Natura induttiva e capacitiva del carico. Carico attivo-capacitivo del trasformatore. Natura capacitiva del carico

Ciao Geektimes!

La gestione di carichi potenti è un argomento abbastanza popolare tra le persone che sono in qualche modo legate alla domotica e, in generale, indipendentemente dalla piattaforma: che si tratti di Arduino, Rapsberry Pi, Unwired One o un'altra piattaforma, accendere o spegnere una sorta di riscaldatore , caldaia o ventola del condotto prima o poi devono.

Natura capacitiva del carico

Le cose si complicano mentre guardi mentre la tensione cambia. Tra l'accensione e lo stato di riposo del motore, la tensione trasporterà corrente, ma poiché il motore richiede corrente aggiuntiva per stabilire lo stato dello stato, assorbirà più corrente della potenza nominale del motore. Questa corrente è chiamata corrente di spunto o corrente di spunto. Questa corrente aggiuntiva sarà necessaria per alcuni millisecondi mentre il motore passa allo stato stazionario.

Il dilemma tradizionale qui è cosa, in effetti, fare il pendolare. Come molti hanno visto dalla loro triste esperienza, i relè cinesi non hanno la corretta affidabilità: quando si commuta un potente carico induttivo, i contatti si accendono fortemente e in un bel momento possono semplicemente attaccarsi. Dobbiamo mettere due relè: il secondo per l'apertura della rete di sicurezza.

Poiché i cavi che collegano la sorgente al motore e i fili che compongono gli avvolgimenti all'interno del motore hanno una loro resistenza, capacità e induttanza, è importante considerare l'effetto che hanno sull'intero sistema. La resistenza ha lo stesso effetto durante l'avvio o lo stato stazionario, ma l'induzione e la capacità influiscono solo sullo stato dinamico, quindi la corrente di avviamento supererà questi fattori durante l'avvio del motore.

Quando viene applicata una tensione dinamica al carico, la corrente non si equalizza con la tensione. Ciò significa che o la corrente guida la tensione o è in ritardo rispetto alla tensione. Il modo più semplice per vederlo è con un diagramma vettoriale. La resistenza è dall'origine a destra, l'induzione è dalla sorgente in alto e la capacità è dall'origine in basso.

Invece di un relè, puoi mettere un triac o un relè a stato solido (in effetti, lo stesso tiristore o dispositivo di campo con un circuito di controllo del segnale logico e un fotoaccoppiatore in un caso), ma hanno un altro aspetto negativo: si riscaldano. Di conseguenza, è necessario un radiatore, che aumenta le dimensioni della struttura.

Voglio parlare di uno schema semplice e piuttosto ovvio, ma allo stesso tempo raro che può fare questo:

Tutti e 3 influiscono sulla potenza richiesta dalla sorgente per far girare il motore e la tensione dinamica. È qui che entra in gioco il fattore di potenza. Il lavoro svolto dal motore è equivalente alla potenza nominale del motore, ma lavora solo la potenza dissipata all'interno della resistenza del motore. Qualsiasi potenza dissipata nella capacità o induttanza del motore o dei cavi viene persa.

Non cercare di capire che la tua fonte vede anche il consumo totale di energia, ad es. reale e apparente combinati, il che significa che riducendo la potenza apparente di ciascun carico, è possibile aggiungere più carichi alla stessa sorgente. In effetti, miriamo a ridurre il fattore di potenza a 95-98 per diversi motivi.

Isolamento galvanico di ingresso e carico
Commutazione di carichi induttivi senza picchi di corrente e tensione
Nessuna significativa generazione di calore anche alla massima potenza

Ma prima, alcune illustrazioni. In tutti i casi sono stati utilizzati relè della serie TTI TRJ e TRIL e come carico è stato utilizzato un aspirapolvere da 650 W.

Un fattore di potenza inferiore a 95 è solitamente penalizzato dal fornitore servizi di pubblica utilità che ottiene un fattore di potenza migliore di 98 è davvero costoso e non vale l'investimento in un singolo fattore di potenza, causa altri problemi di inquinamento armonico di alimentazione. Un fattore di potenza "peggiore" di 95 spreca solo energia e denaro. . Poiché la bolletta dell'elettricità viene ridotta installando apparecchiature di rifasamento, le apparecchiature si ripagheranno da sole in circa 3 anni, quindi le utilizzi quasi sempre.

