नियंत्रित रेक्टिफायर्स - डिव्हाइस, योजना, ऑपरेशनचे सिद्धांत

रेक्टिफाइड एसी सर्किट्समध्ये आउटपुट व्होल्टेजचे नियमन करण्यासाठी नियंत्रित रेक्टिफायर्स वापरले जातात. रेक्टिफायर नंतर आउटपुट व्होल्टेज नियंत्रित करण्याच्या इतर पद्धतींसह, जसे की LATR किंवा रियोस्टॅट, नियंत्रित रेक्टिफायर उच्च सर्किट विश्वासार्हतेसह अधिक कार्यक्षमता प्राप्त करण्यास अनुमती देते, जे LATR किंवा रियोस्टॅट नियमन वापरून नियमनासाठी सांगितले जाऊ शकत नाही.

नियंत्रित वाल्व्ह वापरणे अधिक प्रगतीशील आणि खूपच कमी त्रासदायक आहे. नियंत्रित वाल्वच्या भूमिकेसाठी थायरिस्टर्स सर्वोत्तम अनुकूल आहेत.

सुरुवातीच्या अवस्थेत, थायरिस्टर लॉक केलेले असते आणि त्याच्या दोन संभाव्य स्थिर अवस्था असतात: बंद आणि उघडे (कंडक्टिंग).जर स्रोत व्होल्टेज थायरिस्टरच्या खालच्या ऑपरेटिंग पॉईंटपेक्षा जास्त असेल, तर जेव्हा कंट्रोल इलेक्ट्रोडवर वर्तमान नाडी लागू केली जाते, तेव्हा थायरिस्टर एक संवाहक स्थितीत जाईल आणि त्यानंतरच्या नियंत्रण इलेक्ट्रोडवर लागू केलेल्या डाळींचा एनोड करंटवर परिणाम होणार नाही. कोणत्याही प्रकारे, म्हणजे, कंट्रोल सर्किट केवळ थायरिस्टर उघडण्यासाठी जबाबदार आहे, परंतु ते बंद करण्यासाठी नाही. असा युक्तिवाद केला जाऊ शकतो की थायरिस्टर्समध्ये शक्तीमध्ये लक्षणीय वाढ होते.

थायरिस्टर बंद करण्यासाठी, त्याचा एनोड करंट कमी करणे आवश्यक आहे जेणेकरून ते होल्डिंग करंटपेक्षा कमी होईल, जे पुरवठा व्होल्टेज कमी करून किंवा लोड प्रतिरोध वाढवून प्राप्त केले जाते.

खुल्या अवस्थेतील थायरिस्टर्स अनेक शंभर अँपिअरपर्यंत प्रवाह चालविण्यास सक्षम असतात, परंतु त्याच वेळी, थायरिस्टर्स बर्‍यापैकी जड असतात. थायरिस्टरची टर्न-ऑन वेळ 100 एनएस ते 10 μs पर्यंत आहे आणि टर्न-ऑफ वेळ दहापट जास्त आहे - 1 μs ते 100 μs पर्यंत.

थायरिस्टर विश्वसनीयपणे कार्य करण्यासाठी, घटक मॉडेलवर अवलंबून, एनोड व्होल्टेजच्या वाढीचा दर 10 - 500 V / μs पेक्षा जास्त नसावा, अन्यथा pn जंक्शनद्वारे कॅपेसिटिव्ह करंटच्या क्रियेमुळे चुकीचे स्विचिंग होऊ शकते. .

खोटे स्विचिंग टाळण्यासाठी, थायरिस्टरचे कंट्रोल इलेक्ट्रोड नेहमी रेझिस्टरसह बंद केले जाते, ज्याचा प्रतिकार सामान्यतः 51 ते 1500 ओमच्या श्रेणीमध्ये असतो.

थायरिस्टर्स व्यतिरिक्त, रेक्टिफायर्समध्ये आउटपुट व्होल्टेजचे नियमन करण्यासाठी इतरांचा वापर केला जातो. सेमीकंडक्टर उपकरणे: ट्रायक्स, डायनिस्टर आणि लॉक-इन थायरिस्टर्स. डायनिस्टर्स एनोडवर लागू केलेल्या व्होल्टेजद्वारे चालू केले जातात आणि त्यांच्याकडे डायोडसारखे दोन इलेक्ट्रोड असतात.

