Выбор параметров управляющих импульсов.

Включение тиристоров может производиться прямым постоянным или импульсным током.

Пру включении постоянным током к управляющему электроду иристора прикладывается постоянное прямое напряжение во время положительных полуволн анодного напряжения. При отрицательных полуволнах ток управления должен отсутствовать либо не должен превышать определенного значения, согласованного с заводом-изготовителем. В противном случае сильно увеличивается ток тиристора, который концентрируется на отдельных участках перехода, приводя к локальному перегреву и разрушению полупроводниковой структуры.

Для получения требуемого момента включения тиристора при отпирании постоянным током изменяют постоянное напряжение управления так, чтобы ток управления обеспечивал накопление требуемого заряда к нужному моменту. Так как отпирающий ток тиристоров отличается от экземпляра к экземпляру, то при отпирании постоянным током трудно добиться включения тиристоров в небольшом диапазоне изменения угла отпирания.

Рис. 4.36. К определению формы управляющих импульсов : а — зависимость анодного напряжения на тиристоре от времени и угла отпирания а: Т — период подачи управляющих импульсов; б-г — зависимость тока импульсов управления от времени

Кроме того, при управлении постоянным током имеют место значительные потери мощности в цепи управляющего электрода. Поэтому включение постоянным током применяется редко и только для тиристоров малой мощности.

В большинстве случаев включение тиристоров осуществляется импульсами тока с крутым фронтом и достаточной амплитудой, при этом обеспечивается точное задание угла отпирания тиристоров (рис. 4.36), возможность регулирования угла в широком диапазоне, возможность работы тиристоров в групповом соединении (последовательно и параллельно), а также стойкость тиристоров к большим скоростям нарастания анодного тока.

Требования к крутизне фронта импульсов связаны также с необходимостью обеспечения определенной симметрии тока в многофазной нагрузке, поскольку разброс моментов включения тиристоров вызывает асимметрию тока.

При параллельном соединении тиристоров требуется одновременное их отпирание во избежание перегрузки отдельных СПП по току, при последовательном соединении тиристоров — во избежание перегрузки отдельных СПП по напряжению и при последовательно-параллельном соединении — во избежание перегрузки отдельных СПП как по току, так и по напряжению.

Время включения отдельных тиристоров даже при одних и тех же параметрах импульсов управления может быть разным, и поэтому для одновременного включения тйристоров необходимо принять специальные меры. Время - включения тиристора состоит из времени задержки и времени нарастания (см. рис. 4.28). Время нарастания зависит главным образом от параметров нагрузки и поэтому практически одинаково при одних и тех же условиях работы тиристоров. Время задержки в значительной степени зависит от амплитуды и скорости нарастания тока импульса управления. Поэтому параметры импульса управления нужно выбирать так, чтобы получить минимальное время задержки. У современных тиристоров время задержки имеет минимальное и практически одинаковое для разных тиристоров значение при амплитуде тока управления при , при этом обеспечиваются минимальные время включения и разброс времени включения.

Требуемая длительность импульса управления зависит от времени задержки включения, схемы ПУ и характера нагрузки. За время протекания импульса, по меньшей мере, должен быть достигнут ток включения тиристора с учетом индуктивности нагрузки. В противном случае тиристор перейдет обратно в закрытое состояние. Если после включения тиристора анйдный ток может иметь колебательный характер, уменьшаясь до тока удержания тиристора , то импульс управления должен длиться до тех пор, пока тиристор не сможет закрыться из-за этих колебаний.

Если ПУ выполнен по трехфазной мостовой схеме, то для возможности включения тиристора в одной половине моста тиристор в другой половине, который был включен на . град раньше, должен быть открыт.

Поэтому в случае работы такого ПУ в режиме прерывистых токов при включении очередного тиристора на тиристор, который был включен на раньше, необходимо снова подать управляющий импульс одновременно с подачей импульса на очередной тиристор или каждый импульс управления должен быть больше . град. Это же требуется и в режиме запуска трехфазной мостовой схемы при работе на любую нагрузку.

Когда требуются импульсы управления с достаточно большой длительностью, с большой амплитудой и с крутым фронтом, то рекомендуется формировать их с форсировкой по току так, как показано на рис. 4.36, в. В этом случае, несмотря на большую амплитуду в начальной части и большую длительность такого импульса, мощность потерь относительно невелика. Такой импульс может быть получен, например, в результате сложения прямоугольного импульса тока от генератора импульсов и тока разряда конденсатора. Минимальное значение тока после окончания форсировки должно быть не менее отпирающего тока при , амплитуда тока форсировки , длительность форсировки на уровне тока равна примерно .

Иногда целесообразно производить включение не отдельным импульсом большой длительности, а пакетом коротких импульсов, следующих друг за другом (рис. 4.36, г). В этом случае при одинаковой средней мощности потерь можно получить амплитуду импульса, большую, чем при непрерывном импульсе той же длительности. Управление пакетом импульсов позволяет обеспечить большую надежность, потому что каждый импульс пакета по амплитуде и скорости нарастания тока выбирают так, что он в состоянии самостоятельно открыть тиристор.

Импульсы с форсировкой тока либо пакеты импульсов целесообразно использовать в случае, когда требуется , что позволяет уменьшить мощность, массу и габариты системы управления. При следует принимать импульсы трапецеидальной формы.

В ПУ нереверсивных электроприводов, выполненных, например, по трехфазной мостовой схеме выпрямления и содержащих один тиристор в плече моста, должно обеспечиваться:

а) формирование на периоде анодного напряжения тиристора двух импульсов, следующих друг за другом через . град в переходном и установившемся режимах;

б) длительность каждого импульса тока из-за индуктивного характера нагрузки. Форма импульса показана на рис. 4.36,в;

в) длительность фронта импульса тока между уровнями его амплитуды при двукратной форсировке тока начальной части импульса;

г) длительность форсировки примерно ;

Рис. 4.37. Зависимость допустимой мощности потерь от скважности управляющих импульсов

д) значения тока и напряжения отпирающих импульсов в области гарантированного отпирания 53.

Для реверсивных электропроводов при прочих равных условиях длительность каждого импульса равна .

При групповом соединении тиристоров требования к скорости нарастания импульсов тока с учетом требований к одновременности их включения более жесткие, т. е. длительность фронта тока управления не более при трех-, четырехкратной форсировке.