Lo schema classico: colleghiamo l'aspirapolvere tramite un relè convenzionale. Quindi colleghiamo un oscilloscopio all'aspirapolvere (Attenzione! O un oscilloscopio o un aspirapolvere - o meglio entrambi - devono essere isolati galvanicamente da terra! Non salire nella saliera con le dita e le uova! Non lo fai scherzo con 220 V!) E guarda.

Includere:

Se avete bisogno Informazioni aggiuntive fammi sapere perché questo è un argomento complesso per sciogliere la testa e utilizzare conoscenze intermedie. Questo utilizza l'energia magnetica per produrre lavoro. La maggior parte degli apparecchi elettrici, motori e altri dispositivi possono essere classificati come induttivi o riparativi, e questo è solitamente correlato al modo in cui assorbono ed elaborano l'energia. I circuiti induttivi tendono ad essere grandi e di solito si basano su una bobina o un altro sistema di instradamento per l'accumulo e la consegna dell'energia, e di conseguenza la maggior parte si trova in applicazioni industriali e pesanti.

Ho dovuto quasi raggiungere la massima tensione di rete (cercare di collegare un relè elettromagnetico a un passaggio per lo zero è un compito disastroso: è troppo lento). Una breve espulsione con fronti quasi verticali rimbombava in entrambe le direzioni, l'interferenza volava in tutte le direzioni. previsto.

Spegnere:

Esempi comuni includono trasformatori, motori elettrici e relè elettromeccanici. Questi tipi di strumenti fondamentalmente immagazzinano energia fino a quando non è necessaria e, quando è disponibile, la convertono con una serie di campi magnetici; insieme questo processo è noto come "induzione". Questi tipi di carichi spesso devono essere utilizzati e protetti per mantenere il flusso di alimentazione in una sola direzione, poiché la forza dell'alimentazione può danneggiare il circuito o gli interruttori collegati in altro modo.

L'elettricità viene misurata in unità separate in base alle esigenze di produzione, ma nella maggior parte dei casi, la quantità totale di energia che passa attraverso un circuito viene definita "carico" nel punto in cui il dispositivo assorbe o utilizza effettivamente energia. I carichi possono essere grandi o piccoli e avere diversi punti di forza in diverse applicazioni.

Una forte perdita di tensione su un carico induttivo non è di buon auspicio: la sovratensione è aumentata. Inoltre, vedi questi rumori sulla sinusoide millisecondi prima dello spegnimento effettivo? Questa è la scintilla dei contatti del relè che hanno iniziato ad aprirsi, a causa dei quali un giorno bolliranno.

Quindi, è male commutare un carico induttivo con un relè "nudo". Che cosa faremo? Proviamo ad aggiungere uno snubber: un circuito RC di un resistore da 120 ohm e un condensatore da 0,15 uF.

Nella maggior parte dei casi, ci sono due tipi di carichi e i modelli induttivi sono solitamente caratterizzati dall'uso di campi elettromagnetici. L'elettromagnetismo in queste impostazioni costringerà effettivamente l'energia a spostarsi da una fonte, come un'uscita o un adattatore di tensione, al cuore del circuito, dove può essere utilizzata per l'alimentazione, indipendentemente dal dispositivo.

Quando un segnale di tensione differenziale viene applicato ai fili di un induttore, l'induttore converte l'elettricità in un campo elettromagnetico. Quando il differenziale di tensione viene rimosso dai fili, l'induttore tenterà di mantenere la quantità corrente elettrica scorre attraverso di essa. Si scarica quando il campo elettromagnetico viene distrutto o se viene creato un percorso elettrico tra due conduttori dell'induttore.

Includere:

Meglio, ma non molto. L'espulsione è rallentata in altezza, ma è stata generalmente preservata.

Spegnere:

La stessa immagine. I detriti rimasero, inoltre, rimasero le scintille dei contatti delle staffette, seppur notevolmente ridotte.

