5.5. Тиристорные преобразователи

В силовой преобразовательной технике при мощностях нагрузок от десятков киловатт и выше традиционно используют тиристорные инверторы. Эксплуатация тиристорных преобразователей наиболее целесообразна при напряжениях питания инверторов от единиц до десятка киловольт и токах от сотен ампер и выше, хотя позиции тиристоров все интенсивнее отвоевывают IGBT [2].

Триодные тиристоры, в отличие от транзисторов, не являются полностью управляемыми приборами. Для того чтобы отпереть триодный тиристор, необходимо подать импульс тока от задающего генератора на выводы катода и управляющего электрода. Для запирания триодного тиристора недостаточно прекратить подачу отпирающего импульса. Для этого следует или уменьшить ток через тиристор ниже тока удержания, или поменять полярность напряжения на выводах анод-катод прибора. Исключение составляют запираемые тиристоры, которые можно закрывать, подавая на управляющие электроды соответствующие импульсы. Для запирания триодных тиристоров в преобразователях используют реактивные компоненты: конденсаторы и дроссели. Накопленная в них энергия идет на запирание ранее открытых тиристоров.

Для подавления колебательных процессов, возникающих при переключении тиристоров, параллельно выводам анод-катод включают демпфирующие RC-цепи. При переходе электронного ключа в состояние отсечки импульс ЭДС самоиндукции, обусловленный наличием запасенной энергии в паразитных индуктивностях, должен быть поглощен RC-цепью.

Вычислить ориентировочные значения сопротивлений и емкостей компонентовдемпфирующих RC-цепей можно согласно формулам:

,

где Uo6p.a — максимальная амплитуда напряжения на закрытом тиристоре, В;

Iобр.а — максимальная амплитуда обратного тока, протекающего через закрытый тиристор, А;

а также:

,

где Inp.a — максимальная амплитуда прямого тока, протекающего через открытый тиристор, А;

UКЗ — напряжение, приложенное к тиристору при коротком замыкании(относительных единиц);

ω — круговая частота, радиан / с.

Трансформаторы описанных ниже инверторов (последовательного, параллельного, параллельно-последовательного, преобразователя Мак-Муррея) должны функционировать в линейном режиме без захода петли гистерезиса в область насыщения.