Thyristor-Kommutierungstechniken

Um einen Thyristor einzuschalten, gibt es verschiedene Triggerverfahren, bei denen ein Triggerimpuls an seinem Gate-Anschluss angelegt wird. Ebenso gibt es verschiedene Techniken Off ein Thyristor einzuschalten, werden diese Techniken genannt Thyristor Vermittlungs- Techniken. Dies kann erreicht werden, indem der Thyristor aus dem Vorwärtsleitungszustand wieder in den Vorwärtsblockierungszustand gebracht wird. Um den Thyristor in den Vorwärtssperrzustand zu bringen, wird der Vorwärtsstrom unter den Haltestrompegel reduziert. Zum Zwecke der Leistungskonditionierung und Leistungssteuerung muss ein leitender Thyristor ordnungsgemäß kommutiert werden.

In diesem Tutorial erklären wir die verschiedenen Thyristor-Kommutierungstechniken. Wir haben bereits in unserem vorherigen Artikel über Thyristor und seine Auslösemethoden erklärt.

Es gibt hauptsächlich zwei Techniken für die Thyristor-Kommutierung: Natürlich und Erzwungen. Die Technik der erzwungenen Kommutierung ist weiter in fünf Kategorien unterteilt, die Klasse A, B, C, D und E sind.

Unten ist die Klassifizierung:

• Natürliche Kommutierung
• Zwangskommutierung
  • Klasse A: Selbst- oder Lastkommutierung
  • Klasse B: Resonanzpulskommutierung
  • Klasse C: Komplementäre Kommutierung
  • Klasse D: Impulskommutierung
  • Klasse E: Externe Impulskommutierung

Natürliche Kommutierung

Natürliche Kommutierung tritt nur in Wechselstromkreisen auf und wird so genannt, weil kein externer Stromkreis erforderlich ist. Wenn ein positiver Zyklus Null erreicht und der Anodenstrom Null ist, wird sofort eine Sperrspannung (negativer Zyklus) an den Thyristor angelegt, wodurch der Thyristor ausgeschaltet wird.

Eine natürliche Kommutierung tritt in Wechselspannungsreglern, Zyklokonvertern und phasengesteuerten Gleichrichtern auf.

Zwangskommutierung

Wie wir wissen, gibt es in Gleichstromkreisen keinen natürlichen Nullstrom wie bei der natürlichen Kommutierung. Daher wird erzwungene Kommutierung in Gleichstromkreisen verwendet und auch als Gleichstromkommutierung bezeichnet. Es erfordert Kommutierungselemente wie Induktivität und Kapazität, um den Anodenstrom des Thyristors zwangsweise unter den Haltestromwert zu reduzieren. Deshalb wird er als erzwungene Kommutierung bezeichnet. In Chopper- und Wechselrichterkreisen wird hauptsächlich erzwungene Kommutierung verwendet. Die erzwungene Kommutierung ist in sechs Kategorien unterteilt, die im Folgenden erläutert werden:

1. Klasse A: Selbst- oder Lastkommutierung

Klasse A wird auch als "Selbstkommutierung" bezeichnet und ist eine der am häufigsten verwendeten Techniken unter allen Thyristor-Kommutierungstechniken. In der folgenden Schaltung bilden die Induktivität, der Kondensator und der Widerstand unter einer feuchten Schaltung eine zweite Ordnung.

Wenn wir anfangen, die Eingangsspannung an die Schaltung zu liefern, schaltet sich der Thyristor nicht ein, da zum Einschalten ein Gate-Impuls erforderlich ist. Wenn der Thyristor nun eingeschaltet oder in Vorwärtsrichtung vorgespannt wird, fließt der Strom durch die Induktivität und lädt den Kondensator auf seinen Spitzenwert oder gleich der Eingangsspannung auf. Wenn der Kondensator nun vollständig aufgeladen ist, wird die Polarität des Induktors umgekehrt und der Induktor beginnt, dem Stromfluss entgegenzuwirken. Aufgrund dessen beginnt der Ausgangsstrom abzunehmen und Null zu erreichen. In diesem Moment liegt der Strom unter dem Haltestrom des Thyristors, sodass der Thyristor ausgeschaltet wird.

2. Klasse B:

Die Kommutierung der Klasse B wird auch als Resonanzpulskommutierung bezeichnet. Es gibt nur eine kleine Änderung zwischen der Schaltung der Klasse B und der Klasse A. In Klasse B ist der LC-Resonanzkreis parallel geschaltet, während er in Klasse A in Reihe geschaltet ist.