Un esempio è un motore elettrico. In questi casi, il carico viene utilizzato per convertire l'elettricità in lavoro fisico. Di solito ci vuole più energia per far girare il rotore all'inizio di quanta ne serva per mantenere in movimento il rotore già in rotazione, e quando viene applicata tensione ai terminali del motore, il motore genera un cambiamento. Questo cambiamento provoca forza elettromotiva, che si oppone alla forza dell'avanti, che avvia la rotazione del motore; questo fenomeno è chiamato forza elettromotrice inversa.

Ciò significa che tali carichi richiederanno un'alimentazione in grado di fornire energia elettrica sufficiente per avviare il motore. Questo alimentatore deve anche fornire energia sufficiente per far funzionare il motore quando necessario. Il processo induttivo è solitamente soggetto a ciò che è noto come "blowdown", il che significa che l'energia non viene testata e può sovraccaricare il circuito se non viene limitata. Inoltre, alcuni carichi induttivi, come quelli in un relè elettromeccanico, possono inviare un impulso di potenza nel circuito quando viene rimossa l'alimentazione dal carico, il che può danneggiare il circuito.

Conclusione: con uno snubber è meglio che senza snubber, ma globalmente non risolve i problemi. Tuttavia, se si desidera commutare carichi induttivi con un relè convenzionale, installare uno snubber. I valori nominali devono essere selezionati per un carico specifico, ma un resistore da 1 Watt da 100-120 ohm e un condensatore da 0,1 uF sembrano un'opzione ragionevole per questo caso.

Lettura correlata: Agilent - Nota applicativa 1399, "Massimizzare la durata dei tuoi relè". Quando il relè funziona con il peggior tipo di carico - il motore, che, oltre all'induttanza, ha anche una resistenza molto bassa all'avvio - i buoni autori consigliano di ridurre la vita del passaporto del relè cinque volte.

Per questo motivo, la maggior parte dei dispositivi e delle macchine realizzati in questo stile hanno anche "diodi" protettivi che sostanzialmente fungono da interruttori e richiedono che l'energia sia in grado di entrare, ma impedirle di rifluire anche all'esterno. Quando l'alimentazione è interrotta, la sovratensione si dissipa, fornendo un percorso elettrico unidirezionale attraverso l'induttore. Dissiperà l'elettricità fino al collasso del campo elettromagnetico o fino a quando la sovracorrente non sarà sufficiente per attivare il diodo.

Un carico elettrico è un componente elettrico di cui fa parte circuito elettrico, che consuma energia elettrica e la nasconde in un'altra forma di energia. Tipicamente, un carico elettrico è collegato ai terminali di uscita di una sorgente di tensione, poiché questo è il dispositivo a cui viene applicata l'alimentazione.

E ora facciamo una mossa da cavaliere: combineremo un triac, un driver triac con rilevamento zero e un relè in un circuito.

Cosa c'è in questo diagramma? Sulla sinistra c'è l'ingresso. Quando ad esso viene applicato un "1", il condensatore C2 si carica quasi istantaneamente attraverso R1 e la metà inferiore di D1; il relè ottico VO1 si accende, attende il prossimo passaggio per lo zero (MOC3063 - con circuito rivelatore di zero integrato) e accende il triac D4. Il carico viene avviato.

I carichi elettrici possono essere classificati in diverse categorie in base a numerosi fattori come; carico, carico, categoria di utenza del carico, importanza del carico, numero di fasi del carico elettrico e secondo l'unità di carico elettrico.

La classificazione più comune di un carico elettrico dipende dal suo carico. Vale a dire, carico resistivo, carico induttivo, carico capacitivo e carichi combinati. Il carico resistivo limita il flusso energia elettrica in un circuito e lo converte in energia termica e luminosa. Ad esempio, una lampada e un riscaldatore sono entrambi carichi resistivi.

Il condensatore C1 viene caricato attraverso una catena di R1 e R2, che impiega circa t=RC ~ 100 ms. Questi sono diversi periodi di tensione di rete, ovvero durante questo periodo il triac avrà il tempo di accendersi di sicuro. Quindi si apre Q1 e si accende il relè K1 (così come il LED D2, che brilla di una piacevole luce color smeraldo). I contatti del relè deviano il triac, quindi ulteriormente - fino a quando non viene spento - non prende parte al lavoro. E non fa caldo.

