Тиристорная: Тиристорные конденсаторные установки КРМТ

Содержание

Индукционная тиристорная печь УИ-0.5T-400 – УралИндуктор

Индукционная плавильная тиристорная печь УИ-0.5T-400 предназначена для плавки, нагрева и перегрева стали, чугуна и цветных металлов. Емкость печи позволяет расплавить металл массой до 500 кг за 65 минут. Может быть использована в литейных производствах промышленных предприятий.

Печь УИ-0.5T-400 проста в монтаже и настройке, требует минимальную квалификацию обслуживающего персонала. Допускается 3-х сменный режим работы.

Индукционная тиристорная печь УИ-0.5T-400 позволяет контролировать и изменять температуру расплавляемого металла, что дает высокую надежность и экономичность в работе. Надежная работа печи гарантируется многоступенчатой системой защиты комплекса от превышения температуры, отсутствия теплоносителя в системе охлаждения и отсутствия фазы и т.д.

Индукционные установки марки «УРАЛИНДУКТОР» собраны из высококачественных компонентов, на основе быстродействующих тиристоров, используемых для преобразования электрической энергии промышленной частоты в энергию электрического магнитного поля для расплавления металла, благодаря чему КПД данной установки достигает до 95%, обеспечивают высокую надежность при низком энергопотреблении.

Состав плавильного комплекса

Основные части

Среднечастотный тиристорный преобразователь частоты

Разработан для условий эксплуатации на территории РФ. Является основным управляющим элементом всей системы, регулировку температуры нагрева плавильных узлов, контрольные приборы по нагрузке и наличия входного питания. Высоконадежен, имеет несколько степеней защиты от неправильного подключения и функционирования, максимально исключая возможные проблемы, возникающие из-за человеческого фактора

Водоохлаждаемый токовод

Гибкий и прочный кабель для соединения плавильного узла с блоком конденсаторных батарей, питая конденсаторную катушку, одновременно охлаждает ее жидкостью из системы охлаждения.

Гибкие кабеля по сравнению с шинопроводами дают большую свободу в прокладке и сервисном обслуживании.

Конденсаторная батарея

Конденсаторы большой емкости, соединенных между собой, и подобранных специально под мощность данной установки. Представляет собой металлический каркас, с установленными на нем конденсаторами, клеммными колодками и патрубками для подведения охлаждающей жидкости.

Плавильный узел

С редукторным приводом наклона

Состоит из стального/алюминиевого каркаса с гидравлическим приводом наклона, и индукционной катушки. Катушка устанавливается в каркас и изолируется от корпуса специальными термостойкими материалами, защищающими катушку от контакта с футеровочной смесью, и излишнего перегрева от нагреваемого материала.

Плавильный узел может быть выполнен в двух вариантах: алюминиевый корпус или стальной сварной корпус с магнитопроводами.

Алюминиевое исполнение корпуса более простое. Плавильный узел состоит из половинчатого корпуса, скрепленного между собой диэлектрическими пластинами, специальной водоохлаждаемой индукционной катушки, крышки, для защиты катушки от внешних воздействий на индукционную катушку, и креплений для установки плавильного узла на наклонное устройство (редукторное или гидравлическое) для слива расплавленной массы.

Стальной сварной корпус. Более дорогостоящее исполнение за счет более массивного корпуса и установленных магнитопроводов.Данное исполнение корпуса увеличивает КПД плавильного узла за счет уменьшения потерь рассеиваемой индуктивности из индукционной катушки.

С гидравлическим приводом наклона

Сварная стальная несущая конструкция с установленными гидравлическими приводами для наклона плавильного узла. В корпусе установлен основной рабочий элемент – водоохлаждаемый индуктор, выполненный из полого медного прямоугольного профиля. Для нейтрализации воздействия электромагнитных полей на стальной корпус плавильного узла, снаружи индуктора, по всему периметру индуктора установлены магнитопровода. Конструкция охлаждается потоком охлаждающей жидкости из замкнутого контура градирни. Одним из важнейших критериев работы плавильных узлов является охлаждение, для контроля охлаждающей жидкости, на каждом из плавильных узлов установлен манометр и реле давления.

Механизм наклона печи

Механизм наклона печи механический

Состоит из насосов, системы клапанов и контрольных приборов. Соединяется с пультом управления гидравлического наклона и плавильными узлами. Предназначена для создания жидкостного давления в гидравлических приводах для наклона плавильных узлов.

Приводится в действие с помощью электродвигателя, а также имеет дублирующий ручной привод для аварийного слива расплава при отсутствии электропитания.

Механизм наклона печи гидравлический (Гидравлическая станция)

Состоит из насосов, системы клапанов и контрольных приборов и бака с гидравлической жидкостью. Гидравлическая станция управляется с помощью открытия клапанов на пульте управления наклона плавильных узлов.

Предназначена для создания жидкостного давления в гидравлических цилиндрах для наклона плавильных узлов. Для обеспечения надежности функционирования системы, на станции установлены два насоса, один основной, второй резервный.

Остальные составные части плавильного комплекса

Пульт управления наклона плавильных узлов

Устанавливается в удобном для оператора месте, для обеспечения визуального контроля за наклоном плавильных узлов при сливе расплава. На лицевой панели пульта управления расположен маслонаполненный манометр для наблюдения за давлением в гидравлической системе, кнопки пуска и останова основного и резервного насоса гидравлической станции, а также рукоятки гидравлических клапанов для наклона плавильных узлов.

Система охлаждения

Используется для охлаждения всей плавильной установки.Работает в двух режимах: 1)Только воздушное охлаждение (энергосберегающее). Использует только вентиляторы для охлаждения жидкости, приходящей от охлаждаемых узлов оборудования. 2)Водяное и воздушное – для максимального эффекта охлаждения, к воздушному охлаждению в автоматическом режиме (по необходимости) подключается второй замкнутый контур водяного охлаждения, который распыляет охлаждающую жидкость на радиаторы охлаждения.

Контур охлаждения установки плавильной печи замкнут, и не соединен с контуром водяного охлаждения, работающем в градирне.

Выносной пульт управления

Предназначен для удаленного управления преобразователем. С пульта управления регулируется мощность преобразователя частоты, а также производится запуск и остановка работы преобразователя.

Устанавливается в любом удобном месте. К одному пульту возможно подключить до 2-х плавильных узлов.

Металлический шаблон для футеровки

Одноразовый шаблон для создания футеровки плавильного узла. Представляет собой металлическую трубу определенного диаметра и длины, с отверстиями по всей поверхности для улучшения качества сушки футеровочной смеси, и проушинами для удобства транспортировки.

Шаблон может отличаться, в зависимости от типа футеровочной смеси.

Дополнительное оборудование

К стандартному комплекту поставки, существует возможность добавить следующие модули, существенно упрощающие или расширяющие функциональные возможности оборудования:

PLC-контроллер

В тиристорный преобразователь частоты дополнительно устанавливается монитор с сенсорным управлением, и цифровым контроллером, существенно упрощающим работу оператора, добавляя в оборудование следующие возможности:

Хранения до 30 программ
Архивации и вывода на печатающее устройство данных о текущих и завершенных процессах

Дисплей оператора в реальном времени отображает информацию: мощность (кВт), ток утечки (А), напряжение печи (В), напряжение на конденсаторах, частота работы преобразователя (Гц).

Вибротрамбовщик

Облегчает и ускоряет работу по футеровке плавильных узлов. Данное устройство позволяет повысить качество футеровки и уменьшить время простоя оборудования.

Ручной измеритель температуры

Позволяет измерять температуру в плавильных узлах. В качестве расходного материала используются керамические сменные насадки.

Инфракрасный измеритель температуры расплава

Устанавливается на расстоянии от плавильного узла, таким образом, чтобы в оптику измерителя без помех наблюдалось зеркало расплава. Может иметь погрешность измерений, при образовании шлака на поверхности расплава. Для работы требуется PLC-контроллер.

Тензодатчик

Применяется для взвешивания количества расплава. Требуется более точного соблюдения технологии получения сплавов. Устанавливаются под основание плавильного узла. Для работы требуется PLC-контроллер.

Механизм выталкивания футеровки

Используется для быстрой замены футеровки, состоит из блока выталкивателя, цилиндра и гидравлической станции. Блок выталкивания снизу футеровки, соединяется с механизмом выталкивания. При выталкивании футеровки, необходимо предварительно повернуть плавильный узел на 900, соединить с блоком выталкивания. Механизм значительно снижает объем работ и время замены футеровки. Может быть установлена только на плавильные узлы с гидравлическим приводом.

Продувка плавильного узла инертными газами

Принцип нижней продувки печи (донная фурма для продувки инертным газами). Перед созданием футеровки, снизу печи в асбестовую плиту встраивается система подачи газа. Система представляет собой керамическое перфорированное сопло с отверстиями 0.5 мкм и патрубком для подключения подачи газа. Отверстия данного размера не позволяют металлу проникать в сопло. После установки системы, производится футеровка плавильного узла таким образом, чтобы поверхность сопла не покрывалась футеровочной смесью. Для проведения продувки, после окончания процесса плавки, необходимо открыть подачу газа на 5-10 минут.

