નિયંત્રિત રેક્ટિફાયર - ઉપકરણ, યોજનાઓ, કામગીરીના સિદ્ધાંત

રેક્ટિફાઇડ એસી સર્કિટમાં આઉટપુટ વોલ્ટેજને નિયંત્રિત કરવા માટે નિયંત્રિત રેક્ટિફાયરનો ઉપયોગ થાય છે. રેક્ટિફાયર પછી આઉટપુટ વોલ્ટેજને નિયંત્રિત કરવાની અન્ય પદ્ધતિઓ સાથે, જેમ કે LATR અથવા રિઓસ્ટેટ, નિયંત્રિત રેક્ટિફાયર ઉચ્ચ સર્કિટ વિશ્વસનીયતા સાથે વધુ કાર્યક્ષમતા પ્રાપ્ત કરવાની મંજૂરી આપે છે, જે LATR અથવા રિઓસ્ટેટ નિયમનનો ઉપયોગ કરીને નિયમન માટે કહી શકાય નહીં.

નિયંત્રિત વાલ્વનો ઉપયોગ કરવો વધુ પ્રગતિશીલ અને ઘણું ઓછું બોજારૂપ છે. થાયરિસ્ટર્સ નિયંત્રિત વાલ્વની ભૂમિકા માટે શ્રેષ્ઠ અનુરૂપ છે.

પ્રારંભિક સ્થિતિમાં, થાઇરિસ્ટર લૉક કરવામાં આવે છે અને બે સંભવિત સ્થિર સ્થિતિઓ ધરાવે છે: બંધ અને ખુલ્લું (સંચાર).જો થાઇરિસ્ટરના નીચલા ઓપરેટિંગ બિંદુ કરતાં સ્ત્રોત વોલ્ટેજ વધારે હોય, તો જ્યારે કંટ્રોલ ઇલેક્ટ્રોડ પર વર્તમાન પલ્સ લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે થાઇરિસ્ટર વાહક સ્થિતિમાં જશે અને કંટ્રોલ ઇલેક્ટ્રોડ પર લાગુ કરાયેલ અનુગામી કઠોળ એનોડ પ્રવાહને અસર કરશે નહીં. કોઈપણ રીતે, એટલે કે, કંટ્રોલ સર્કિટ ફક્ત થાઇરિસ્ટર ખોલવા માટે જ જવાબદાર છે, પરંતુ તેને બંધ કરવા માટે નહીં. એવી દલીલ કરી શકાય છે કે thyristors શક્તિમાં નોંધપાત્ર વધારો છે.

થાઇરિસ્ટરને બંધ કરવા માટે, તેના એનોડ વર્તમાનને ઘટાડવું જરૂરી છે જેથી કરીને તે હોલ્ડિંગ વર્તમાન કરતા ઓછું થઈ જાય, જે સપ્લાય વોલ્ટેજ ઘટાડીને અથવા લોડ પ્રતિકાર વધારીને પ્રાપ્ત થાય છે.

ખુલ્લા રાજ્યમાં થાઇરિસ્ટર્સ કેટલાક સો એમ્પીયર સુધી પ્રવાહો ચલાવવા માટે સક્ષમ છે, પરંતુ તે જ સમયે, થાઇરિસ્ટર્સ એકદમ જડતા હોય છે. થાઇરિસ્ટરનો ટર્ન-ઑન સમય 100 ns થી 10 μs છે, અને ટર્ન-ઑફ સમય દસ ગણો લાંબો છે - 1 μs થી 100 μs.

થાઇરિસ્ટર વિશ્વસનીય રીતે કામ કરે તે માટે, એનોડ વોલ્ટેજનો વધારો દર 10 - 500 V / μs કરતાં વધુ ન હોવો જોઈએ, જે ઘટક મોડેલ પર આધાર રાખે છે, અન્યથા pn જંકશન દ્વારા કેપેસિટીવ પ્રવાહની ક્રિયાને કારણે ખોટી સ્વિચિંગ થઈ શકે છે. .