Questo tipo di carico consuma elettricità in modo tale che le onde di tensione e di corrente rimangano "in fase" tra loro. Pertanto, il fattore di potenza per un carico resistivo è l'unità. La resistenza del carico resistivo è misurata in ohm e la potenza è misurata in watt.

Un carico induttivo resiste ai cambiamenti e agli usi della corrente campi magnetici per lavoro. Un carico induttivo ha una bobina che immagazzina energia magnetica quando una corrente lo attraversa. Ad esempio, trasformatori, generatori e motori sono carichi induttivi.

Spegnimento - in ordine inverso. Non appena appare "0" in ingresso, C1 si scarica rapidamente attraverso il braccio superiore di D1 e R1, il relè si spegne. Ma il triac rimane acceso per circa 100 ms, poiché C2 viene scaricato attraverso l'R3 da 100 kiloohm. Inoltre, poiché il triac è tenuto aperto dalla corrente, anche dopo lo spegnimento di VO1, rimarrà aperto fino a quando la corrente di carico non scende nel semiciclo successivo al di sotto della corrente di mantenimento del triac.

Questo tipo di carico fa sì che un'onda di corrente sia "sfasata" rispetto all'onda di tensione, provocando un "ritardo" dell'onda di corrente rispetto all'onda di tensione. Pertanto, il fattore di potenza per un carico induttivo è in ritardo. Un carico capacitivo è in un certo senso l'opposto di un carico induttivo. Un carico capacitivo resiste alle variazioni di tensione e immagazzina elettricità. Ad esempio, i banchi di condensatori e gli avviatori motore sono carichi capacitivi.

Questo tipo di carico fa sì che l'onda di corrente sia "sfasata" rispetto all'onda di tensione, facendo sì che l'onda di corrente "conduca" l'onda di tensione. Pertanto, il fattore di potenza per un carico capacitivo è quello principale. La maggior parte dei carichi elettrici non sono puramente resistivi, induttivi o capacitivi. Molti carichi pratici utilizzano varie combinazioni di resistori, induttori e condensatori per ottenere una funzione particolare. Ad esempio, i motori utilizzano spesso condensatori per facilitare l'avvio e il funzionamento.

Inclusione:

Spegnimento:

Bello, vero? Inoltre, quando si utilizzano triac moderni resistenti ai rapidi cambiamenti di corrente e tensione (tutti i principali produttori hanno tali modelli: NXP, ST, Onsemi, ecc., i nomi iniziano con "BTA"), lo snubber non è affatto necessario, in qualsiasi forma.

Il fattore di potenza di un tale carico è inferiore all'unità ed è in ritardo o in anticipo. L'uso di relè universali per carichi induttivi non deve sacrificarne dimensioni, costi o vantaggi funzionali. Uno dei problemi più frustranti per ingegneri e tecnici di controllo è il potenziale guasto precoce dell'interposizione o dell'interposizione dei relè utilizzati per i carichi induttivi. Ciò è particolarmente vero per il "cubo di ghiaccio" universale e il sempre più popolare relè compatto compatto, anche quando i relè sembrano essere abbastanza grandi per alimentare carichi a bassa resistenza come piccoli motori, solenoidi corrente continua e bobine del contattore.

Inoltre, se ricordiamo persone intelligenti da Agilent e guarda come cambia la corrente consumata dal motore, ottieni questa immagine:

La corrente di avviamento supera di oltre quattro volte la corrente di esercizio. Per i primi cinque periodi - il tempo in cui il triac guida il relè nel nostro circuito - la corrente diminuisce di circa la metà, il che attenua notevolmente anche i requisiti per il relè e ne prolunga la vita.

Perché un relè da 6 A CC si guasta prematuramente quando si guida un solenoide CC con un assorbimento di corrente di 1 A o inferiore? Come si possono evitare questi problemi? È proprio necessario sacrificare le dimensioni, i costi ei vantaggi funzionali del relè scopo generale quando si spostano carichi induttivi? Se ti ritrovi a fare questo tipo di domande o ad affrontare la frustrazione che di solito segue, sei tra coloro che hanno combattuto quei sempre presenti "demoni del carico induttivo".

Sì, il circuito è più complicato e più costoso di un relè convenzionale o di un triac convenzionale. Ma spesso ne vale la pena.

