Tiristor - Boshqarish sistemalarining elementlari va qurilmalari

Tiristor
Tiristorning tashqi ko’rinishi 4.26-rasm, a da ko’rsatilgan. U anod 1,
boshkaruvchi elektrod 2, katod 3 dan iboratdir. Tiristor kuchli elektr zanjiridagi
tokni kontaktsiz boshqarish (uzib-ulash) uchun xizmat qiladigan asbob bo’lib,
r—p—r—p tipli kremniy yarim o’tkazgichlardan tuzilgan. Unda uchta Ў
1
, Ў
2
va
Ў
3
o’tish šatlamlari mavjud (4.26-rasm, b).
Tiristorning anodi R nagruzka karshiligi orkali manbaning musbat qutbiga,
katodi esa manfiy qutbiga ulanadi. SHunda o’tish qatlamlari Ў
1
va Ў
3
tiristorning anod kuchlanishi U
a
ning yo’nalishiga mos ravishda kutblanib (r—p)
o’rtadagi katlam Ў
2
U
a
ga nisbatan qarama-karshi qutblarga (p—r) ega bo’ladi
(1-rasm, b).
130
4.26-rasm. Tiristor. a — tiristorning tashqi ko’rinishi; b —
tuzilishi; v — volt-amper xarakteristikalari; g— faza-impulsli boshqarish
grafiklari; 1 — anod kuchlanishi; 2 — boщqaruvchi impulslar; 3 — nagruzka
kuchlanishi; d — ulanish sxemasi.
Qatlam Ў
2
ning qarshiligi juda katta (100 kOm) bo’lishi sababli tiristordan
anod toki I
a
o’tmaydi, tiristor yopiq bo’ladi.
Tiristorni ochish uchun manba kuchlanishini yoki anod kuchlanishini
orttirib Ў
2
qatlam qarshiligini engish kerak. Bunday kuchlanish tiristorning
ochilish kuchlanishi U
och
yoki kritik kuchlanish deb ataladi, miqdor jihatidan
ochilish kuchlanishi 1000 voltdan xam yukori bo’ladi.
Tiristor ochilishi bilan uning ichki qarshiligi keskin kamayadi. Anod
kuchlanishi U
a
tiristorning voltamper xarakteristikasidagi nukta I dan nukta 5 ga
sakrab o’tadi, anod toki I
a
keskin oshadi. Bu tok kattaligi endi Ў
2
o’tish
qatlamining ichki qarshiligi bilan emas, balki tashqi qarshilik R bo’yicha
131
aniqlanadi I
a
=
R
U
, chunki o’tish qatlami Ў
2
dagi kuchlanish tushuvi kichik
— 0,5 - 1 V bo’ladi. Qarshilik R ni kamaytirish (anod toki yoki zanjirning
yuklanishini oshirish) yo’li bilan anod tokini 400 A dan xam oshirish mumkin
(1- rasm, v).
Tiristorning o’tkazgichga aylanishini (Ў
2
katlamdagi elektronlar va
teshiklarning xarakat tezligi ortib ketishi) qatlam Ў
2
ning teshilish xodisasi
asosida tushuntirish mumkin.
Tashqi zanjir qarshiligi ortsa, tiristorning anod toki kamayadi.
Volt-amper xarakteristikaning nuqtasi 5 ga kelganda anod kuchlanishi
sakrab xarakteristikaning kiritik nuktasi 1 ga o’tadi. Bu xodisa o’tish qatlami Ў
2
ning karshiligi tiklanganini ko’rsatadi. Endi anod tokini yana xam kamaytirish
uchun tiristorga qo’yilgan manba kuchlanishini kamaytirish kerak. U
a
= 0
bo’lganda, I
a
= 0 bo’lishini xarakteristikadan ko’rish mumkin. Bunday rejimda
o’tish katlami Ў
2
ni U
a
ga nisbatan qarshiligi yana tiklanadi. Tiklanish vaqti
10—30 mkc dan oshmaydi.
