Обозначение dU/dt, где U — это потенциальная энергия, обозначает скорость изменения потенциальной энергии относительно времени.
Тепловые режимы работы тиристоров
Для несимметричных тиристоров ус тойчивость к dU/dt характеризуется критической скоростью нарас тания напряжения в закрытом состоянии (dU/dt)кр, или статичес ким dU/dt. для преобразователей частоты разных производителей Дроссели du/dt находят широкое применение в цепях электроприводов и усанавливаются на выходе преобразователей. Работа по теме: Ответы ФОИЭ. Глава: (Просто тайминги включения тиристора). Предмет: Физические основы электротехники. ВУЗ: НГТУ. Замечание 2. Систему нескольких ДУ с несколькими неизвестными функ-циями (см. пример (ж)) можно рассматривать как одно ДУ с векторной неизвест-ной функцией. севромеханизм. Расшифровка элементов.
Критическая скорость нарастания прямого напряжения на тиристоре. Эффект du/dt.
Фильтры dU/dt уменьшают скорость нарастания напряжения при быстром разгоне и торможении электродвиагателей. Область применения устройств – электроприводы. I = C (dU / dt). Итак, конденсатор – это более сложный элемент, чем резистор; ток пропорционален не просто напряжению: а скорости изменения напряжения. Работа по теме: Ответы ФОИЭ. Глава: (Просто тайминги включения тиристора). Предмет: Физические основы электротехники. ВУЗ: НГТУ.
what is di/dt and dv/dt?
Сверху область 3 ограничена кривой максимально допустимой входной мощности РGT. В зависимости от изменения температуры окружающей среды границы заштрихованной области могут перемещаться влево и вниз. Для надежного включения тиристора источник управляющего сигнала должен быть рассчитан на ток и напряжение, которые должны лежать в заштрихованной области, не превосходя при этом значений, указанных в технических условиях. В технических условиях на тиристоры приводятся параметры UGT и IGT, измеренные на постоянном токе, однако управление от источников постоянного тока не нашло широкого применения. Большую популярность приобрели симметричные тиристоры симисторы и эффективное управление такими тиристорами от источников переменного напряжения фазоимпульсное управление. Однако способность тиристоров работать в импульсных режимах позволяет использовать для их управления наиболее экономичные импульсные источники тока.
Продолжительность импульса ограничивается промежутком времени, необходимым для того, чтобы к концу импульса управления анодный ток по величине превзошел величину тока Iвыкл тиристора. С другой стороны, чем меньше длительность запускающего импульса, тем меньше потери на управляющем электроде прибора и тем меньше требуется мощность от источника для управления. Поскольку рост анодного тока определяется параметрами силовой схемы, а также режимом нагрузки, длительность запускающего импульса выбирается такой, чтобы во всех случаях обеспечить надежное отпирание тиристора. Зависимость максимального значения импульсного тока управления или напряжения от длительности импульса управления. Выбор того или иного способа управления тиристорами зависит от требований, предъявляемых к конкретной схеме, и назначения данного устройства.
Принцип отпирания тиристора с помощью управляющего электрода Эквивалентное представление структуры р-n-р-n в виде двух транзисторов показано на рисунке. Разбиение тиристора на два транзистора Представление тиристора в виде двух транзисторов разного типа проводимости приводит к эквивалентной схеме, представленной на следующем рисунке. Представление тиристора в виде двухтранзисторной схемы Схема наглядно объясняет явление отпирания тиристора. Этот ток одновременно является базовым током транзистора р-n-р, что приводит к его отпиранию. Поэтому, если управляющий ток IGT достаточно велик, оба транзистора переходят в режим насыщения.
Цепь внутренней обратной связи сохраняет проводимость тиристора даже в случае исчезновения первоначального тока управляющего электрода IGT, при этом ток анода IА остается достаточно высоким.
При этом в обеих базах тиристора ус- танавливается низкий уровень инжекции носителей заряда. Допустим, что тиристор включается на высокоомную и чисто активную анод ную нагруз ку. Тогда в переходном процессе включения можно выделить три этапа: 1 этап физической задержки, 2 этап регенерации и 3 этап установления со- противления базы этап установления. Укажите способ исключения этого эффекта, реализуемый в случае использования фазоимпульсного управления тиристором.