L'installazione di un filtro di livellamento passivo all'uscita del raddrizzatore influisce in modo significativo sui processi fisici nel raddrizzatore stesso. La natura induttiva avviene quando il raddrizzatore opera su un filtro, partendo da un'induttanza o sull'avvolgimento di un relè, contattore, avvolgimento di eccitazione macchine elettriche e altri Uno schema del raddrizzatore più semplice con un carico induttivo è mostrato in Fig. 3.34. In questi schemi, di regola, la condizione >> i.e. reattanza induttiva acceleratore a frequenza di ripple più resistenza carichi. È noto che la corrente nell'induttanza è in ritardo rispetto alla tensione di π/2 e il processo di aumento e diminuzione della corrente termina entro un periodo.

Figura 3.34 - Raddrizzatore unifase monofase con

natura induttiva del carico

La corrente nel circuito (i 2) non è sinusoidale, poiché oltre all'EMF dell'avvolgimento secondario, agisce in esso l'EMF dell'induzione della valvola a farfalla.

Con un aumento della corrente, l'energia viene accumulata nel campo magnetico dell'induttore e con una diminuzione della corrente, questa energia viene rilasciata.

Pertanto, il risultato dell'attivazione dell'induttanza è "tirare" la corrente di gate. L'angolo di flusso di corrente dipende dalla costante di tempo, dove R \u003d R H + r D + r 2, r D è la resistenza del diodo, r 2 è la resistenza ohmica dell'avvolgimento secondario del trasformatore (Fig. 3.35).

Figura 3.35 - Dipendenza dell'angolo di flusso di corrente dalla costante di tempo

È difficile soddisfare il rapporto. le perdite nell'induttore stesso aumentano e l'efficienza complessiva diminuisce in modo significativo. Pertanto, con una natura induttiva del carico, vengono utilizzati circuiti multifase p ≥ 2, dove la continuità di corrente è facilmente assicurata durante il periodo di ripple.

Prendiamo un raddrizzatore a ciclo singolo trifase (Fig. 3.36). In questa figura, L S è l'induttanza di dispersione dell'avvolgimento secondario; r è la resistenza alla perdita (r = r 2 + r 1 / n 2), che di solito è r<< Rн; – угол перекрытия фаз. Поскольку >> la corrente nel carico è costante e la corrente attraverso la valvola ha la forma di un impulso rettangolare. Il trasferimento di corrente da valvola a valvola a causa dell'induttanza di dispersione non può avvenire istantaneamente. La sua EMF di autoinduzione impedisce un cambiamento di corrente: in una fase diminuisce e nell'altra aumenta. Di conseguenza, la corrente scorre simultaneamente in due fasi. Questo fenomeno è chiamato sovrapposizione delle correnti di fase. Influisce in modo significativo sui rapporti qualitativi e quantitativi nello schema di rettifica.

Figura 3.36 - Raddrizzatore unifilare trifase

In ciclo unico circuito monofase non c'è trasferimento di corrente da una valvola all'altra, quindi Ls in essa praticamente non influisce sui processi fisici. A circuito trifase esiste un tempo di transizione finito della corrente (commutazione di fase). Se trascuriamo la resistenza delle valvole e del trasformatore, non ci sarà corrente che tira: la commutazione è istantanea. A causa della sovrapposizione di fase, la componente costante U 0 viene ridotta dell'area del triangolo nella tensione U d .

Di conseguenza, la presenza di re Ls porta ad un calo più marcato della caratteristica esterna del raddrizzatore (cioè un aumento di Rout), che è mostrato in Fig. 3.37.

Figura 3.37 - Caratteristica esterna del raddrizzatore con induttivo

la natura del carico

Qui, quando la corrente di carico è inferiore a un certo valore I 0cr, la relazione cessa di essere soddisfatta. La corrente dell'induttore diventa intermittente, si scarica completamente e la tensione aumenta.

Per i raddrizzatori con natura induttiva del carico si possono trarre le seguenti conclusioni:

1) La componente induttiva della resistenza e del carico deve essere commisurata a Rn (altrimenti il rendimento sarà basso).

2) La forma della curva di corrente della valvola si avvicina a una forma rettangolare.