При продувке газа из нижней части печи, проходя через жидкий металл, формируются восходящие пузыри, O, N, H и другие примеси металла захватываются и выводятся на поверхность с пузырями.

Вытяжка для плавильного узла

Рассчитывается и изготавливается под требования заказчика. Устанавливается только на плавильные узлы с гидравлическим приводом. Имеет дополнительный гидравлический привод, управление которым выводится на панель управления плавильными узлами. Используется для отвода образующихся паров и газов (возможно токсичных).

Система контроля износа футеровки плавильных узлов

Перед футеровкой плавильного узла, на огнеупорный материал устанавливаются электродные пластины, с выводами для подключения к контроллеру с прибором индикации. Контроллер измеряет показания электродных пластин, и при необходимости информирует о критическом состоянии футеровки. Система устанавливается только на плавильные узлы с гидравлическим приводом.

Тиристорная или конденсаторная система зажигания.

Тиристорная система зажигания

Так как современные автомобильные двигатели стали более высокооборотными и отличаются высокой степенью сжатия, это налагает дополнительные требования на систему зажигания. В настоящее время получили распространения две различные системы зажигания – с накоплением энергии в индуктивности и с накоплением энергии в емкости.
Первую из них называют индукторной или транзисторной, а вторую тиристорной или конденсаторной.

В автомобильных двигателях широкое применение нашли системы зажигания с накоплением электромагнитной энергии в магнитном поле катушки, использующие контактные или транзисторные прерыватели, но в некоторых случаях применение конденсаторной системы зажигания дает ощутимое преимущество.

В тиристорных системах зажигания энергия для искрового разряда накапливается в конденсаторе, а в качестве силового реле применяется тиристор. В этих системах катушка зажигания не накапливает энергию, а лишь преобразует ее, увеличивая напряжение во вторичной обмотке и уменьшая, соответственно, величину протекающего по ней тока.
Электрическая мощность, равная произведению силы тока на напряжение, остается неизменной за вычетом потерь различного характера.

Тиристор – это полупроводниковый прибор, выполненный на основе монокристалла полупроводника с тремя или более p-n-переходами и имеющий два устойчивых состояния:

закрытое состояние – состояние низкой проводимости;
открытое состояние – состояние высокой проводимости.

Тиристор можно рассматривать как электронный выключатель (ключ). Основное применение тиристоров (трехпереходной структуры) – управление мощной нагрузкой с помощью слабых сигналов, или (для двухпереходной структуры) где открывание тиристора происходит, если разность потенциалов между его выводами превышает напряжение пробоя.
Также тиристоры применяются в переключающих устройствах.

Существуют различные виды тиристоров, которые подразделяются, главным образом, по способу управления и по проводимости. По проводимости различают тиристоры, проводящие ток в одном направлении, и тиристоры, проводящие ток в двух направлениях (симисторы, симметричные динисторы). Условно тиристор можно рассматривать как соединение p-n-p транзистора с n-p-n транзистором, причём коллектор каждого из них соединён с базой другого.

Характерной особенностью тиристорных систем зажигания является высокая скорость нарастания вторичного напряжения, поэтому пробой искрового промежутка свечи зажигания надежно обеспечивается даже при загрязненном и покрытом нагаром изоляторе.
Кроме того, в тиристорных системах величина вторичного напряжения может быть практически постоянной при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя до максимальной величины, т.к. конденсатор успевает полностью зарядиться на всех режимах работы двигателя.

Однако тиристорные системы зажигания имеют сравнительно малую продолжительность индуктивной составляющей искрового разряда (не более 300 мкс), что приводит к ухудшению воспламеняемости и сгорания рабочей смеси в цилиндрах двигателя на режимах частичных нагрузок.
Система зажигания с накоплением энергии в емкости применяются на газовых и высокооборотных мотоциклетных двигателях, для которых не критична продолжительность искрового разряда.

***

Типы тиристорных систем зажигания

В системах зажигания с накоплением энергии в электростатическом поле конденсатора функцию электронного реле выполняют тиристоры, управляемые контактным или бесконтактнымпрерывателем, поэтому такие системы называют контактно-тиристорными или бесконтактно-тиристорными. В основе работы бесконтактных систем лежат те же принципы, что и в бесконтактных системах зажигания с индуктивными накопителями.
Различают тиристорные системы зажигания с импульсным и с непрерывным накоплением энергии в электростатическом поле конденсатора.
Ниже рассмотрены особенности работы тиристорных систем такого типа.

Система с непрерывным накоплением энергии (рис. 1, а) содержит двухтактный преобразователь напряжения, состоящий из двух транзисторов VT1 и VT2, трансформатора Т1, резисторов R2 и R3 и конденсатора С1.
Двухполупериодный выпрямитель с нулевой точкой (диоды VD1 и VD2) служит для выпрямления выходного напряжения преобразователя. Выпрямитель нагружен накопительным конденсатором С2, параллельно которому подключен резистор R4. Тиристор VS прерывает ток в первичной обмотке L1 катушки зажигания (трансформатор Т2). Управление тиристором осуществляется контактным S2 синхронизатором момента зажигания.

При замыкании контактов S1 выключателя зажигания срабатывает двухтактный преобразователь напряжения. На выводах вторичной обмотки L2 трансформатора Т1 появляется переменное напряжение прямоугольной формы с амплитудой 200…500 В.
Выпрямленное постоянное напряжение подается на заряд накопительного конденсатора С2, если контакты S2 синхронизатора момента зажигания замкнуты. Тиристор находится в закрытом состоянии, так как его цепь управления шунтирована замкнутыми контактами S2 синхронизатора.

В момент размыкания контактов S2 синхронизатора напряжение от аккумуляторной батареи GB подается через резистор R1 к управляющему электроду тиристора VS. Через открытый тиристор происходит разряд конденсатора С2 на первичную обмотку L1 катушки зажигания Т2, вследствие чего в ее вторичной обмотке L2 индуктируется высокая ЭДС.
При соответствующем подборе параметров элементов рассмотренной системы зажигания можно на всех режимах работы двигателя обеспечить полный заряд конденсатора и получить практически не зависящее от частоты вращения коленчатого вала двигателя вторичное напряжение.
Цепочка C1—R2 обеспечивает надежный пуск транзисторного преобразователя.

В системе с импульсным накоплением энергии (рис. 1, б) при замыкании контактов S1 выключателя зажигания и размыкания контактов S2 синхронизатора момента зажигания на базу транзистора VT подается положительный импульс напряжения от аккумуляторной батареи GB. Транзистор переходит в состояние насыщения, пропуская через эмиттер-коллекторный переход и первичную обмотку L1 трансформатора ток, создающий магнитное поле в трансформаторе.
В момент замыкания контактов S2 синхронизатора цепь базы транзистора замыкается накоротко, транзистор переходит в состояние отсечки, ток в обмотке L1 трансформатора исчезает, а во вторичной обмотке индуктируется высокая ЭДС.
В это время замкнутые контакты S2 синхронизатора шунтируют цепь управления тиристором. Тиристор закрыт, а конденсатор С через диод VD1 заряжается до напряжения 200…400 В.

При следующем замыкании контактов S2 синхронизатора к управляющему электроду тиристора через резисторы Rд, Rl, R3 подается напряжение от аккумуляторной батареи.
Тиристор открывается.
Ток разряда конденсатора проходит через первичную обмотку L1 катушки трансформатора и на выводах вторичной обмотки появляется импульс высокого напряжения, подаваемого на свечу зажигания.

В системах зажигания с накоплением энергии в электростатическом поле конденсатора обеспечивается более высокая скорость нарастания вторичного напряжения, что делает ее менее чувствительной к наличию шунтирующих резисторов и нагару свечей зажигания. Однако вследствие высокой скорости роста вторичного напряжения возрастает напряжение пробоя по сравнению с системами с накоплением энергии в магнитном поле.
Кроме того, из-за сокращения длительности индуктивной составляющей искрового разряда ухудшаются воспламенение и сгорание топливовоздушной смеси при пуске двигателя и работе его на режимах частичных нагрузок.

Системы с импульсным накоплением энергии имеют максимальную скорость нарастания высокого напряжения. Но длительность индуктивной составляющей искрового разряда в свечах уменьшена от единиц миллисекунд (в системах с накоплением энергии в индуктивности) до десятков или сотен микросекунд. Это ухудшает воспламенение и сгорание рабочей смеси на средних нагрузках и, следовательно, приводит к повышению расхода топлива и токсичности отработавших газов.
Для устранения указанных недостатков надо корректировать устройства опережения зажигания и увеличивать зазор в свечах до 1,2…1,5 мм, что приводит к дальнейшему возрастанию вторичного напряжения и напряженной работе изолирующих частей высоковольтной системы.

***

Контактно-транзисторная система зажигания

Главная страница

Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

тиристорная система возбуждения – это… Что такое тиристорная система возбуждения?

