Тиристорные электроприводы постоянного тока

Статические вольт-амперные характеристики

Структура тиристора с используемыми в дальнейшем обозначениями пред­ставлена на рис. А.1. Она является четырехслойной и имеет три перехода: Jir h и Jz■ Тиристор имеет три вывода, называемых анодом А, катодом К » управляющим электродом УЭ. Аиод и катод подключаются к силовой цепи. По управляющему же электроду проходит небольшой ток управления по на­правлению к катоду.

Вольт-амперные характеристики анод—катод тиристора, представляющие собой зависимость тока /а от прямого падения напряжения Ua, показаны иа - рис. А.2 [1, 2]. Ниже описана работа прибора на трех участках этих характе­ристик.

Обратная ветвь вольт-ампериой характеристики. В третьем квадранте координатной плоскости U&, /а характеристики тиристора аналогичны харак-

Теристикам диода. При отрицательном потенциале анода относительно катода к переходам /1 и /з приложено обратное напряжение, а к переходу — пря­мое, поэтому через тиристор течет небольшой (несколько миллиампер) обрат­ный ток. Когда обратное напряжение достигает определенного для данного тиристора значения, называемого напряжением пробоя, происходит лавинное нарастание тока переходов /1 и /а. Если при этом не ограничить ток, происхо­дит пробой переходов и разрушение прибора. При обратных напряжениях, не превышающих напряжения пробоя, тиристор ведет себя подобно резистору с ■большие сопротивлением.

Зона прямой низкой проводимости. В этой зоне потенциал анода положи­телен по отношению к катоду, поэтому к переходам h и /3 приложено прямое напряжение, а к h — обратное. В результате анодный ток весьма мал.

Зона высокой проводимости. При достижении напряжением анод—катод определенного значения, называемого напряжением переключения, происходит лавинный пробой перехода /2 и тиристор переводится в состояние высокой проводимости. При этом напряжение Us падает от нескольких сотен вольт до 1—>2 В в зависимости от типа тиристора. В зоне высокой проводимости анод­ный ток зависит практически лишь только от внешней нагрузки, поэтому в этой зоне тиристор может рассматриваться как замкнутый ключ.

При пропускании тока через управляющий электрод напряжение, при котором происходит переключение прибора, уменьшается. Оно зависит от тока управляющего электрода и при достаточно большом токе практически равно нулю. Для использования в схемах тиристоры выбираются таким обра­зом, чтобы прямое и обратное напряжения, прикладываемые к тиристору, ие превышали паспортных значений его напряжений переключения и пробоя соот­ветственно. В требуемый момент времени при прямом падении напряжения на тиристоре управляющий импульс переключает прибор, переводя его в зону

Рис. А. З. Диаграммы включения тиристора при активной нагрузке

Высокой проводимости. Ток управляю­щего электрода должен быть выше ми­нимального значения, необходимого для открытия тиристора и, как правило, составляет 20—200 мА.

Когда прямой анодный ток превы­сит определенное значение, называемое током переключения, в сохранении уп­равляющего сигнала для поддержания тиристора в открытом состоянии уже нет необходимости, и он может быть снят. Теперь тиристор может быть переведен в зону низкой проводимости лишь при

Уменьшении тока ниже определенного значения, называемого током удержания, который на практике обычно принимается равным нулю.