3) La durata di ciascuna fase non dipende dall'induttanza nel circuito di carico, ma è determinata dal numero di fasi del raddrizzamento (impulso) e dall'induttanza di dispersione del trasformatore.

4) La presenza di induttanza di dispersione porta alla sovrapposizione delle correnti di fase, mentre U 0 diminuisce e aumenta l'ondulazione all'ingresso del filtro di livellamento.

Natura capacitiva del carico

La natura capacitiva del carico si verifica quando il raddrizzatore opera su un filtro, partendo da una capacità, come mostrato in Fig. 3.38.

La costante del circuito di carica è molto inferiore alla costante del circuito di scarica, quindi il tempo di carica (angolo) è molto inferiore al tempo di scarica del condensatore del filtro sul carico. C'è un'interruzione della corrente della valvola. Con un aumento di R H, la scarica rallenta e il punto di intersezione di U 2 e U C si sposta, l'angolo diminuisce e anche l'ondulazione di tensione diminuisce. Al momento

Figura 3.38 - Il più semplice raddrizzatore con carico capacitivo

carico uguale a zero, il condensatore non è scaricato e U 0 \u003d U m 2. Anche la tensione inversa attraverso la valvola è massima e uguale a . La caratteristica esterna non è lineare e l'impedenza di uscita può essere determinata solo in incrementi nel punto operativo (Figura 3.39).

Figura 3.39 - Caratteristica esterna del raddrizzatore con capacitivo

carico

Il circuito di rettifica monofase single-ended ha un'ondulazione piuttosto elevata a una frequenza fondamentale bassa e fa un uso scarso del trasformatore. Tuttavia, la semplicità dei circuiti a ciclo singolo li rende più attraenti dei circuiti push-pull per ottenere tensioni elevate.

Considera un circuito di raddoppio della tensione. È mostrato in fig. 3.40 ed è costituito da due raddrizzatori a ciclo unico, ciascuno dei quali utilizza il proprio

Figura 3.40 - Circuito di raddoppio della tensione (simmetrico)

semionda della tensione di rete. La tensione sul carico è la somma delle tensioni sui condensatori C 1 e C 2. Se le increspature sono piccole, allora la componente costante sul carico

Quando si aggiungono, tutte le armoniche dispari vengono compensate, inclusa la prima (p = 2). Lo svantaggio del circuito è la mancanza di un punto comune tra trasformatore e carico, scomodo dal punto di vista della sicurezza elettrica.

Un altro schema di raddoppio è mostrato nella Figura 3.41. Si chiama asimmetrico e ha punto comune reti e carichi.

Figura 3.41 - Circuito di raddoppio della tensione sbilanciata

In questo circuito, la frequenza della prima armonica delle ondulazioni è uguale alla frequenza di rete. Il condensatore C 1 svolge la funzione di un dispositivo di accumulo di energia intermedio, pertanto la massa e il volume di un duplicatore asimmetrico sono maggiori di quelli di uno simmetrico.

Ma abbiamo una struttura regolare che può essere aumentata, come mostrato in Fig. 3.42.

Figura 3.42 - Circuito di raddoppio asimmetrico di tensione (a) e

moltiplicatore di tensione per sei (b)

Nel moltiplicatore di tensione, il carico può anche essere collegato al gruppo superiore di condensatori: otteniamo un moltiplicatore per cinque. I moltiplicatori sono prodotti sotto forma di un blocco non separabile. Il numero di condensatori è uguale al fattore di moltiplicazione. L'impedenza di uscita viene misurata in kilo-ohm.

Raddrizzatori controllati

Un raddrizzatore controllato è un raddrizzatore la cui tensione di uscita può essere regolata a una tensione di ingresso costante.

È possibile controllare la tensione di uscita commutando i giri del primario o avvolgimenti secondari trasformatore, autotrasformatore da laboratorio (LATR) o l'introduzione di un reostato nel circuito di corrente. Il primo metodo fornisce la discrezione di regolazione, che non è sempre accettabile, il secondo, a causa della presenza di contatti striscianti, ha una bassa affidabilità e il terzo (usando reostati) ha una bassa efficienza. Pertanto, vengono utilizzate valvole controllate, che sono incluse al posto di quelle non controllate nel circuito di rettifica.