тиристорная система возбуждения: thyristor excitation system

тиристор запираемый
тиристорный

Смотреть что такое “тиристорная система возбуждения” в других словарях:

тиристорная система возбуждения — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г. ] Тематики электротехника, основные понятия EN thyristor excitation system … Справочник технического переводчика
тиристорная система возбуждения — 3.18 тиристорная система возбуждения: Система возбуждения турбогенератора (гидрогенератора, синхронного компенсатора), в которой переменный ток источника питания преобразуется в постоянный ток возбуждения синхронной машины тиристорными… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
бесщёточная тиристорная система возбуждения — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN rotating thyristor excitation system … Справочник технического переводчика
ГОСТ 21558-2000: Системы возбуждения турбогенераторов, гидрогенераторов и синхронных компенсаторов. Общие технические условия — Терминология ГОСТ 21558 2000: Системы возбуждения турбогенераторов, гидрогенераторов и синхронных компенсаторов. Общие технические условия оригинал документа: 3.10 бесщеточная система возбуждения: Система возбуждения турбогенератора… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Турбогенератор — Разобранный турбогенератор Балаковской АЭС Турбогенератор работающий в паре с турбиной синхронный генератор. Основная функция в преобразовании механической энергии вращения паровой или … Википедия
СТН — система телевизионного наблюдения Источник: http://www.rzd.ru/agency/showarticle.html?article id=26970&he id=2 СТН сеялка туковая навесная Словарь: С. Фадеев. Словарь сокращений современного русского языка. С. Пб.: Политехника, 1997. 527 с. СТН… … Словарь сокращений и аббревиатур

Тиристор

Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Силовая электроника

Описание

Тиристор является полупроводниковым устройством, которое может быть включено через сигнал логического элемента. Тиристорная модель симулирована как резистор Рон, индуктор Лон, и источник напряжения постоянного тока, представляющий прямой VF напряжения, соединился последовательно с переключателем. Переключателем управляет логический сигнал в зависимости от напряжения Vak, текущий Iak и сигнал g логического элемента.

Блок Thyristor также содержит схему демпфера серии Rs-Cs, которая может быть соединена параллельно с тиристорным устройством.

Помехи VI характеристик этой модели показывают ниже.

Тиристорное устройство включает, когда анодный катод, напряжение _Vak больше Vf и положительного импульсного сигнала, применяется во входе логического элемента (g> 0). Импульсная высота должна быть больше 0 и продлиться долго достаточно, чтобы позволить тиристорному анодному току становиться больше, чем фиксирующийся текущий Il.

Тиристорное устройство выключает, когда текущее течение в устройстве становится 0 (Iak = 0), и отрицательное напряжение появляется через анод и катод, по крайней мере, в течение промежутка времени, равного времени выключения Tq. Если напряжение через устройство становится положительным в течение промежутка времени меньше, чем Tq, устройство включает автоматически, даже если сигнал логического элемента является низким (g = 0), и анодный ток меньше текущей фиксации. Кроме того, если во время поворота – на, амплитуда тока устройства остается ниже фиксирующегося текущего уровня, заданного в диалоговом окне, устройство выключает после того, как уровень сигнала логического элемента становится низким (g = 0).

Время выключения Tq представляет время восстановления поставщика услуг: это – временной интервал между моментом, который анодный ток уменьшил к 0 и момент, когда тиристор способен к противостоянию положительному напряжению Vak, не включая снова.

Допущения и ограничения

Блок Thyristor реализует макро-модель действительного тиристора. Это не учитывает или геометрию устройства или объединяет физические процессы, которые моделируют поведение устройства [1, 2]. Прямое напряжение переключения и критическое значение производной повторно примененного напряжения анодного катода не рассматриваются моделью.

В зависимости от значения индуктивности Лон блок Thyristor моделируется любой как текущий источник (Лон> 0) или как переменная схема топологии (Лон = 0). Блок Thyristor не может быть соединен последовательно с индуктором, текущим источником или разомкнутой цепью, если ее схема демпфера не используется.

Лон индуктивности обеспечен к 0, если вы принимаете решение дискретизировать свою схему.

Примеры

В power_thyristor пример, выпрямитель одно импульсного тиристора используется, чтобы питать загрузку RL. Импульсы логического элемента получены из импульсного генератора, синхронизируемого на исходном напряжении. Следующие параметры используются:

R		1 Ω
L		`10 mH`
Тиристорный блок:	Рон	0. 001 Ω
	Lon	`0 H`
	VF	`0.8 V`
	RS	20 Ω
	Cs	`4e-6 F`

Угол включения варьируется импульсным генератором, синхронизируемым на источнике напряжения. Запустите симуляцию и наблюдайте текущую загрузку и загрузите напряжение, а также тиристорный ток и напряжение.

Тиристорная система возбуждения. Виды повреждений в СТС, защита. (Страница 1) — Студенческий Раздел — Советы бывалого релейщика

baltan6321!!! так как не указали свой адрес отвечаю тут же…
1. Можно ли регулирование по току рассматривать как компаундирование?
Есть такие управления возбуждением: компаундирование полным током, компаундировение фазным током, но это не форсировка возбуждения, это таким образом регулируют напряжение в зависимости от значения полного тока без учета фазы, но получается от генерируемой полной мощности, а фазным током как от активной мощности.
2. Некоторые люди утверждает что форсировка возбуждения возможно только при электромашинном возбудителе. Насколько это утверждение соответствует к истине. Я считаю что при тиристорной системе форсировка возможно посредством резкого увеличения угла открытия тиристоров. У нас на станций установлены система возбуждения UNITROL6800.
Правильно утверждают. пример
https://ozlib.com/862268/tehnika/kompau … lnym_tokom
Ещё раз у иностранных систем АРВ в “генах” не заложена форсировка у них нет такого понятия (а эта вроде американская?), и ещё в устаревших электромашинных регуляторах была принципиально выполнена эта логика, был датчик, вход и решатель (пороговый элемент), в существующих структурах это принципиально не заложено. С теоретической точки зрения наверно это возможно, но смысла ни какого нет. Устаревшие АВР работали медленно и, действительно, только переключив контакты можно экстренно повысить ток возбуждения, а с тиристорным смысл!? они и так мгновенно форсируют значение тока возбуждения – буквально через 8. ..10 мс.
и ещё вопрос в кратковременной, но перегрузке ротора большим током возбуждения, вполне может быть так, что не будет такой возможности из-за перегрева обмоток и железа ротора, например наши машины выдерживали 3…4 кратность Iн.взвб. в течении нескольких секунд, а современные и иностранные только 2 … 2,5 крата.
3. А насчет термина “налиние регулятора” есть ли что нибудь?
Не понятно о чём вопрос…

Тиристорная система горизонтальной развертки телевизоров

Система горизонтальной развертки телевизора является одновременно инвертором и преобразователем. Как инвертор она преобразует энергию низковольтного источника постоянного напряжения в пилообразный ток строго определенного вида, необходимый для осуществления горизонтального движения электронного луча в кинескопе. Как преобразователь она является источником высоковольтного постоянного напряжения для ускоряющего и фокусирующего электродов кинескопа. Система горизонтальной развертки более или менее тесно связана с другими важными функциональными блоками телевизора, такими как схема сходимости лучей, устройство выключения блока цветности при монохромном сигнале, усилитель синхроимпульсов и блок АРУ. Высокое качество воспроизведения телевизионного изображения на экране кинескопа в значительной степени зависит от характеристик системы горизонтальной развертки. Кроме того, известно, что из-за относительно больших уровней мощности при высоких пиковых значениях токов и напряжений, надежность телевизора в значительной степени зависит от надежности системы горизонтальной развертки.

До недавнего времени полупроводниковые варианты схем развертки по существу создавались по принципу простой замены ламп транзисторами. Это был естественный подход, который привел к появлению мощных транзисторов с хорошо развитой технологией производства и низкой стоимостью. Однако теперь ясно, что исходный вариант, ориентированный на копирование свойств ламповой системы, обладал присущим ему дефектом – форма тока, втекающего в отклоняющую катушку, сильно зависела от работы активных элементов. Именно поэтому даже дешевая модель черно-белого телевизора имела так много регулировок на задней стороне приемника.

Система горизонтальной развертки, показанная на рис. 5.7, использует тиристоры вместо мощных транзисторов, и формирует отклоняю-

Рис. 5.7. Схема блока горизонтальной развертки цветного телевизора. RCA Solid State Div.

щий ток, форма и временная привязка которого зависят главным образом от пассивных компонент. Активными элементами являются ITR (Integrated Thyristor and Rectifier), комбинация тиристора и диода. Они были созданы после того, как анализ тиристорных инверторов показал необходимость использование диода, ограничивающего обратный выброс в таких схемах. Появление такого прибора привело не только к сокращению производственных издержек при изготовлении телевизоров, но также уменьшило вредные последствия индуктивности соединительных проводов. (Схему, изображенную на рис. 5.7, можно реализовать, используя отдельные тиристоры и диоды с малым временем восстановления, если соединительные провода сделать короткими. Именно так были сделаны многие телевизоры до появления ITR,)

Мы не будем раскрывать многие тонкости работы этой схемы; если хотите узнать больше подробностей, то Вам следует обратиться к специализированным монографиям по телевизионной технике. Тем не менее, основные моменты, характеризующие работу этой системы развертки, будут рассмотрены. Одной из интересных особенностей схемы на рис. 5.7 является ее простота по сравнению с прошлыми системами горизонтальной развертки.