Полное включение площади структуры происходит не за счет импульса управления, а за счет диффузии и дрейфа носителей от ОНВ в базовые области в радиальном направлении. Площадь ОНВ S существенно зависит от 0 периметра управляющего электрода и параметров импульса управления. При некотором минимальном токе управления ОНВ представляет собой точку. Дальнейшее увеличение тока управления приводит к расширению ОНВ вдоль периметра управляющего электрода УЭ , образованию дополнительных проводящих точек у управляющего электрода. Увеличение S0 достигается за счет роста периметра УЭ.
Требования к схемам управления Основное назначение устройств и схем управления — создание управляющего сигнала, необходимого для надежного отпирания тиристоров. Отпирание тиристоров с помощью сигнала управления может осуществляться от источника постоянного, переменного и импульсного токов. Использование источников постоянного и импульсного токов характерно для управления триодными и запираемыми тиристорами теперь большая редкость , причем управление запираемыми тиристорами имеет ряд особенностей, связанных с возможностью включения и выключения прибора с помощью управляющего электрода импульсами различной полярности. Симметричный тиристор симистор по своему назначению является переключателем переменного тока, поэтому для управления им часто используют источники переменного напряжения. Требования, предъявляемые к схемам управления, вытекают из физических и конструктивных особенностей самих приборов, поэтому параметры входной цепи удобно рассмотреть с помощью диаграммы управления, приведенной на рисунке Диаграмма управления В поле, ограниченном кривыми ОА и ОВ, можно различить три области. В области 1 тиристор не включается.
В области 2 включение тиристоров не гарантируется. Границы этой, области ограничены параметрами цепи управления: током спрямления Iспр и напряжением спрямления Uспр. Заштрихованная область 3 определяет рабочее состояние тиристора. Сверху область 3 ограничена кривой максимально допустимой входной мощности РGT. В зависимости от изменения температуры окружающей среды границы заштрихованной области могут перемещаться влево и вниз. Для надежного включения тиристора источник управляющего сигнала должен быть рассчитан на ток и напряжение, которые должны лежать в заштрихованной области, не превосходя при этом значений, указанных в технических условиях.
В технических условиях на тиристоры приводятся параметры UGT и IGT, измеренные на постоянном токе, однако управление от источников постоянного тока не нашло широкого применения. Большую популярность приобрели симметричные тиристоры симисторы и эффективное управление такими тиристорами от источников переменного напряжения фазоимпульсное управление. Однако способность тиристоров работать в импульсных режимах позволяет использовать для их управления наиболее экономичные импульсные источники тока. Продолжительность импульса ограничивается промежутком времени, необходимым для того, чтобы к концу импульса управления анодный ток по величине превзошел величину тока Iвыкл тиристора. С другой стороны, чем меньше длительность запускающего импульса, тем меньше потери на управляющем электроде прибора и тем меньше требуется мощность от источника для управления.
Если же резистор есть, то следует либо уменьшить сопротивление источника сигналов для линии, либо найти способ ослабления емкостной связи с источником сигналов прямоугольной формы. Сигнал второго типа можно наблюдать в цепи, по которой должен проходить сигнал прямоугольной формы, при наличии дефекта в контакте с этой цепью, например, в щупе осциллографа. Небольшая емкость, возникающая при плохом контакте, и входное сопротивление осциллографа образуют дифференцирующую цепь. Если вы обнаружили, что ваша схема «что-то» дифференцирует, то сказанное может помочь вам найти причину неисправности и устранить ее.
Основы электроники. Часть 2. Как работают конденсаторы. Параметры конденсаторов
Напряжение на зажимах двигателя (верхняя осциллограмма) и ток двигателя (нижняя осциллограмма). Реальные осциллограммы токов и напряжений за дросселем du/dt типа ED3dU. критическая скорость нарастания коммутирующего напряжения (Критическая скорость нарастания коммутирующего напряжения (du / dt) – максимальная скорость нарастания. это количество тепла, которое обменивается за интервал времени $ dt $. Напряжение на зажимах двигателя (верхняя осциллограмма) и ток двигателя (нижняя осциллограмма). Реальные осциллограммы токов и напряжений за дросселем du/dt типа ED3dU.
How Big is the DV/DT and DI/DT of the Power Device?