एनोडच्या सापेक्ष, किमान कॅथोडच्या सापेक्ष नियंत्रण डाळींचा समावेश करण्याच्या क्षमतेद्वारे ट्रायक ओळखले जातात, परंतु ही सर्व उपकरणे, थायरिस्टर्ससारखी, एनोड करंट होल्डिंग करंटच्या खाली असलेल्या मूल्यापर्यंत कमी करून बंद केली जातात. लॉक करण्यायोग्य थायरिस्टर्ससाठी, कंट्रोल इलेक्ट्रोडवर रिव्हर्स पोलॅरिटीचा करंट लागू करून ते लॉक केले जाऊ शकतात, परंतु टर्न-ऑफ झाल्यावर होणारा फायदा टर्न-ऑनच्या तुलनेत दहापट कमी असतो.

थायरिस्टर्स, ट्रायक, डायनिस्टर्स, कंट्रोलेबल थायरिस्टर्स — ही सर्व उपकरणे वीज पुरवठा आणि ऑटोमेशन सर्किट्समध्ये व्होल्टेज आणि पॉवरचे नियमन आणि स्थिरीकरण करण्यासाठी तसेच संरक्षणाच्या उद्देशाने वापरली जातात.

नियमानुसार, नियंत्रित रेक्टिफिकेशन सर्किट्समध्ये डायोडऐवजी थायरिस्टर्सचा वापर केला जातो. सिंगल-फेज ब्रिजमध्ये, डायोडचा स्विचिंग पॉइंट आणि थायरिस्टरचा स्विचिंग पॉइंट भिन्न आहेत, त्यांच्यामध्ये एक फेज फरक आहे, जो कोनाचा विचार करून परावर्तित केला जाऊ शकतो.

लोड व्होल्टेजचा DC घटक या कोनाशी अरेखीयपणे संबंधित आहे कारण पुरवठा व्होल्टेज मूळतः साइनसॉइडल आहे. नियमन केलेल्या रेक्टिफायरनंतर जोडलेल्या लोड व्होल्टेजचा डीसी घटक सूत्राद्वारे शोधला जाऊ शकतो:

थायरिस्टर-नियंत्रित रेक्टिफायरचे नियंत्रण वैशिष्ट्य ब्रिजच्या टप्प्यापासून (स्विचिंगच्या कोनात) लोडवरील आउटपुट व्होल्टेजचे अवलंबित्व दर्शवते:

प्रेरक भारासह, थायरिस्टर्सद्वारे प्रवाहाचा आयताकृती आकार असेल आणि शून्यापेक्षा जास्त कोनात, लोडच्या इंडक्टन्समधून स्वयं-प्रेरित ईएमएफच्या क्रियेमुळे विद्युत प्रवाह काढला जाईल.

या प्रकरणात, ग्रिड करंटचे मूलभूत हार्मोनिक एका विशिष्ट कोनाद्वारे व्होल्टेजच्या सापेक्ष हलविले जाईल. क्लॅम्पिंग काढण्यासाठी, एक शून्य डायोड वापरला जातो, ज्याद्वारे प्रवाह बंद केला जाऊ शकतो आणि पुलाच्या अर्ध्यापेक्षा कमी कोनाचा ऑफसेट देऊ शकतो.

सेमीकंडक्टर्सची संख्या कमी करण्यासाठी, ते असममित कंट्रोलेबल रेक्टिफायर सर्किटचा अवलंब करतात, जेथे डायोडची जोडी तटस्थ डायोडची जागा घेते आणि परिणाम समान असतो.

अॅम्प्लीफायर सर्किट्स थायरिस्टर्सचा वापर करण्यास देखील परवानगी देतात. अशा योजना आपल्याला अधिक कार्यक्षमता प्राप्त करण्यास अनुमती देतात. किमान व्होल्टेज डायोडद्वारे दिले जाते आणि वाढलेले व्होल्टेज थायरिस्टर्सद्वारे पुरवले जाते. सर्वात जास्त वापराच्या बाबतीत, डायोड नेहमीच बंद असतात आणि थायरिस्टरचा स्विचिंग कोन नेहमीच 0 असतो. सर्किटचा तोटा म्हणजे अतिरिक्त ट्रान्सफॉर्मर विंडिंगची आवश्यकता असते.