Чтобы яснее представить, что происходит в схеме, обратимся к упрощенному варианту, показанному на рис. 5.8. Его можно представить или с отдельными тиристорами и выпрямительными диодами, или с ITR приборами. Одна комбинация тиристор-диод обозначена как коммутационный переключатель, а другая подобная комбинация названа переключателем прямого хода. Переключатель прямого хода формирует ток пилообразной формы, который перемещает электронный луч горизонтально вдоль экрана кинескопа. Как можно понять из названия, коммутационный переключатель участвует в формировании состояния «выключено», то есть длительности обратного хода.

Рис. 5.8. Упрощенная схема блока горизонтальной развертки. RCA Solid State Div.

Последовательность событий, протекающих в катушке горизонтальной развертки, показана на рис. 5.9. Изображены только те элементы схемы, которые участвуют в формировании каждой части сигнала. Пилообразный ток, приводящий в движение световое пятно вдоль экрана, обозначен через /у. Этот сигнал должен быть линеен и иметь определенную скорость нарастания. Частота повторения пилообразных сигналов определяется частотой импульсов, поступающих от генератора горизонтальной развертки (15750 Гц для черно-белого телевизора, 15734 Гц для цветного).

При анализе схемы следует помнить, что диоды становятся проводящими, когда к ним приложено напряжение прямого смещения и, что тоже самое, справедливо для тиристоров при условии, что на управляющий электрод подан запускающий импульс. Обратите внимание, что стрелки направления тока на рис. 5.9 указывают техническое направление тока, от плюса к минусу.

Пилообразный участок, соответствующий прямому ходу луча, является результатом колебания в контуре, образованном катушкой индуктивности Zy и конденсатором Су. Участок обратного хода пилообразного сигнала является, прежде всего, результатом колебательного процесса в контуре, состоящем из катушки индуктивности и конденсатора С^. . Естественно, что переключающий импульс должен появиться в момент времени то есть до окончания пилообразного сигнала в момент времени . Это мера необходима для того, чтобы

(В) Вторая половина прямого хода развертки)

(С) Запуск процесса обратного хода развертки

(D) Первая половина обратного хода развертки

Рис. 5.9. Эквивалентные схемы и формы колебаний для схемы горизонтальной развертки. RCA Solid State Div.

(Е) Последняя половина обратного хода развертки

Рис, 5.9. (продолжение) Эквивалентные схемы и формы колебаний для схемы горизонтальной развертки. RCA Solid State Div.

обеспечить время, необходимое для восстановления тиристора прежде, чем на него снова будет подано прямое напряжение. И оказывается, что ток прямого хода развертки от момента до момента достаточно линеен и точен, несмотря на «заключительное» изменение пути тока.

Последовательность событий, описанных выше, приводит к коммутации тиристора SCR^ вместе с откачкой энергии, запасенной в катушке индуктивности. . Импульсы наведенной противо-эдс, появляющиеся на вторичной обмотке высоковольтного трансформатора имеют намного более высокий уровень напряжения, чем он был бы в случае возбуждения первичной обмотки синусоидальным сигналом. Как показано на рис. 5.7, еще больший уровень достигается с помощью умножителя постоянного напряжения, в данном случае утроителем напряжения. Система горизонтальной развертки, описанная выше, в той мере, в какой это касается высоковольтной цепи постоянного тока, является в прямом смысле преобразователем напряжения обратного хода. Часто высоковольтная цепь постоянного тока связана со стабилизатором напряжения, чтобы стабилизировать размер и яркость изображения при изменении таких переменных факторов как температура и напряжение сети.

Тиристорная (конденсаторная) система зажигания | СТО АВТО

В тиристорных системах зажигания энергия для искрового разряда накапливается в конденсаторе, поэтому их часто называют конденсаторными. В момент искрообразования конденсатор разряжается через тиристор и первичную обмотку катушки зажигания, и во вторичной обмотке индуктируется высокое напряжение.

Энергия Wc, накапливаемая в конденсаторе С1, зависит от его емкости и напряжения в квадрате (U2), подводимого к конденсатору:Wc = OU2/2.

Поэтому конденсатор заряжают до напряжения 300 + 400 В от бортовой сети 12 + 14 В, или другого источника повышенного напряжения через преобразователь напряжения П и выпрямитель В (смотри рисунок).

Время полного заряда накопительного конденсатора значительно меньше времени накопления энергии в индуктивности и может быть доведено до 2 мс. Оно зависит от мощности и выходного сопротивления преобразователя и емкости накопительного конденсатора. Время заряда конденсатора рассчитывается так, чтобы к моменту подачи следующей искры он был полностью заряжен. Это обеспечивает энергию искры постоянной во всем диапазоне частот искрообразования. Тиристоры менее чувствительны к повышенному напряжению, чем транзисторы. Тиристорные системы зажигания могут работать с катушкой контактной системы батарейного зажигания, максимальная величина ЭДС самоиндукции которой примерно соответствует зарядному напряжению накопительного конденсатора. Конденсатор прерывателя не влияет на работу тиристорной системы. Это позволяет в случае отказа ее быстро перейти на батарейную систему.

Высокое напряжение тиристорной системы зажигания нарастает примерно в десять раз быстрее,, чем в батарейной и контактно — транзисторной системах. Поэтому оно обеспечивает пробой искрового промежутка в свечах с загрязненными, покрытыми нагаром изоляторами. Но продолжительность разряда в искровом промежутке значительно меньше (около 300 мке), чем в системах с накоплением энергии в индуктивности (около 1 мс), так как частота колебаний контура накопительный конденсатор — первичная обмотка в тиристорной системе значительно выше.

Тиристорные системы зажигания по принципу действия делят на две группы: с импульсным непрерывным (многоимпульсным) и одноимпульсным накоплением энергии в емкости.

В импульсных системах конденсатор заряжается одним импульсом прямоугольной формы до конечного напряжения, а затем наступает пауза до момента его разряда В схемах с непрерывным накоплением энергии конденсатор заряжается многочисленными прерывистыми импульсами напряжения.

Системы с импульсным накоплением позволяют простыми средствами стабилизировать напряжение заряда накопительного конденсатора, т. е. сделать его независящим от изменений напряжения питания и других дестабилизирующих факторов. Однако при малой пусковой частоте вращения вала двигателя в этих системах, вследствие увеличения времени паузы, накопительный конденсатор к моменту искрообразования успевает несколько разрядиться, и напряжение искрообразования уменьшается. Это налагает жесткие требования на значения токов утечки в элементах вторичной цепи — тиристоре, накопительном конденсаторе, выпрямительном диоде и является недостатком систем с импульсным накоплением.

Системы с непрерывным накоплением энергии свободны от указанного недостатка. Эти системы практически нечувствительны к утечкам в элементах вторичной цепи и обеспечивают независимость напряжения искрообразования от частоты вращения вала двигателя.

Принципиальная схема тиристорной системы зажигания с непрерывным накоплением энергии приведена на рисунке №2

Она включает в себя преобразователь П постоянного напряжения 12 ¦ 15 В в переменное 300 + 400 В с частотой около 500 Гц. выпрямитель переменного напряжения В, тиристор VD5, накопительный конденсатор С1, блок управления и катушку зажигания КЗ.

В качестве преобразователя напряжения может быть использован приведенный на схеме двухтактный преобразователь с самовозбуждением к трансформаторной связью, собранный по схеме с общим коллектором на транзисторах VTI, VT2, резисторах R1, R2, R3, R4 и трансформатоpeTI.

При включении зажигания напряжение бортовой сети подводится к средней точке обмотки трансформатора и коллекторам транзисторов. Возникает ток в двух параллельных цепях, который течет от средней точки трансформатора через его верхнюю половину, резисторы Rl, R3, транзистор VT1 и через нижнюю половину трансформатора, резисторы R2, R4, транзистор VT2. Вследствие разброса параметров транзисторов и резисторов тЪк в одной половине трансформатора (допустим, верхней) пойдет несколько больший, чем во второй (нижней). Это вызывает ускоренное отпирание одного транзистора (VT1) и запирание второго (VT2). В таком состоянии транзисторы находятся, пока магнитный поток в сердечнике трансформатора не достигнет насыщения. Происходящее при этом резкое замедление нарастания тока вызывает в обмотках трансформатора ЭДС противоположной полярности, которая переключает транзисторы: запирает VT1 и отпирает VT2. Транзисторы переключаются с частотой около 500 Гц, меняя направление тока в обмотке трансформатора, и на выходе трансформатора появляется переменное напряжение порядка 350 ¦ 400 В. Двухполупериодный выпрямитель на диодах VD2 + VD4 преобразует переменное напряжение в постоянное, которым заряжается конденсатор С1. В момент искрообразования по сигналу контактного или бесконтактного датчика с блока управления подается положительный импульс на управляющий электрод тиристора VD5. Тиристор открывается и конденсатор разряжается через первичную обмотку катушки зажигания, а во вторичной обмотке индуктируется высокое напряжение.