Anod kuchlanishi manfiy — U
a
yo’nalishda oshirilsa, bunga qatlam Ў
2
qarshilik ko’rsatmaydi, chunki qatlam qutblanishi (r
2
—p
1
) tashqi anod
kuchlanishining yo’nalishiga moc bo’ladi. Bunday xolatda U
a
kuchlanishiga
o’tish qatlamlari ў
1
va ў
3
qarshilik ko’rsatadi, ularning qutblanishlari (p
1
—r
1
) va
(p
2
—r
2
) anod kuchlanishi U
a
ga teskari yo’nalgan bo’ladi. Anod kuchlanishi
U
a
=1000 voltga etganda tiristor teskari tomonga ochiladi, anod toki I
a
keskin
oshib ketadi. Tiristorda teshilish sodir bo’ladi va u
ishdan chiqadi. Endi anod kuchlanishi U
a
= 0 bo’lganda tiristor o’tish
qatlamlarining qarshiligi qayta tiklanmaydi.
Kuchli elektr zanjiridagi tokni tiristorning anod kuchlanishini o’zgartirish
yo’li bilan boshqarish katta texnik qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi. SHu
sababli amalda elektr zanjiridagi tokni boshqarish uchun tiristorning ў
2
o’tish
qatlamiga alohida manba U
b
dan boshkaruvchi musbat kuchlanish (tok I
b
)
beriladi.
132
Boshqaruvchi tok I
b
odatda r
2
—p
1
o’tishga ta’sir qiladi (1- rasm, b).
Boshqaruvchi tok 1b bilan r
2
—p
g
o’tishga berilgan zaryadlar Ў
2
qatlamdagi
atomlar ionizatsiyasini oshiradi. Natijada qatlamЎ
2
da qo’shimcha zaryadlar
(ionlar) vujudga keladi. Bu zaryadli ionlar anod kuchlanishi U
a
ga moc
yo’nalishda kutblangan bo’lganligi sababli (1- rasm, b) tiristorning ochilish
kuchlanishini kamaytiradi.
Boshqarish toki I
b
ning o’zgarishi — oshishi (1b = 0 — 30 mA
tiristorning ochilish kuchlanishini volt-amper xarakteridagi 1, 2, Z, 4 nuqtalarga
muvofiq kamaytiradi.
Tiristor faqat ikki holatda — ochiq yoki yopiq xolatlarda 6o’lishi
mumkin. Ochiq holatda tiristor tokni o’tkazadi, yopiq xolatda esa tokni
o’tkazmaydi.
Tiristor o’zgaruvchan tok zanjiriga ulanganda o’zidan faqat musbat yarim
to’lqinni to’la o’tkazadi. Buning uchun boshqaruvchi musbat tok impulsining
chastotasi anod kuchlanishi chastotasi bilan teng, anod yarim to’lqini bilan bir
vaqtda tiristorning p
1
—r
2
o’tishiga ta’sir qilishi va uni ochishi kerak bo’ladi.
Agar boshqaruvchi impuls chastotasi anod kuchlanishi chastotasiga teng, lekin
uni ta’sir qilish fazasi anod musbat yarim to’lqiniga nisbatan
burchakka
kechikadigan bo’lsa, tiristor o’zidan anod yarim to’lqinini to’la o’tkazmaydi,
balki bir qismini, tiristor ochilgandan keyingi kismini o’tkazadi (1-rasm, g, 3-
grafik). SHunda zanjirdagi kuchlanish oldingi
= 0 bo’lgandagi to’la to’lqin
miqdoriga nisbatan kam bo’ladi. Tiristorni bunday boshqarish usuli faza-
impulsli boshqarish deb ataladi. 1- rasm, g da tiristorni faza-impulsli boshqarish
prinsipini ko’rsatuvchi grafiklar ko’rsatilgan. Undagi burchak
rostlash
burchagi deb ataladi. Bu burchak kanchalik katta bo’lsa, tiristor shunchalik
kichik vaqt oralig’ida ochiq bo’ladi. SHunga muvofiq elektr zanjiridagi tok
ham kichik bo’ladi.
Xozirgi vaqtda tiristorlar boshqariluvchi to’g’rilagich, kontaktsiz
kommutatsion apparat, chastota o’zgartkich va invertorlarning asosiy
elementlari
sifatida
texnologik
protsesslarni
avtomatlashtirishda
keng
133
qo’llanmoqda, xususan texnologik mashinalarning elektr yuritmalarini
(o’zgarmas va o’zgaruvchan tok dvigatellari) tezligini rostlash uchun asosiy
texnik vosita bo’lib qolmoqda.
|