Jednofázové a třífázové polovodičové spínací přístroje

Transkript

1 Jednofázové a třífázové polovodičové spínací přístroje Použité spínací elementy tyristory triaky GTO tyristory Zapínání dle potřeby aplikace Vypínání buď v přirozené nule proudu nebo s nucenou komutací Aplikace: Střídavé spínače pro všeobecné použití Jisticí přístroje s možností omezení zkratového proudu 1

2 A1M14 SP2 Základní systematika v označování topologie výkonového spínacího obvodu s diodami a tyristory 2

3 Jednofázové spínače Základní zapojení spínacího obvodu a jeho číselná klasifikace Nejčastější aplikace z hlediska Výkonových ztrát a složitosti řízení Pro výkonové obvody 120 Pro řídicí obvody 114 3

4 Třífázové spínače Základní zapojení spínacího obvodu a jeho číselná klasifikace Nejčastější aplikace 340-YF či 340-DS v softstartérech asynchronních motorů 4

5 330-YS Třífázové spínače Základní zapojení spínacího obvodu a jeho číselná klasifikace 5

6 Třífázové spínače Základní zapojení spínacího obvodu a jeho číselná klasifikace Nejčastější aplikace 360-YF-N Jako univerzální třípólový výkonový spínač 6

7 Aplikace bezkontaktních spínačů z hlediska bezpečnosti Bezkontaktní spínače musí mít z důvodů bezpečné oddělitelnosti od napájecí sítě předřazen kontaktní spínací přístroj (např. jistič nebo motorový spouštěč). Důvodem jsou nezanedbatelné zbytkové proudy polovodičových součástek spínače. Polovodičové spínače. nezajišťují bezpečné oddělení spínaného obvodu od napájecí sítě. 7

8 Základní požadavky na řídicí obvody tyristorových spínačů 8

9 9

10 10

11 11

12 12

13 13

14 Jednoduché obvody pro zapínání a fázové řízení triaků a taristorů Jednoduchý zapínací obvod (závislý) řízený kontaktním spínačem (např. kontakt relé). Řídicí obvod tyristoru a triaku upravený pro řízení z externího nezávislého obvodu 14

15 Princip činnosti fázovacího obvodu pro řízení tyristoru Nejjednodušší varianta obvodu pro fázové řízení tyristoru s fázovacím RC členem a/ schéma řídicího obvodu b/ průběhy napětí na kondenzátoru. Kondenzátor C je během záporné půlperiody přes D2 (tyristor polarizován v inverzním směru- tedy nevede) nabíjen na napětí proti katodě. Po změně polarity napětí sítě je C přebíjen přes R na + proti katodě. Rychlost přebíjení je řízena reostatem R. Po dosažení prahové hodnoty UGT tyristor sepne. 15

16 Dioda se dvěma bázemi (UJT Unijunction tranzistor) Náhradní zapojení UJT se dvěma komplementárními tranzistory. R1, R2 slouží jako napěťový dělič pro tranzistor T1. T1 je libovolný PNP tranzistor, u T2 se vyžaduje vyšší kolektorový proud (BC337, KF508) 16

17 Jednoduché obvody fázového řízení tyristorů s UJT tranzistory 17

18 18

19 DIAK Diak je třívrstvá spínací součástka PNP. Vlastnosti diaku nejsou závislé na polaritě působícího napětí a proto nejsou vývody od sebe odlišeny. Spínací napětí je závislé na vlastnostech PN přechodů a nedá se měnit (dáno výrobou). V-A charakteristika je symetrická. Při dosažení spínacího napětí UBO se odpor diaku prudce zmenší. 19

20 Obvod fázového řízení triaku s diakem 20

21 Integrované obvody pro fázové řízení triaků a tyristorů Historický typ TESLA - MAA 436 generoval dvoupolaritní výstupní impuls přímo z napájecího napětí. Představoval tedy generátor, závislý na okamžité hodnotě napájecího napětí. V současné době se dodávají IO s charakterem nezávislého řídicího obvodu Jsou napájeny usměrněným a vyfiltrovaným napětím Generují jednopolaritní řídicí impulsy konstantní velikosti (nezávisle na nastaveném úhlu řízení). Ze sítě si berou vzorek synchronizačního napětí Jsou vybaveny monitorovacím obvodem pro sledování velikosti napětí na řízené součástce Jako typický představitel těchto obvodů je vybrán TCA

22 Blokové schéma vnitřní struktury IO TCA

23 Typické průběhy napětí na klíčových vývodech IO TCA

24 V14,15 V Uz Aplikační zapojení pro fázové řízení triaku s IO TCA 785 (laboratorní přípravek) V10 V5 COM V Ur 24

25 Aplikační zapojení TCA 785 pro fázové řízení antiparalelních tyristorů s využitím impulsních vazebních transformátorů 25