Рассмотрим подробнее основные этапы работы системы: заряд накопительного конденсатора после переключения ключа VD5 в положение 1 (этап 1, рис 2) и процессы, происходящие после размыкания контактов прерывателя и переключения коммутатора VD5 в положение 2 (этап 2, рис. 3).

Этап 1. Согласно схеме замещения (рис. 2) цепь, состоящая из накопительного конденсатора С1, резистора Rвн, сопротивление которого равно внутреннему сопротивлению преобразователя, и резистора Rут, сопротивление которого равно результирующему сопротивлению утечки во вторичной цепи, с помощью коммутатора VD5 подключается к источнику постоянного напряжения Ub, которым является преобразователь.

Напряжение на конденсаторе возрастает по экспоненциальному закону:

Где постоянная времени цепи заряда конденсатора.

Как правило, Rут > Rвн (в противном случае, как будет показано ниже, система вообще не работоспособна), и напряжение на накопительном конденсаторе через время t« ЗТ = 3Rbm • С1 практически достигает установившегося значения Ub.
Энергия, запасенная в электрическом поле конденсатора, при этом равна: We1=C1*U2в/2

Необходимым условием нормальной работы системы является полный заряд конденсатора С1 до напряжения Ub, за время между двумя искрами при максимальной частоте вращения вала двигателя.Учитывая, что конденсатор в схеме рис. 1 начинает заряжаться лишь после замыкания контактов прерывателя, и считая скважность работы прерывателя равной 2, это условие для четырехтактного двигателя будет иметь вид:

где z — число цилиндров двигателя; Nmax — максимальная частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин. Для двухтактного двигателя числитель правой части должен быть равен 10. Так, если емкость накопительного конденсатора CI = 1 мкФ, двигатель четырехтактный четырехцилиндровый, имеющий максимальную частоту вращения коленчатого вала птах = 6000 об/мин, то Т< 0,83 мс, и внутреннее сопротивление преобразователя не должно превышать:

Рассмотрим подробнее влияние сопротивления утечки Ryr на работу системы. Сопротивление утечки в основном определяется током утечки тиристора, используемого в качестве коммутатора. Максимальное значение юка утечки имеют тиристоры типа КУ202М (Н): до 10 мА при напряжении 400 В. Сопротивление утечки в этом случае равно:

Таким образом, условие Ryr > Rвн выполняется даже и в этом крайнем случае, и, следовательно, влиянием сопротивления утечки в системах с непрерывным накоплением энергии можно пренебречь. Тем более, что в действительности ток утечки у подавляющего большинства тиристоров этого типа не превышает0,2 + 0,3 мА.

В случае же, если сопротивление утечки по каким-либо причинам станет соизмеримым с внутренним сопротивлением преобразователя, то напряжение заряда накопительного конденсатора резко уменьшится и система станет неработоспособной. Энергия преобразователя будет в основном расходоваться в паразитных цепях утечки.

На практике выполнение условия: о полном заряде конденсатора С1 до напряжения Ub, за время между двумя искрами при максимальной частоте вращения вала двигателя, не встречает затруднений. Задавшись определенной энергией Wcl и выбрав значение выходного напряжения преобразователя Ub, из выражения: С1 = 2 • Wct/U в — определяют емкость накопительного конденсатора. Внутреннее сопротивление преобразователя Rbh определяется его мощностью. Чем больше мощность преобразователя, тем меньше его внутреннее сопротивление.

Применяя достаточно мощный преобразователь, можно добиться того, чтобы энергия Wcl, а значит, и вторичное напряжение, были постоянными вплоть до самой высокой частоты вращения коленчатого вала двигателя. Что же касается малой частоты вращения, то очевидно, что если накопительный конденсатор успел зарядиться до напряжения Ub при максимальной частоте вращения, он тем более успеет зарядиться до этого напряжения при малой частоте вращения коленчатого вала.

Этап 2. Подключение заряженного накопительного конденсатора С1 к первичной обмотке катушки зажигания.

На рис. 3дана упрощенная схема замещения для второго этапа рабочего процесса.

При ее составлении и анализе приняты следующие допущения: гальваническая связь между обмотками катушки зажигания устранена, искровой контакт распределителя заменен скользящим, распределенные емкости вторичной цепи заменены одной сосредоточенной емкостью С1, активные сопротивления обмоток катушки зажигания равны нулю, коэффициент связи между обмотками равен единице, шунтирование вторичной цепи отсутствует.

Согласно схеме замещения после размыкания контактов прерывателя и переключения коммутатора VD5 в положение 2 в первичной цепи образуется колебательный контур, состоящий из индуктивности L1 первичной обмотки W1 катушки зажигания и суммы емкостей накопительного конденсатора CI и вторичной цепи C2- (W2/W1), приведенной к первичной. Поскольку до коммутации конденсатор С1 был заряжен, после нее в первичном контуре возникают собственные затухающие колебания, частота которых (без учета процессов во вторичной цепи) равна:

Вследствие того, что в момент коммутации параллельно накопительному конденсатору подключается емкость С2 • (W2AV1), напряжение на накопительном конденсаторе уменьшается, и максимум первичного напряжения, определенный из условий сохранения заряда, будет равен:

Очевидно, что если Ulmax является максимумом первичного напряжения, то максимум вторичного напряжения определится выражением:

Из этого выражения следует, что, выбрав соответствующим образом емкость накопительного конденсатора С1 так, чтобы CI > С2 • {W2/W1), можно добиться малой зависимости вторичного напряжения U2max от значения емкости С2, что принципиально невозможно в классической системе зажигания

Кроме того, в конденсаторной системе зажигания максимум вторичного напряжения мало зависит от значения сопротивления, шунтирующего вторичную цепь. Практика подтверждает, что конденсаторная система зажигания сохраняет работоспособность при низких значениях шунтирующего сопротивления, вплоть до 100 К. Это существенно снижает требования к уходу за свечами зажигания (их чистке, регулировке зазора и т. п.). Срок использования свечей может быть значительно увеличен, поскольку свечи, которые уже нельзя задействовать в классической системе зажигания, могут удовлетворительно работать в конденсаторной системе.

Это связано с тем, что в качестве коммутатора в конденсаторной системе зажигания обычно применяют тиристоры, время переключения которых, определяющее длительность фронта первичного напряжения, всего несколько микросекунд. Конечно, длительность фронта вторичного напряжения зависит, кроме того, от параметров катушки зажигания. Однако даже при применении катушек от классической системы зажигания, фронт импульса вторичного напряжения в конденсаторной системе получается значительно круче, чем в классической.

Очевидно, что потери энергии при конкретных значениях шунтирующего сопротивления и вторичного напряжения пропорциональны времени действия этого напряжения. Поэтому при крутом фронте за время, пока напряжение достигнет максимума, потери будут меньше, чем при пологом фронте. Этим и объясняется малая зависимость U2max в конденсаторной системе зажигания от сопротивления, шунтирующего вторичную цепь.

Схема с непрерывным накоплением энергии в конденсаторе отличается простотой, технологичностью и надежностью конструкции. Недостаток ее — зависимость энергии накопительного конденсатора от напряжения источника питания. Зимой, когда напряжение батареи при пуске снижается до 7 + 8 В, конденсатор заряжается до напряжения около 190 В, накопленная энергия в нем снижается в 4 раза, и пуск затрудняется.

Конденсаторные системы с импульсным накоплением энергии в емкости позволяют иметь хорошую искру при уменьшении напряжения в бортовой сети до 6,5 В. Но эти системы сравнительно сложнее и дороже. К полупроводниковым приборам, применяемым в них, повышены требования в отношении токов утечки, которые должны быть не более 0,1 мА.

Всистемах с импульсным накоплением энергии, накопительный конденсатор заряжается одним мощным импульсом сразу же после окончания искрового разряда в свече зажигания. На рис. 4 приведена принципиальная схема конденсаторной системы зажигания с импульсным
накоплением энергии, а на рис. 5 временные диаграммы ее работы.

Схема включает в себя транзистор VT1, который работает в ключевом режиме, повышающий трансформатор Т1, накопительный конденсатор С1, два диода VDi, VD2, тиристор VD3 и катушку зажигания (КЗ).

При замкнутом выключателе зажигания S и в момент размыкания контактов прерывателя (ti), транзистор VTI переходит в состояние насыщения. Ток управления течет от батареи через резисторы Яд, RI и R2, базу и эмиттер транзистора на корпус автомобиля и»-» батареи. Транзистор проводит линейно — нарастающий ток первичной обмотки трансформатора Т1. В магнитном поле Tf накапливается энергия. По мере увеличения тока 16 в обмотке (01 увеличивается падение напряжения на резисторе R3. Это напряжение поступает на вход схемы управления и, когда ток достигает заданного значения 1р, ключи VT1 и VD3 по сигналу err схемы управления закрываются. Ток в обмотке 0)1 прекращается (Ь, рис. 5). Энергия,накопленная в магнитном поле трансформатора Т1, равная L1 • 1 р/2, где L1 индуктивность обмотки (01 трансформагора Т1, создает в его обмотках импульсы напряжения. Положительный импутьс с конца обмотки (02 (начала обмоток на рис. 4. обозначены точками) проходит через диод VD1 и заряжает накопительный конденсатор С1 до высокого напряжения 350 В (ts рис. 5). Диод VD 1 предотвращает разряд конденсатора С1 через обмотку 0)2 после окончания действия импульса.