I tiristori sono usati come tali valvole - a quattro strati strutture p-n-p-n. La Figura 3.43a,b,c mostra rispettivamente il simbolo, il circuito equivalente e il CVC del tiristore (triac). :

Figura 3.43 - Simbolo, circuito equivalente e CVC del tiristore

Nello stato normale, il tiristore è bloccato. Ci sono due stati stabili nel circuito: aperto (punto A) e chiuso (punto B).

L'aumento della tensione del generatore da 0 a E a Iue = 0 porta allo spostamento del punto di lavoro lungo la parte inferiore della caratteristica. Se si applica un impulso di corrente di controllo Iue sufficiente per l'accensione, allora rt. andrà al punto A e il circuito di controllo cesserà di influenzare i processi nel circuito anodico del tiristore: il circuito di controllo non è necessario. Questo è un sistema con feedback positivo interno, quindi i tiristori hanno un grande guadagno di potenza.

Di solito, E è sempre inferiore alla tensione di accensione "lungo l'anodo" (U amax) del 20 ... 30%. È possibile disattivare il tiristore solo riducendo Ia a un livello inferiore alla corrente di mantenimento (Iud), aumentando Rn o riducendo E.

Nello stato aperto, i tiristori passano grandi correnti (centinaia di ampere), ma sono inerziali, il tempo di accensione è 0,1 ... 10 μs e il tempo di spegnimento è 1 ... 100 μs.

Insieme al tiristore considerato, esiste un gruppo di dispositivi a quattro strati con varie proprietà, questi sono dinistor, triac e tiristori bloccabili. Sono mostrati in fig. 3.44.

Figura 3.44 - Simbolo dinistor (a), triac (b)

e un tiristore bloccabile (c).

Il dinistor ha una tensione di accensione regolata attraverso l'anodo. Questo è un dispositivo a due elettrodi. Il triac è progettato per funzionare in circuiti corrente alternata in questo caso il segnale di controllo può essere applicato rispetto al catodo o rispetto all'anodo. Tutti i dispositivi sopra menzionati vengono spenti solo riducendo la sua corrente anodica al di sotto della corrente di mantenimento.

Tuttavia, esistono anche i cosiddetti tiristori bloccabili, ad es. applicando corrente al circuito RE nella direzione opposta, il tiristore può essere spento. Ma allo stesso tempo, il guadagno di spegnimento è un ordine di grandezza inferiore al guadagno di accensione.

Tutti questi dispositivi sono ampiamente utilizzati nei dispositivi di automazione e negli alimentatori come regolatori, stabilizzatori e dispositivi di protezione.

Di solito nel circuito di rettifica viene posizionato un tiristore invece di una valvola non controllata. Prendiamo un ponte monofase (Fig. 3.45). In questa figura - l'angolo di commutazione del tiristore (l'angolo relativo al punto di commutazione naturale della valvola non controllata).

Figura 3.45 - Ponte controllato monofase

Trova la componente costante della tensione ai capi del carico.

Considerando che la tensione U 2 è armonica, quindi

(3.44) Se in (3.44) accettiamo , allora è la tensione all'uscita del raddrizzatore non controllato; se poi . La dipendenza è la caratteristica di regolazione del raddrizzatore controllato. È mostrato nella Figura 3.46 ed è non lineare.

Figura 3.49 - Raddrizzatore controllato sbilanciato

Qui, quindi, i diodi svolgono il ruolo di una porta zero; l'asimmetria può essere qualsiasi (le valvole non controllate possono essere nel gruppo anodico o catodico o come in Fig. 3.49).

I tiristori trovano impiego anche nei circuiti booster che, rispetto a quelli considerati, hanno un rendimento maggiore, poiché convertono solo una parte dell'energia per il carico. Il circuito raddrizzatore con un aumento di tensione è mostrato in Fig. 3.50. Ecco la tensione di uscita minima

Figura 3.50 - Raddrizzatore con boost di tensione

fornito dal raddrizzatore incontrollato VD1 e VD2. L'aumento di tensione si ottiene accendendo i tiristori VS1 e VS2. Nella modalità massima, i diodi sono sempre chiusi e l'angolo di commutazione è . Tali circuiti hanno buone prestazioni energetiche, ma sono necessari avvolgimenti aggiuntivi sul trasformatore.