Wenn wir nun die Eingangsspannung anlegen, beginnt der Kondensator, sich bis zur Eingangsspannung (Vs) aufzuladen, und der Thyristor bleibt in Sperrrichtung vorgespannt, bis der Gate-Impuls angelegt wird. Wenn wir den Gate-Impuls anlegen, schaltet sich der Thyristor ein und jetzt fließt der Strom aus beiden Richtungen. Dann fließt der konstante Laststrom aufgrund seiner großen Reaktanz durch den in Reihe geschalteten Widerstand und die Induktivität.

Dann fließt ein sinusförmiger Strom durch den LC-Resonanzkreis, um den Kondensator mit der umgekehrten Polarität aufzuladen. Daher tritt am Thyristor eine Sperrspannung auf, die bewirkt, dass der Strom Ic (Kommutierungsstrom) dem Fluss des Anodenstroms I _{A entgegenwirkt}. Aufgrund dieses entgegengesetzten Kommutierungsstroms schaltet sich der Thyristor aus, wenn der Anodenstrom kleiner als der Haltestrom wird.

3. Klasse C:

Die Kommutierung der Klasse C wird auch als komplementäre Kommutierung bezeichnet. Wie Sie in der folgenden Schaltung sehen können, sind zwei Thyristoren parallel geschaltet, einer ist Haupt- und einer ist Hilfs.

Zu Beginn befinden sich beide Thyristoren im AUS-Zustand und die Spannung am Kondensator ist ebenfalls Null. Wenn nun der Gate-Impuls an den Hauptthyristor angelegt wird, beginnt der Strom von zwei Pfaden zu fließen, einer von R1-T1 und der zweite von R2-C-T1. Daher beginnt der Kondensator auch mit der Polarität von Platte B positiv und Platte A negativ auf den Spitzenwert zu laden, der gleich der Eingangsspannung ist.

Wenn nun der Gate-Impuls an den Thyristor T2 angelegt wird, wird er eingeschaltet und es erscheint eine negative Polarität des Stroms über dem Thyristor T1, wodurch T1 ausgeschaltet wird. Und der Kondensator beginnt mit der umgekehrten Polarität zu laden. Wir können einfach sagen, dass wenn T1 eingeschaltet wird, T2 ausgeschaltet wird und wenn T2 eingeschaltet wird, T1 ausgeschaltet wird.

4. Klasse D:

Die Kommutierung der Klasse D wird auch als Impulskommutierung oder Spannungskommutierung bezeichnet. Als Klasse C besteht die Kommutierungsschaltung der Klasse D auch aus zwei Thyristoren T1 und T2 und sie werden als Haupt- bzw. Hilfs-Thyristor bezeichnet. Hier bilden Diode, Induktivität und Hilfsthyristor die Kommutierungsschaltung.

Zu Beginn befinden sich beide Thyristoren im AUS-Zustand und die Spannung am Kondensator C ist ebenfalls Null. Wenn wir nun die Eingangsspannung anlegen und den Thyristor T1 auslösen, fließt der Laststrom durch ihn. Und der Kondensator beginnt mit der Polarität von Platte A negativ und Platte B positiv zu laden.

Wenn wir nun den Hilfsthyristor T2 auslösen, schaltet sich der Hauptthyristor T1 aus und der Kondensator beginnt mit der entgegengesetzten Polarität zu laden. Wenn es voll aufgeladen ist, wird der Hilfs-Thyristor T2 ausgeschaltet, da ein Kondensator keinen Stromfluss durch ihn zulässt, wenn er voll aufgeladen ist.

Daher ist der Ausgangsstrom auch Null, da sich zu diesem Zeitpunkt beide Thyristoren im AUS-Zustand befinden.

5. Klasse E:

Die Kommutierung der Klasse E wird auch als externe Impulskommutierung bezeichnet. Jetzt können Sie im Schaltplan sehen, dass der Thyristor bereits in Vorwärtsrichtung ist. Wenn wir also den Thyristor auslösen, erscheint der Strom an der Last.

Der Kondensator in der Schaltung wird zum dv / dt-Schutz des Thyristors verwendet, und der Impulstransformator wird zum Ausschalten des Thyristors verwendet.

Wenn wir nun einen Impuls durch den Impulstransformator geben, fließt ein entgegengesetzter Strom in Richtung der Kathode. Dieser entgegengesetzte Strom wirkt dem Fluss des Anodenstroms entgegen und wenn I _A - I _P <I _H Thyristor abschaltet.

Wo I _A Anodenstrom ist, ist I _P Impulsstrom und I _H hält Strom.