Если считать, что энергия магнитного поля трансформатора Т1 преобразуется в энергию электрического поля конденсатора СI с коэффициентом полезного действия т|, то можно написать:

Таким образом, напряжение заряда накопительного конденсатора не зависит от напряжения питания, и при постоянных значениях т|, LI и CI определяется лишь током разрыва 1р.

Указанное свойство системы позволяет относительно простыми средствами получить стабилизированное вторичное напряжение. Для этого необходимо иметь схему управления со стабильным порогом срабатывания. Практическая реализация такой схемы не встречает затруднений.

В момент U контакты прерывателя замыкаются, что не оказывает влияния на работу системы.

В момент ts контакты прерывателя снова размыкаются, а ключи VT1 и VD3 открываются.

Ключ VT1 подключает обмотку С01 трансформатора Т1 к источнику питания и через нее снова начинает протекать линейно — нарастающий ток. Ключ S2.2 подключает заряженный до напряжения 350 В накопительный конденсатор к первичной обмотке WI катушки зажигания. Во
вторичной обмотке W2 катушки зажигания индуцируется высокое напряжение, которое через распределитель поступает к свечам зажигания. Затем описанные процессы повторяются. В момент t6 ток в обмотке (01 трансформатора достигает заданного значения 1р, в момент t7 накопительный конденсатор снова заряжается. В момент U контакты прерывателя размыкаются и в свече зажигания происходит искровой разряд.

Между моментами окончания заряда накопительного конденсатора (b, t?, рис. 5) и моментами, когда конденсатор подключается к катушке зажигания (t5, ts) проходит интервал времени XI В течение этого времени накопительный конденсатор разряжается через обратные сопротивления диода VD 1, тиристора и свое собственное сопротивление изоляции, и напряжение на нем к моменту искрообразования уменьшается на AU. На рис. 5 пунктирной линией показан идеальный случай, когда утечек нет.

Чем ниже частота искрообразования и, следовательно, больше период Ти интервал XI, тем больше разрядится накопительный конденсатор и тем ниже будет напряжение искрообразования. При значительном токе утечки может случиться, что вторичное напряжение при малых пусковых частотах вращения вала двигателя упадет настолько, что окажется недостаточным для пробоя искрового промежутка свечи зажигания.

Определим допустимый ток утечки во вторичной цепи системы с импульсным накоплением энергии, при котором система остается работоспособной при самых малых пусковых частотах вращения вала двигателя, для которых XI = Т.

Количество электричества, первоначально запасенное в накопительном конденсаторе С1, составляет: Ql-Cl-UI.
где С1- емкость накопительного конденсатора; U1 — первоначальное напряжение его заряда.

Суммарный ток утечки во вторичной цепи обозначим 1ут.
Тогда количество электричества, потерянное накопительным конденсатором за время XI * Т, будет равно: AQ — 1ут- T = I)nr/F, где F — частота искрообразования.

Количество электричества, оставшееся в накопительном конденсаторе к моменту искро-образования, определим выражением; Q2=Q1 -AQ=C1 — 111 -Iyr/F, а напряжение U1 на накопительном конденсаторе, соответствующее этому количеству электричества, определится как: U2=Q2/C1 = U1 -Iyr/(F C1), и, следовательно, уменьшение напряжения к моменту искрообразования будет равно: ди = 1ут/ (F • С1).

Окончательное выражение для определения допустимого суммарного тока утечки 1ут, мА, для четырехтактного четырехцилиндрового двигателя будет иметь вид:
1ут5п-С1 -U1 -у/3, где п — частота вращения вала двигателя, об/мин; у = 100 • AU/U1 — допустимое уменьшение напряжения искрообразования при частоте п, %; Ш — первоначальное напряжение заряда накопительного конденсатора, В; С1 — емкость накопительного конденсатора, мкФ.

Вкачестве примера, определим допустимое значение тока утечки для следующего практического случая, минимальная пусковая частота вращения вала двигателя п = 150 об/мин; емкость накопительного конденсатора CI = 1 мкФ; первоначальное напряжение на накопительном конденсаторе U1 = 350 В, а допустимое его уменьшение V = 15% (4U =52 В):
\ут£ 150 -10 • 350 — 1S/3 = 0,26мА.

Как было указано выше, ток утечки тиристора типа КУ202М (Н) согласно его техническим условиям может достигать 10 мА, и несмотря на это такой тиристор работоспособен в системе с непрерывным накоплением энергии. Для системы же с импульсным накоплением такой тиристор непригоден. Даже если ток утечки тиристора будет равен 1 мА, то напряжение искрообразования при пусковой частоте вращения вала двигателя п = 150 об/мин уменьшится на 57%, т. е. к первичной обмотке катушки зажигания будет подводиться не 350 В, а всего 150 В, и система будет неработоспособна.

В связи с этим тиристоры для систем с импульсным накоплением энергии необходимо специально отбирать по току утечки. На практике, правда, это не встречает затруднений, так как у подавляющего большинства тиристоров — ток утечки составляет 0,2 + 0,3 мА.

Как и в системе с непрерывным накоплением энергии, в данном случае необходимым условием нормальной работы системы является также полный заряд накопительного конденсатора к моменту новообразования при максимальной частоте вращения вала двигателя.

Из рис5 видно, что время заряда накопительного конденсатора складывается из двух фаз — времени Т2 нарастания тока в обмотке (01 трансформатора Т1 и времени Тз непосредственного заряда конденсатора после разрыва тока. Ввиду того, что нарастание тока в обмотке (01 начинается одновременно с размыканием контактов прерывателя, условие нормальной работы системы с импульсным накоплением для четырехтактного двигателя будет иметь вид: Т2 + ТЗ < 120/Z • Птах, где г — число цилиндров; птах — максимальная частота вращения вала двигателя.

Сравнение этого условия с аналогичным для СЗ с непрерывным накоплением показывает, что оно менее жесткое, и на практике его выполнение не встречает затруднений.

Процессы, происходящие в момент размыкания контактов прерывателя и переключения ключа в положение 2, в системе с импульсным накоплением энергии не отличаются от аналогичных процессор в системе с непрерывным накоплением.

Системы с импульсным накоплением энергии имеют наибольшую скорость нарастания высокого напряжения. Но длительность индуктивной составляющей искрового разряда в свечах уменьшена от единиц миллисекунд (в системах с накоплением энергии в индуктивности) до десятков или сотен микросекунд. Это ухудшает воспламенение и сгорание рабочей смеси на средних нагрузках и, следовательно, приводит к повышению расхода топлива и токсичности отработавших газов. Для устранения указанных недостатков надо корректировать автоматы опережения зажигания и увеличивать зазор в свечах до 1,2 + 1,5 мм, что приводит к дальнейшему возрастанию вторичного напряжения и напряженной работе изолирующих частей высоковольтной системы.

Интеллектуальный тиристорный регулятор для электрического наддува

Интеллектуальный тиристорный регулятор для электрического наддува | Eurotherm by Schneider Electric

Добро пожаловать на сайт US

Мы обнаружили, что вы можете предпочесть сайт RU. При необходимости используйте раскрывающийся список языков выше, чтобы изменить свой выбор.

Оставайтесь на этой территории

Опубликовано в Glass Worldwide, 2012

Существует много способов управления электрической мощностью системы повышения давления печи.До того, как стали доступны переменные трансформаторы большой мощности, использовались многоотводные трансформаторы (рис. 1). С помощью этих трансформаторов мощность можно было регулировать только в несколько фиксированных и заранее определенных шагов, и во многих из этих применений первичное высокое напряжение трансформаторов должно было быть отключено до того, как можно было переключить вторичные отводы. Это приводило к нежелательному износу коммутационного устройства высокого напряжения и, в конечном итоге, к нежелательному прерыванию повышения напряжения из-за необходимого технического обслуживания коммутационного устройства.

Отрицательные эффекты управления мощностью, вызванные колебаниями входящей мощности, трудно контролировать с помощью таких систем, и поэтому эти колебания входящей линии могут иметь прямое, относительно быстрое и неконтролируемое влияние на температуру стекла.

Чаще всего сегодня устанавливают регулируемые трансформаторы большой мощности (Рисунок 2). Основное преимущество этих трансформаторов заключается в том, что они способны непрерывно подавать регулируемую мощность на повышающие электроды. Эти трансформаторы способны контролировать колебания входящей линии электропередачи и легко адаптируются к (усовершенствованным) стратегиям управления печью. Основным недостатком является то, что скользящие тросы подвержены износу, особенно в тех случаях, когда они используются для управления постоянными колебаниями входящей линии или для контроля температуры стекла используется система повышения давления.