В общем случае, сила, действующая на электрический заряд q, складывается из силы qE и силы Лоренца qVBsina. Остаётся допустить, что в области, где существует переменное магнитное поле, возникает электрическое поле, которое и обусловливает возникновение индукционного тока в замкнутом контуре, то есть работа сил этого электрического поля поля по замкнутому контуру уже не равна нулю. Поэтому, в отличие от потенциального электростатического поля, это электрическое поле называют вихревым. Итак, переменное магнитное поле создает в каждой точке пространства вихревое электрическое поле. Чем быстрее меняется магнитное поле В, тем больше величина вихревого электрического E. Если по катушке идет пepeмeнный ток, то магнитный поток, пронизывающий катушку, меняется. Поэтому возникает ЭДС индукции в том же самом проводнике, по которому идет ток.
Для того чтобы ответить на него, нужно решить неоднородное дифференциальное уравнение стандартные методы решения таких уравнений здесь не рассматриваются. На практике, однако, такой вопрос возникает редко. Чаще всего рассматриваются частотные характеристики и определяют, какие изменения претерпевает каждая частотная составляющая входного сигнала. Скоро разд. А пока рассмотрим несколько интересных схем, для анализа которых достаточно временных зависимостей.
Упрощение с помощью эквивалентного преобразования Тевенина. Можно было бы приступить к анализу более сложных схем, пользуясь, как и раньше, методом решения дифференциальных уравнений. Однако чаще всего не стоит прибегать к решению дифференциальных уравнений. Пользуясь эквивалентным преобразованием для делителя напряжения, образованного резисторами R1 и R2, можно определить U t для скачка входного напряжения Uвх.
Example: Heat a gas, it expands against a weight. Force pressure times area is applied over a distance, work is done. We will see later that the First Law can be written for a control volume with steady mass flow in and steady mass flow out like a jet engine for example. What is the slope of isothermal process? What is dQ du pdV?
Повышение стойкости тиристоров к этому динамическому показателю. Повышение стойкости: уменьшение временu включения для низкочастотных тиристоров, уменьшение времени выключения и снижение прямого падения напряжения для быстродействующих тиристоров. Способы выравнивания нагрузки между приборами. Последовательное и параллельное соединение приборов, применяемое для увеличения допустимых значений тока и напряжения в одной ветви мощного преобразователя или аппарата, называется групповым соединением.
Основы электроники. Часть 2. Как работают конденсаторы. Параметры конденсаторов
The unprotected equipment (eg, pole-mounted transformer) would experience the phase-to-ground voltage of peak value exceeding 270kV, characterized by a dU/dt of 2MV/us. Эти фильтры обеспечивает бесшумную работу двигателя при низких dU/dt. Осциллограмма напряжения после выходного LC – фильтра приведены на рис.2. The derivative of potential energy for an oscillating spring can be calculated using the equation DU/dt = -kx, where k is the spring constant and x is the displacement from equilibrium. Например, в описании на X-конденсатор присутствует параметр 'dU/dt' и для разных габаритов конденсатора составляет от 100 до 600 В/мкс. Эта величина зависит от процесса. С = дельта Q/dT. Теплоёмкости CV и CP. В частности, используются теплоёмкости при постоянном объёме и постоянном давлении. для преобразователей частоты разных производителей Дроссели du/dt находят широкое применение в цепях электроприводов и усанавливаются на выходе преобразователей.
Тиристор в подробностях. Структура. Свойства. Схемы.
Таким образом, создаются предпосылки для самопроизвольного включения тиристора при отсутствии управляющего сигнала. Скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии, при котором происходит переключение прибора из закрытого в открытое состояние, называется критической. Ненасыщенный транзисторный ключ с нелинейной обратной связью.
Это мы запомним. Перенесём dt в левую часть и проинтегрируем.
В левой части получим работу, а в правой определённый интеграл от напряжения. Какие пределы напряжения брать для вычисления этого определённого интеграла? А вот теперь вспоминайте то, что чуть выше запомнили: "от момента, когда напряжение на конденсаторе было равно U1 до момента, когда напряжение на нём станет равным нулю". Значит в правой части интеграл надо брать от U1 до нуля.
Эта работа как раз и равна энергии, запасённой конденсатором. Ровно столько энергии он забирает из внешней цепи, когда заряжается, и ровно столько же энергии отдаёт во внешнюю цепь при разряде. Ладно, с основными параметрами мы разобрались, где сосредоточена энергия и какова её величина — нашли, теперь переходим к неосновным параметрам, которые характеризуют различные потери на конденсаторе и при определённых условиях бывают очень важны, но значения которых бывает не так просто отыскать. Первый такой важный параметр — это эквивалентное последовательное сопротивление обычно употребляют английскую аббревиатуру от equivalent serial resistance — ESR.
