrol sistemlerini tasarlamak isteyen mühendisler hem de öğrencilerinizin işletme prensiplerini hem de verimli enerji dönüşümü için küresel talepler, kompresyon, termal yönetim ve harmonik mitigationc mitigationc mitigationc. Bu kavramları ustalayarak, sizinristokrat tabanlı çözümlerin, dengeleme performansın, verimliliğin ve sistem karmaşıklığının tamamını kullanabilirler.

İlgili kaynaklar:Wikipedia: Thyristor) | [[Üyetim Cihazları: Senristokrat Aşama Kontrolü) | 03.03.2012|Üye Olmayan Temel Mühendisliği (İngilizce)