Ремонт механических частей таких трансформаторов дорог и требует много времени. Поскольку они обычно заполнены маслом, их также необходимо размещать в специально оборудованном помещении, которое в большинстве случаев находится слишком близко к печи. Следовательно, такая схема системы повышения должна иметь длинную и дорогостоящую проводку электродов или шины, приводящие к нежелательным резистивным и индуктивным потерям мощности. Мы также должны учитывать, что современные регулируемые трансформаторы часто имеют масляно-водяные теплообменники и должны рассматриваться как системы повышения давления с водяным охлаждением.

Одновременно стали доступны мощные кремниевые выпрямительные системы, и эти системы также нашли свое применение в системах управления наддува печи (рис. 3). Основными преимуществами управляемых систем SCR (Silicon Controlled Rectifier) являются, конечно, то, что они основаны на твердотельной технологии и не имеют признаков износа, что они постоянно контролируются и что они способны очень точно определять мощность, напряжение или ток. контроль. Тиристорная часть (элемент высокой мощности) этих контроллеров в основном осталась прежней, однако новейшая цифровая микроэлектроника взяла на себя часть, которая управляет этими тиристорами, обеспечивая новые способы управления, общее повышение эффективности системы и повышенную точность.

Конструкция повышения на основе бесступенчатого трансформатора под нагрузкой

В связи с тем, что бесступенчатые трансформаторы заполнены маслом, они должны располагаться вне здания в специально спроектированном и утвержденном здании (Рисунок 4). Таким образом, расстояние между трансформатором и печью относительно велико.

Бесступенчатый трансформатор преобразует входящее высокое линейное напряжение непосредственно в повышающий электрод с максимальным напряжением 200 В переменного тока (для стеклянных контейнеров).Чтобы подать на печь достаточную мощность, ток, протекающий между электродами и трансформаторами, относительно велик. Согласно закону Ома и при условии, что в одной зоне повышения подается в среднем 400 кВА, ток, протекающий через трансформатор, кабели / шину и электроды, составит 2000 А.

Потери в кабеле / сборной шине будут P = I2.R, таким образом, удвоение тока приведет к четырехкратному увеличению потерь в кабеле / сборной шине, и наоборот, таким образом, 1/2 тока равняется потерям мощности в кабеле / сборной шине.Еще один отрицательный побочный эффект заключается в том, что трудно достичь оптимального пути кабеля / сборной шины, поддерживать как можно более низкую индуктивность контура, потому что расположение трансформатора, а также положения электродов являются фиксированными. Либо конструкция кабеля / сборной шины становится очень сложной и дорогой, либо конструкция проста и дешева, и потенциальные потери энергии на протяжении всей кампании по печи считаются само собой разумеющимся.

Конструкция с двойным трансформатором и повышающим напряжением, управляемым тиристором

Из конструкции с одним бесступенчатым трансформатором мы узнали, что эффективность такой повышающей системы страдает от высоких токов при относительно низких напряжениях.Даже дорогая и улучшенная конструкция кабеля / сборной шины вызовет относительно высокие индуктивности, что приведет к нежелательному генерированию реактивной мощности. Эту реактивную мощность следует рассматривать как потерю мощности, поскольку она не вносит вклад в энергию, которую система способна добавить к расплаву стекла. Тем не менее, с нас будет взиматься плата как за реальную, так и за реактивную мощность. Реактивная мощность системы будет составлять более высокий заряд общей мощности и более высокий заряд пиковой нагрузки в системе. Поскольку система должна учитывать более высокое вторичное напряжение на трансформаторе с большой работой шины, соотношение витков (вторичное напряжение = первичное напряжение / соотношение витков) будет ниже, что приведет к необходимости увеличения первичного тока при более низком коэффициенте мощности в цепи. заявление.Конечно, входящее высокое линейное напряжение и максимальное напряжение электрода нельзя изменить, поэтому единственное решение, которое можно обойти эти два фиксированных значения, – это запустить систему управления повышением на максимально возможное напряжение и понизить это напряжение до желаемого напряжения на повышающем электроде. как можно ближе к электродам. Другими словами, избегайте протекания высоких токов через кабели / шины как можно дольше. (Рисунок 5)

Этого можно достичь только за счет использования конструкции с двумя трансформаторами и размещения второго трансформатора как можно ближе к повышающим электродам ( Рисунки 6 и 7).Контроллеры SCR Invensys / Eurotherm предназначены для управления 690 В переменного тока, поэтому рекомендуется использовать понижающий трансформатор с воздушным охлаждением для снижения входящего напряжения в сети до 500 В. Контроллер SCR подает свою мощность при высоком напряжении (500 В) на трансформатор с водяным охлаждением, расположенный как можно ближе к повышающим электродам, где напряжение преобразуется до желаемого напряжения на электродах 200 В. Таким образом, ток на большие расстояния уменьшается в 2,5 раза, а потери в кабеле – в 6 раз.25x.

Управление тиристором

Сжигание по углу фазы обычно снижает коэффициент мощности, одновременно увеличивая гармоники и электрические помехи.
При срабатывании по фазе коэффициент мощности быстро уменьшается с увеличением выходной мощности. При мощности 50% коэффициент мощности составляет всего 0,7. При мощности 25% тот же коэффициент мощности снижается еще больше до 0,5. Более того, срабатывание по углу фазы создает в сети всевозможные помехи, такие как гармоники, радиопомехи, потери в линии, потери энергии (реактивная мощность или кВАр) и перегрев трансформатора.Конечный пользователь в конечном итоге будет вынужден увеличить мощность своего оборудования, чтобы компенсировать эти помехи, например, путем установки активных или пассивных систем, таких как дорогостоящие конденсаторы.

Улучшенное управление тиристором

Чтобы преодолеть эти проблемы и воспользоваться преимуществами твердотельной системы повышения напряжения с двумя трансформаторами, мы ввели переключение ответвлений нагрузки. Это обеспечивает эффективный способ увеличения коэффициента мощности энергосистемы, управляемой тиристором.Автоматическая система LTC может использоваться как в режиме фазового угла, так и в режиме серийной стрельбы. Путем добавления нескольких ответвлений к трансформатору с выделенным SCR для каждого ответвления вместе с перекрывающимися порядками зажигания системы могут работать с повышенным коэффициентом мощности в гораздо большем диапазоне при использовании зажигания с фазовым углом. На рисунках 8 и 9 показаны одинаковые значения выходной мощности. Система переключения ответвлений нагрузки достигает коэффициента мощности 0,92 при 40% мощности, в то время как одиночная система SCR все еще работает 0.62. Гармонические искажения также уменьшаются с помощью LTC, что также способствует снижению реактивной мощности и, следовательно, повышению эффективности.

Преимущества многозонной системы повышения давления

В системе повышения напряжения с двойным трансформатором, управляемой тиристором, мы стараемся использовать как можно больше относительно небольших подсистем. Фактически, мы рекомендуем использовать отдельные подсистемы для каждой пары электродов, которые обычно способны подавать в печь 300-400 кВА * 3. Эти подсистемы могут быть полностью стандартизированы и всегда (и на каждом объекте) будут использовать одно и то же промежуточное напряжение, подаваемое высоковольтным понижающим трансформатором, который адаптирует всю систему повышения напряжения к входящему линейному напряжению.Адаптация напряжения в зоне повышения и настройка ответвлений LTC будет обеспечиваться несколькими ответвлениями первичной обмотки на повышающем трансформаторе. Такая стандартная компоновка системы снизит затраты на проектирование, запасные части и общую стоимость системы (Рисунок 10).

Что касается зон с несколькими усиливающими электродами, то управляемая мощность на каждой паре электродов делает всю систему повышения напряжения более гибкой и позволяет избежать горячих точек, особенно в так называемых зонах повышения барьера, в которых несколько электродов выстроены в линию для улучшения очистки за счет подачи энергии. стеклянные контуры потока (см. рисунки 11 и 12).

Горячие точки могут возникать, когда все электроды питаются от одной фазы, зоны и / или шины. Автоматически электроды, расположенные в самой горячей части зоны, будут иметь наименьшее сопротивление и, следовательно, будут вводить большую мощность по сравнению с электродами, которые работают в более холодной части зоны. Увеличение мощности приведет к увеличению температуры той части зоны, которая уже работает с более высокой температурой, и, следовательно, становится трудно контролировать всю систему повышения барьера.Несколько небольших энергосистем, управляющих только двумя электродами, легче контролировать, и они способны передавать большую часть мощности в наиболее холодную часть зоны.