Что это вообще такое? Дело в том, что при движении по обкладкам и по металлическим выводам конденсаторов электроны испытывают точно такое же сопротивление, как и при движении по любому другому проводнику. Поэтому если мы хотим учесть ESR, то наш конденсатор следует рассматривать как элемент, который обладает не только ёмкостью обычно именно так представляют идеальный конденсатор , но и последовательно соединённым с ней сопротивлением. Куда девается энергия, отнимаемая у упорядоченно движущихся зарядов в результате наличия сопротивления?
Она точно так же, как и в обычном резисторе идёт на нагрев, только в данном случае нагреваются выводы и обкладки конденсатора. Именно из-за увеличения ESR при старении обычно вздуваются конденсаторы в блоках питания ну и ещё из-за уменьшения сопротивления изоляции, но об этом ниже. Можно ли как-то уменьшить это негативное влияние ESR? Да легко, для этого надо подключить параллельно несколько конденсаторов, при этом сопротивления тоже окажутся включенными параллельно.
В мощных блоках питания так и делают — ставят целые ряды параллельно включенных конденсаторов, хотя в принципе их можно было бы заменить всего одним или двумя, но большей ёмкости. На рисунке показано как уменьшается ESR при параллельном подключении двух одинаковых конденсаторов. Так что, как видите, включить два конденсатора по 470 мкФ может быть более выгодно, чем один на 1000 мкФ. Второй важный параметр — это сопротивление изоляции.
Этот параметр важен потому, что он позволяет оценить так называемые токи утечки. Что это такое? В принципе у нас обкладки конденсатора разделены диэлектриком, который не пропускает электрический ток, но это в идеале. Реально же сопротивление изоляции не бесконечно велико и, соответственно, когда между обкладками конденсатора есть напряжение, то через изоляцию текут так называемые токи утечки пусть и очень очень маленькие.
С учётом сопротивления изоляции конденсатор можно представить как ёмкость, шунтированную резистором. Каков эффект протекания этих токов? Они естественно тоже влияют на нагрев и сглаживающие свойства конденсатора. Обычно сопротивление изоляции всё таки огромно и токи утечки настолько мизерные, что их вообще не учитывают, но по мере старения конденсатора сопротивление изоляции может ослабнуть и токи утечки могут многократно возрасти.
Дифференцирующая RC - цепь генерирует импульсы в виде коротких пиков в моменты переключения входного сигнала, а выходной буферный усилитель преобразует эти импульсы в короткие прямоугольные импульсы. В реальных схемах отрицательный пик бывает небольшим благодаря встроенному в буфер диоду речь об этом элементе пойдет в разд. Выделение переднего фронта импульса. Паразитная емкостная связь. Иногда схема неожиданно начинает проявлять дифференцирующие свойства, причем в ситуациях, где они совершенно нежелательны.
От этого параметра напрямую зависят такие характеристики источника питания, как напряжение на выходе под нагрузкой, максимальный выходной ток и коэффициент полезного действия КПД. Рассмотрим как измерить действительное значение внутреннего сопротивления АКБ, используя определенные методики.
If you have an account, sign in now to post with your account. Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.
Тепловые режимы работы тиристоров
Первая часть публикации в основном относится к теории, впрочем, со ссылкой на реальные примеры, а собственно способ предложен во второй части. Напряжение на зажимах двигателя (верхняя осциллограмма) и ток двигателя (нижняя осциллограмма). Реальные осциллограммы токов и напряжений за дросселем du/dt типа ED3dU. критическая скорость нарастания коммутирующего напряжения (Критическая скорость нарастания коммутирующего напряжения (du / dt) – максимальная скорость нарастания.
Конденсаторы и цепи переменного тока
Осуществляется это при условии достаточно длиной RC постоянной времени. Для RC-дифференциатора характерным является изменение формы входного сигнала, но не так, как с интегратором. В зависимости от сопротивления, выходное напряжение может изменяться мгновенно. Однако напряжение на конденсаторе мгновенно не изменяется.
