- Natuurlijke commutatie
- Gedwongen omzetting
- 1. Klasse A: zelf- of belastingcommutatie
- 2. Klasse B:
- 3. Klasse C:
- 4. Klasse D:
- 5. Klasse E:
Om een thyristor in te schakelen, zijn er verschillende triggermethoden waarbij een triggerpuls wordt toegepast op de Gate-terminal. Ook zijn er verschillende technieken om uit te schakelen een Thyristor, deze technieken worden genoemd Thyristor Overdracht Techniques. Dit kan worden gedaan door de thyristor vanuit de voorwaartse geleidingstoestand terug in de voorwaartse blokkeringstoestand te brengen. Om de thyristor in voorwaartse blokkeringstoestand te brengen, wordt de voorwaartse stroom verlaagd tot onder het houdstroomniveau. Voor vermogensconditionering en vermogensregeling moet een geleidende thyristor correct worden gecommuteerd.
In deze tutorial zullen we de verschillende Thyristor Commutation Technique uitleggen. We hebben al uitgelegd over Thyristor en zijn triggermethoden in ons vorige artikel.
Er zijn hoofdzakelijk twee technieken voor thyristorcommutatie: natuurlijk en gedwongen. De geforceerde commutatietechniek is verder onderverdeeld in vijf categorieën, namelijk klasse A, B, C, D en E.
Hieronder is de classificatie:
- Natuurlijke commutatie
- Gedwongen omzetting
- Klasse A: zelf- of belastingcommutatie
- Klasse B: Resonant-pulscommutatie
- Klasse C: complementaire commutatie
- Klasse D: Impulscommutatie
- Klasse E: externe pulscommutatie
Natuurlijke commutatie
Natuurlijke commutatie vindt alleen plaats in wisselstroomcircuits en wordt zo genoemd omdat er geen extern circuit voor nodig is. Wanneer een positieve cyclus nul bereikt en de anodestroom nul is, wordt onmiddellijk een omgekeerde spanning (negatieve cyclus) over de thyristor aangelegd, waardoor de thyristor UIT gaat.
Een natuurlijke commutatie vindt plaats in AC-spanningsregelaars, cycloconverters en fasegestuurde gelijkrichters.
Gedwongen omzetting
Zoals we weten is er geen natuurlijke nulstroom in gelijkstroomcircuits zoals bij natuurlijke commutatie. Geforceerde commutatie wordt dus gebruikt in DC-circuits en wordt ook wel DC-commutatie genoemd. Het vereist commuterende elementen zoals inductantie en capaciteit om de anodestroom van de thyristor krachtig te verminderen tot onder de houdstroomwaarde, daarom wordt het gedwongen commutatie genoemd. Voornamelijk geforceerde commutatie wordt gebruikt in chopper- en omvormercircuits. Geforceerde commutatie is onderverdeeld in zes categorieën, die hieronder worden toegelicht:
1. Klasse A: zelf- of belastingcommutatie
Klasse A wordt ook wel "Self-Commutation" genoemd en het is een van de meest gebruikte technieken van alle Thyristor-commutatietechnieken. In het onderstaande circuit vormen de inductor, condensator en weerstand een tweede orde onder vochtig circuit.
Wanneer we beginnen met het leveren van de ingangsspanning aan het circuit, zal de thyristor niet AAN gaan, omdat er een poortpuls nodig is om AAN te schakelen. Wanneer de thyristor nu AAN of voorwaarts voorgespannen wordt, zal de stroom door de inductor stromen en de condensator opladen tot zijn piekwaarde of gelijk aan de ingangsspanning. Nu de condensator volledig wordt opgeladen, wordt de polariteit van de inductor omgekeerd en begint de inductor de stroomstroom tegen te gaan. Hierdoor begint de uitgangsstroom af te nemen en tot nul te reiken. Op dit moment is de stroom onder de houdstroom van de Thyristor, dus de Thyristor gaat UIT.
2. Klasse B:
Klasse B-commutatie wordt ook wel Resonant-Pulse Commutation genoemd. Er is slechts een kleine verandering tussen klasse B- en klasse A-circuit. In klasse B is het LC-resonantiecircuit parallel geschakeld, terwijl het in klasse A in serie is geschakeld.
