2. Переходные процессы при работе управляемого тиристорного контактора

Рассмотрим принципиальную схему включения тиристоров в тиристорном контакторе представленной на рис. 6.13.

Процесс коммутации начинается всегда с момента, когда ток в цепи отсутствует, и эта ситуация повторяется через каждые половину периода. Напряжения и ток изменяются по синусоидальному закону:

;

(6.1)

_{Чтобы был обеспечен режим начала тока из нуля, каждый полупериод возникают две составляющие тока, начальные значения которых равны по величине, но противоположны по знаку.}

,

(6.2)

где i_уст – установившаяся составляющая полного тока, А; i_св – апериодическая составляющая полного тока, А.

Значения этих величин можно определить по следующим выражениям:

,

где A – начальное значение апериодической составляющей полного тока; τ – постоянная времени цепи.

Так как ток не может мгновенно изменяться во времени, то он разделяется на сумму двух составляющих – установившуюся (i_уст) и свободную, апериодическую (i_св) таким образом, что в начальный момент времени сумма их равна нулю.

Изобразим временные зависимости тока, протекающего в цепи тиристорного контактора (рис. 6.12).

Рис. 6.12. Временные зависимости тока и напряжения для пояснения принципа длительности протекания тока

При большой индуктивности (L>>R) затухание будет медленным и i_св≈ A, в этом случае суммарный ток i, проходящий по тиристору VS1, будет получен графическим методом, опусканием установившегося тока на величину A. Во второй половине периода, когда открыт тиристор VS2–установившийся ток поднимается на величину A и так далее. Важно то, что каждый полупериод этот переходный процесс будет возникать заново, так как ток в сварочной цепи с тиристорами начинается с нуля. В результате в процессе увеличения угла управления сдвигается от точки естественной коммутации не только левая граница тока но также «уходит» и правая граница.

3. Тиристорный контактор постоянного тока

Для создания тиристорного контактора или твердотельного (полупроводникового) реле на постоянном токе для включения достаточно одного тиристора, но чтобы тиристор закрыть приходиться дополнить схему вторым тиристором и запирающим конденсатором.

На постоянном токе тиристор самостоятельно закрыться не может, как это естественно получается на переменном токе, когда ток периодически сменяет полярность под действием синусоидального напряжения. Необходимо искусственно обеспечить спадание тока до значения, меньшего чем ток удержания. Поэтому тиристорные контакторы постоянного тока всегда имеют в своём составе устройство искусственной коммутации.

Принцип действия. Нажимаем SB1. Подается управляющий импульс на управляющий электрод тиристора VS1 и он включается (становится проводящим). По нагрузке протекает ток. Одновременно с этим заряжается конденсатор С по цепи “+”, R, C, VS1, “-”. Ток и время заряда конденсатора регулируются сопротивлением R_з. Ток управления тиристоров ограничивается сопротивлением R_доб. Если необходимо отключить нагрузку нажимается SB2, при этом открывается тиристор VS2, конденсатор начинает разряжаться и обратным напряжением запирается тиристор VS1. Ток в цепи нагрузки прекращается.