Уровень напряжения здесь зависит от значения емкости C, поскольку имеет место эффект сохранения электрического заряда Q пластинами. Ток течет в конденсаторе RC-дифференциатора и зависит от скорости изменения заряда на пластинах. Одиночный импульсный RC-дифференциатор Когда однофазный импульс напряжения сначала подается на вход RC-дифференциатора, на конденсаторе отмечается эффект «короткое замыкание», как ответ на быстроменяющийся сигнал.
Поэтому в момент, когда появляется сигнал, все входное напряжение проходит через выход RC-дифференциатора, нагруженный резистором. Конденсатор заряжается, а напряжение на резисторе RC-дифференциатора, и, следовательно, на выходе уменьшается экспоненциально. Это происходит, пока конденсатор полностью на зарядится после постоянной времени 5RC 5T , что приведёт к нулевому выходному сигналу на резисторе.
Результат — отрицательный всплеск на выходе. Разрядное напряжение конденсатора RC-дифференциатора После начального отрицательного фронта входного сигнала конденсатор восстанавливается.
Это происходит, пока конденсатор полностью на зарядится после постоянной времени 5RC 5T , что приведёт к нулевому выходному сигналу на резисторе. Результат — отрицательный всплеск на выходе. Разрядное напряжение конденсатора RC-дифференциатора После начального отрицательного фронта входного сигнала конденсатор восстанавливается. Начинается процесс нормального разряда, а выходное напряжение на резисторе начинает возрастать по мере разряда конденсатора. Выход RC-дифференциатора можно фактически отобразить графиком скорости изменения входного сигнала, который не имеет никакого отношения к входной волне прямоугольной волны.
Однако входной сигнал состоит из узких положительных и отрицательных импульсов, образованных изменением значения входного импульса. Изменения периода времени T входных импульсов прямоугольной волны относительно постоянной времени RC последовательной комбинации, приводят к изменению формы выходных импульсов. Формы выходных сигналов RC дифференциатора Форма выходного сигнала RC дифференциатора определяется отношением значения ширины импульса к RC-постоянной времени. Изменение формы сигнала: 1, 2 — периоды постоянной времени; С — ёмкость; R — сопротивление; U вх, U вых — входной и выходной сигналы, соответственно Когда значение RC намного больше десятикратно ширины импульса, выходной сигнал напоминает прямоугольную волну входного сигнала. Когда же RC намного меньше меньше 0,1RC ширины импульса, выходной сигнал принимает форму очень резких и узких всплесков. Изменяя постоянную времени схемы от 10RC до 0. Как правило, малая постоянная времени всегда используется в цепочках RC-дифференциатора для обеспечения хороших резких импульсов на резистивном выходе.
Расположение изохоры или изобары на плоскости с координатами T — s правее или левее относительно процесса 1 — 2 здесь не существенно: площадь под кривыми неизменна. Также просто найти изменение функций состояния в любом процессе с идеальным газом, если он изображен на диаграмме с координатами p — v. Предлагаем студентам самим проделать эту процедуру в качестве тренировки. Такая простота и легкость расчета изменения функций состояния в любом процессе обусловлена двумя обстоятельствами: 1. Зависимостью внутренней энергии идеального газа только от температуры. Независимостью приращения функций состояния от траектории процесса, а, следовательно, возможностью выбора удобной для интегрирования траектории в интервале лишь температур начала и конца процесса. Свойства веществ и расчет изменения энтропии.
Дифференциал энтропии явно содержится в 2. Разделим обе части этого уравнения на dv и потребуем неизменности температуры процесса. Получаем: Подставим 2. Подставим 2. Отметим, что связи 2.
К параметрам тиристоров относится время выключения - временной интервал, спустя который после прекращения протекания анодного тока к прибору можно приложить прямое напряжение и при этом не произойдет его повторного включения.
Время выключения у низкочастотных тиристоров 100 -500 мкс, у быстродействующих 10-100 мкс. Помимо рассмотренного основного типа тиристоров, работа которых описана выше, промышленность выпускает ряд разновидностей тиристоров: 1. Динистор - это тиристор без управляющего электрода. Он аналогичен обычному тиристору, у которого не подается сигнал на управляющей электрод. Для включения динистора к нему необходимо приложить Uа Uвкл. При приложении обратного напряжения динистор всегда заперт.
Симистор - многослойный переключающий прибор с симметричной ВАХ для прямого и обратного напряжений.