Nu, terwijl we de ingangsspanning toepassen, begint de condensator op te laden tot aan de ingangsspanning (Vs) en blijft de thyristor omgekeerd voorgespannen totdat de poortpuls wordt toegepast. Wanneer we de poortpuls toepassen, gaat de thyristor AAN en nu begint de stroom van beide kanten te stromen. Maar dan vloeit de constante belastingsstroom door de weerstand en inductie die in serie zijn verbonden vanwege de grote reactantie.
Vervolgens vloeit er een sinusvormige stroom door de LC-resonantiekring om de condensator op te laden met de omgekeerde polariteit. Derhalve lijkt een sperspanning over de thyristor, die de stroom Ic (commuteren stroom) veroorzaakt tegen de stroming van de anodestroom I A. Daarom, als gevolg van deze tegengestelde commuterende stroom, wordt de Thyristor uitgeschakeld wanneer de anodestroom minder wordt dan de houdstroom.
3. Klasse C:
Klasse C-commutatie wordt ook wel complementaire commutatie genoemd. Zoals je in het onderstaande circuit kunt zien, zijn er twee Thyristor parallel, de ene is hoofd en de andere is hulp.
Aanvankelijk zijn zowel de thyristor in de UIT-toestand als de spanning over de condensator ook nul. Nu de poortpuls wordt toegepast op de hoofdthyristor, zal de stroom beginnen te stromen vanaf twee paden, een is van R1-T1 en de tweede is R2-C-T1. Daarom begint de condensator ook op te laden tot de piekwaarde die gelijk is aan de ingangsspanning met de polariteit van plaat B positief en plaat A negatief.
Nu, terwijl de poortpuls wordt toegepast op de Thyristor T2, wordt deze AAN geschakeld en verschijnt er een negatieve polariteit van de stroom over de Thyristor T1, waardoor T1 UIT wordt geschakeld. En de condensator begint op te laden met de omgekeerde polariteit. We kunnen simpelweg zeggen dat wanneer T1 wordt ingeschakeld, het T2 wordt UITGESCHAKELD en wanneer T2 wordt ingeschakeld, wordt T1 uitgeschakeld.
4. Klasse D:
Klasse D-commutatie wordt ook wel Impulscommutatie of Spanningscommutatie genoemd. Als Klasse C, Klasse D commutatiecircuit bestaat ook uit twee Thyristor T1 en T2 en ze worden respectievelijk genoemd als hoofd- en hulpcircuit. Hier vormen diode, inductor en hulpthyristor het commutatiescircuit.
Aanvankelijk zijn zowel de thyristor in de UIT-toestand als de spanning over condensator C ook nul. Nu we de ingangsspanning toepassen en de Thyristor T1 activeren, begint de belastingsstroom er doorheen te stromen. En de condensator begint op te laden met de polariteit van plaat A negatief en plaat B positief.
Nu we de hulp-thyristor T2 activeren, wordt de hoofd-thyristor T1 UITgeschakeld en begint de condensator met de tegenovergestelde polariteit op te laden. Wanneer het volledig wordt opgeladen, zorgt dit ervoor dat de hulp-thyristor T2 wordt uitgeschakeld, omdat een condensator de stroom er niet doorheen laat stromen wanneer deze volledig is opgeladen.
Daarom zal de uitgangsstroom ook nul zijn, omdat in dit stadium omdat beide thyristors in de UIT-toestand zijn.
5. Klasse E:
Klasse E-commutatie wordt ook wel externe pulscommutatie genoemd. Nu kunt u in het schakelschema zien dat de thyristor al in voorwaartse richting staat. Dus als we de thyristor activeren, verschijnt de stroom bij de belasting.
De condensator in het circuit wordt gebruikt voor de dv / dt-bescherming van de Thyristor en de pulstransformator wordt gebruikt om de Thyristor UIT te schakelen.
Als we nu een puls geven door de pulstransformator, zal er een tegengestelde stroom in de richting van de kathode stromen. Deze tegenstroom verzet zich tegen de stroom van de anodestroom en als I A - I P <I H Thyristor zal UIT gaan.
Waar I A anodestroom is, I P is pulsstroom en I H houdt stroom vast.