Переривники постійного струму: принцип дії, види

В рамках цього пункту розглядаються пристрої, призначені для включення або виключення навантаження в ланцюзі постійного струму. З їх допомогою можна також регулювати середнє (або діюче) значення напруги, змінюючи співвідношення між тривалістю імпульсів напруги на навантаженні і тривалістю пауз (т. Е. Здійснювати імпульсне регулювання).

Перетворювачі постійної напруги одного рівня у постійну напругу іншого рівня, що забезпечують регулювання постійної напруги на навантаженні, розглядаються в іншому підрозділі.

Раніше основою потужних переривників постійного струму служили незапіраемие тиристори. Такі переривники відрізнялися складністю схем. В даний час для комутацій в ланцюгах постійного струму широко використовують польові транзистори, IGBT, замикаються тиристори (Gate tuогТ thyristor – GTO), тиристори з польовим управлінням (MOScontrol thyristor – МСТ, для включення і виключення яких використовуються вбудовані польові транзистори), а також, в деяких випадках, біполярні транзистори.

Сучасні силові напівпровідникові прилади здатні комутувати струм в тисячі ампер і витримувати напругу в тисячі вольт.

По суті переривники постійного струму є електронні ключі (наприклад, транзисторні), доповнені системами управління і елементами, що забезпечують захист силових приладів.

Переривник на основі IGBT.

Звернемося до вітчизняного переривач (твердотельному реле) постійного струму з малим часом спрацьовування 5П59.10Ч3116012 (напруга ізоляції 4000 В, напруга, що комутується 0 … 1200 В, комутований струм 160 А, залишкову напругу у включеному стані 3 В, час включення не більше 5 мкс, частота комутації навантаження до 10 Гц).

Для харчування вхідного ланцюга розглянутого твердотільного реле необхідно використовувати джерело з напругою Unum гальванически пов’язаний із вхідними ланцюгом (харчування по входу).

Для захисту від перенапруг, що виникають при відключенні навантаження, що має індуктивність, використовується зовнішній діод D. При виключенні IGBT струм навантаження замикається через діод (в решту часу діод знаходиться під зворотною напругою і не впливає на роботу схеми).

Розглянемо рекомендовану схему включення (рис. 4.19) вітчизняного переривника (твердотільного реле) постійного струму (напруга ізоляції 4000 В, напруга, що комутується 0 … 600 В, комутований струм 120 А, залишкову напругу у включеному стані 2,5 В) .Реле має вбудований діод Dlt який забезпечує, спільно із зовнішнім діодом Х) 3, захист IGBT від перенапруг.

Особливістю даного реле є також використання джерела живлення з напругою Unumi гальванически пов’язаного з силовим ланцюгом (харчування по виходу).

Двуполярность переривник постійного струму па польових транзисторах.

Двополярного переривники забезпечують протікання позитивного струму в двох напрямках. Вони також здатні комутувати змінний струм.

Звернемося до рекомендованої схемою включення (рис. 4.20) вітчизняного двополярного переривника (біполярного твердотільного реле) 5П19.10П1 124 (напруга ізоляції 4000 В, напруга, що комутується -400 … + 400 В, комутований струм 12 А, опір у включеному стані 0,5 Ом ).

При аналізі схеми потрібно враховувати, що структура кожного з польових транзисторів Г, і Т2 містить шунтирующий діод, як показано пунктиром (структури силових польових транзисторів розглянуті вище). Пунктир використаний тому, що в подібних схемах діоди часто не показують (але їх наявність на увазі).

Ссылка на основную публикацию