Трансформаторы с водяным охлаждением

Трансформаторы с водяным охлаждением дают системе несколько преимуществ. Номинальная температура окружающей среды для трансформатора – это температура поступающей воды (обычно 30 ° C), позволяющая размещать трансформаторы ближе к печи, чем блок с воздушным охлаждением.Расход воды низкий (от 1 до 6 галлонов в минуту для однофазной установки) с небольшим перепадом давления, который обычно можно подключить последовательно с другими компонентами существующей системы водоснабжения. Обычно трансформатор с водяным охлаждением будет значительно меньше, чем трансформатор с воздушным охлаждением аналогичного номинала, что позволяет размещать его в местах, недоступных для устройств с воздушным охлаждением. Трансформаторы с водяным охлаждением полностью герметизированы эпоксидной смолой, что позволяет размещать их в местах с высоким содержанием пыли и предотвращает случайное попадание мусора на обмотки и выход из строя.Конструкция с водяным охлаждением не должна допускать воздушных зазоров в системе для охлаждения, что означает меньшее индуктивное реактивное сопротивление в трансформаторе.

Выводы

Множественные зоны, контролируемые SCR повышающие системы имеют много преимуществ:

Нет необходимости в трансформаторах с масляным охлаждением
Используется стандартный линейный понижающий трансформатор, который можно приобрести на месте.
Стандартизация контроллера мощности SCR независимо от входящего сетевого напряжения.
Стандартизация трансформаторов зоны повышения с воздушным или водяным охлаждением
Снижение затрат на кабели / сборные шины
Полностью твердотельная конструкция, отсутствие движущихся частей, отсутствие износа и минимальное техническое обслуживание.Система рассчитана на срок службы более одной печи
В маловероятном случае отказа будет потеряна только часть системы наддува и только часть общей мощности наддува
Из-за стандартизации запасные части могут быть поставлены на склад для обслуживания несколько площадок
Гибкая конструкция подходит практически для любой местной ситуации
Высокая эффективность за счет высокого напряжения и низких токов
Избегает горячих точек и улучшает управляемость
Повышенная эффективность за счет более низких токов в системе

Об авторах:

Рене Меулеман (René Meuleman) – технический менеджер по глобальному стекольному бизнесу Invensys Operations Management.

Стэнли Ф. Рутковски (Stanley F. Rutkowski) – старший инженер по применению в RoMan Manufacturing.

Файлы cookie и конфиденциальность

Наш веб-сайт использует файлы cookie, предоставленные нами и третьими сторонами. Некоторые файлы cookie необходимы для работы веб-сайта, в то время как другие могут быть изменены вами в любое время, в частности те, которые позволяют нам понять производительность нашего веб-сайта, предоставляют вам функции социальных сетей и улучшают работу с соответствующим контентом и Реклама.Вы можете принять их все или задать предпочтения.

Принять все

Отклонить все

Необходимые файлы cookie

Необходимые файлы cookie необходимы для правильной работы нашего веб-сайта и не могут быть отключены. Они отправляются на ваш компьютер или устройство, когда вы запрашиваете определенное действие или услугу, например при входе в систему, заполнении формы или настройке файлов cookie. Если вы настроите свой браузер на блокировку этих файлов cookie или предупреждение об этих файлах cookie, некоторые части нашего веб-сайта не будут работать.

Сохранить настройки

MITSUBISHI ELECTRIC Semiconductors & Devices: Информация о продукте

Сыграв центральную роль в модернизации силовой электроники в 1960-х годах, тиристоры большой емкости теперь работают с более высокими напряжениями и токами. В 1980-х годах он превратился из тиристора с обратной блокировкой без функции самовыключения в тиристор GTO (выключение затвора), который переключается из состояния ВКЛ в состояние ВЫКЛ, подавая отрицательный сигнал затвора даже в цепи постоянного тока.Кроме того, тиристор GCT (Gate Commutated Turn Off), который унаследовал базовую структуру тиристора GTO и значительно уменьшил импеданс затвора, обеспечил высокую скорость работы и высокую производительность отключения. Мы производим продукцию высокой мощности, такую как тиристоры GCT, тиристоры GTO и тиристоры сверхвысокого напряжения, которые имеют многолетний опыт работы в этой области.

Тиристоры GCT 6,000-6,500V / 400-6,000A
GTO: 2,500-4,500В / 1000A-4,000A
Тиристор сверхвысокого напряжения – 12000 В / 1500 А

В частности, тиристорный блок SGCT (отключение с симметричным затвором) представляет собой тиристор GCT с блокировкой обратного напряжения.Комбинируя оптимально спроектированные драйверы затвора, достигаются превосходные характеристики тиристора SGCT, что способствует сокращению периода проектирования системы.

Реализация типа блокировки высоковольтного обратного хода: Номинальное напряжение: прямое / 6500 В, обратное / 6500 В.
Унаследовал низкую характеристику высокого напряжения, присущую тиристорам.
Подходит для высоковольтных выключателей, инверторов источника тока.

Высоковольтный инвертор / Преобразователи частоты / SVG (Генератор статического переменного тока) / BTB (Переключатели постоянного / переменного тока / Тяговая силовая установка

Товар		Номинальный ток	Номинальное напряжение
Товар		Номинальный ток	2.5кВ	4,5 кВ	5,0 кВ	6.0 кВ	6.5 кВ	12кВ
GCT	Тиристорный блок SGCT	400A					●
		800A					●
		1500A					●
	GCT Тиристор	6000A				●
GTO Тиристор		1000A		●
		2000A	●	●
		3000A		●
		4000A		●
Тиристор		1500A						●

См. Технические характеристики тиристоров

Типы тиристоров

– Руководство по покупке ThomasNet

Тиристоры – это бистабильные переключатели, которые проводят ток, когда они находятся в переднем положении, что означает, что напряжение не было реверсировано.Они сделаны из четырех слоев материала P- и N-типа, что делает устройство полупроводниковым. Материал N-типа создается путем легирования элемента электронами для увеличения количества электронов, несущих отрицательный заряд. Материал P-типа также получают путем легирования, хотя образующиеся в результате электроны, несущие заряд, заряжаются положительно. Путем чередования слоев материала P- и N-типа создается полупроводниковое тиристорное устройство. Два терминала с разным зарядом, анод и катод, переносят заряд с одного конца тиристора на другой.Третий управляющий вывод, часто называемый затвором, подключается к материалу P в непосредственной близости от катода.

Тиристор может принимать следующие состояния:

реверсивный режим блокировки;
режим прямой блокировки;
и режим прямой проводки.

Режим обратной блокировки означает, что напряжение подается в заданном направлении, что заставляет диод блокировать ток. Режим прямой блокировки влечет за собой приложение напряжения в заданном направлении, которое заставит диод проводить ток, но тиристор еще не активирован, и проводимость не может возникнуть. Режим прямой проводимости возникает при подаче напряжения и срабатывании тиристора, таким образом проводя напряжение до тех пор, пока напряжение не упадет ниже точки, известной как «ток удержания».

Виды тиристоров

Инверторные тиристоры
Асимметричные тиристоры
Тиристоры с фазовым регулированием
Тиристор выключения затвора (GTO)
Тиристоры с управляемым светом

Условия покупки

Существует несколько типов тиристоров для различных применений, в том числе: инверторные, асимметричные и тиристоры с регулировкой фазы.Другие варианты включают запирающие тиристоры и световые тиристоры.

Инверторные тиристоры : Обладая коротким временем включения и выключения, инверторные тиристоры часто работают от источника постоянного тока и используются в высокоскоростных коммутационных устройствах. Напряжение обычно изменяется обратно пропорционально времени выключения.

Асимметричные тиристоры: Асимметричные тиристоры не блокируют значительную часть обратного тока.Обычно сокращенно ASCR, асимметричные тиристоры хорошо работают в приложениях, где обратное напряжение относительно низкое, от 20 до 30 В (В), и где прямое напряжение составляет от 400 до 2000 В.

Тиристоры с фазовым управлением: Тиристоры этого типа не имеют возможности быстрого переключения и вместо этого работают на сетевой частоте. В результате тиристоры с регулировкой фазы подходят для приложений промышленной частоты, таких как приводы постоянного тока, контактная сварка и некоторые приложения для передачи энергии.

Тиристор отключения затвора (GTO): Тиристор отключения затвора (GTO) хорошо подходит для приложений с напряжением более 2500 В или током более 400 А. Важно, чтобы все компоненты GTO активируются одновременно стробирующим импульсом; Точно так же не менее важно, чтобы все компоненты отключились одновременно, в противном случае тиристор может быть перегружен и впоследствии поврежден.

Световые тиристоры: Также называемые фототиристорами, световые тиристоры (LTT) специально разработаны для реакции на избыточные носители, которые производятся оптически.Если производится достаточное количество носителей, выполняются условия для срабатывания тиристора, и тиристор включается.

Типичные области применения

Тиристоры часто служат выпрямителями, преобразующими переменный ток в постоянный. Для этой цели обычно используются фазовые цепи (например, трех-, шести- и двенадцатифазные), и их можно найти в основе других приложений, таких как турбогенераторы. Еще одной важной областью применения тиристоров являются приложения для управления мощностью, в том числе цепи постоянного тока, цепи переменного тока и преобразователи частоты звена постоянного тока.Тиристоры также могут функционировать как циклоконвертеры, изменяя входную мощность на выходную мощность более низкой частоты.

Прочие «виды» изделий

Больше от Automation & Electronics

Реализуйте модель тиристора – Simulink

Модель тиристора