ખોટા સ્વિચિંગને ટાળવા માટે, થાઇરિસ્ટરના કંટ્રોલ ઇલેક્ટ્રોડને હંમેશા રેઝિસ્ટરથી શન્ટ કરવામાં આવે છે, જેનો પ્રતિકાર સામાન્ય રીતે 51 થી 1500 ઓહ્મની રેન્જમાં હોય છે.

થાઇરિસ્ટોર્સ ઉપરાંત, અન્યનો ઉપયોગ રેક્ટિફાયર્સમાં આઉટપુટ વોલ્ટેજને નિયંત્રિત કરવા માટે થાય છે. સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણો: ટ્રાયક્સ, ડિનિસ્ટર્સ અને લોક-ઇન થાઇરિસ્ટોર્સ. એનોડ પર લાગુ થતા વોલ્ટેજ દ્વારા ડાયનિસ્ટર્સ ચાલુ થાય છે અને તેમાં ડાયોડ જેવા બે ઇલેક્ટ્રોડ હોય છે.

ટ્રાયક્સને એનોડની સાપેક્ષમાં ઓછામાં ઓછા કેથોડની સાપેક્ષમાં કંટ્રોલ પલ્સનો સમાવેશ કરવાની ક્ષમતા દ્વારા અલગ પાડવામાં આવે છે, પરંતુ આ તમામ ઉપકરણો, જેમ કે થાઇરિસ્ટોર્સ, એનોડ કરંટને હોલ્ડિંગ કરંટ કરતા નીચેના મૂલ્ય સુધી ઘટાડીને બંધ કરવામાં આવે છે. લૉક કરી શકાય તેવા થાઇરિસ્ટર્સની વાત કરીએ તો, કંટ્રોલ ઇલેક્ટ્રોડ પર રિવર્સ પોલેરિટીનો કરંટ લગાવીને તેને લૉક કરી શકાય છે, પરંતુ ટર્ન-ઑન પરનો ફાયદો ટર્ન-ઑન કરતાં દસ ગણો ઓછો હોય છે.

થાઇરિસ્ટર્સ, ટ્રાઇક્સ, ડિનિસ્ટર્સ, કંટ્રોલેબલ થાઇરિસ્ટર્સ - આ તમામ ઉપકરણોનો ઉપયોગ પાવર સપ્લાયમાં અને ઓટોમેશન સર્કિટમાં વોલ્ટેજ અને પાવરને નિયમન અને સ્થિર કરવા તેમજ સંરક્ષણ હેતુઓ માટે થાય છે.

નિયમ પ્રમાણે, નિયંત્રિત રેક્ટિફિકેશન સર્કિટ્સમાં ડાયોડને બદલે થાઇરિસ્ટરનો ઉપયોગ થાય છે. સિંગલ-ફેઝ બ્રિજમાં, ડાયોડનો સ્વિચિંગ પોઈન્ટ અને થાઈરિસ્ટરનો સ્વિચિંગ પોઈન્ટ અલગ-અલગ હોય છે, તેમની વચ્ચે એક તબક્કો તફાવત હોય છે, જે કોણને ધ્યાનમાં લઈને પ્રતિબિંબિત કરી શકાય છે.

લોડ વોલ્ટેજનો ડીસી ઘટક આ કોણ સાથે બિનરેખીય રીતે સંબંધિત છે કારણ કે સપ્લાય વોલ્ટેજ સ્વાભાવિક રીતે જ સાઇનુસોઇડલ છે. નિયમન કરેલ રેક્ટિફાયર પછી જોડાયેલા લોડ વોલ્ટેજના ડીસી ઘટક સૂત્ર દ્વારા શોધી શકાય છે:

થાઇરિસ્ટર-નિયંત્રિત રેક્ટિફાયરની નિયંત્રણ લાક્ષણિકતા પુલના તબક્કા (સ્વિચિંગના કોણ પર) થી લોડ પરના આઉટપુટ વોલ્ટેજની નિર્ભરતા દર્શાવે છે:

ઇન્ડક્ટિવ લોડ સાથે, થાઇરિસ્ટોર્સ દ્વારા પ્રવાહ એક લંબચોરસ આકાર ધરાવશે, અને શૂન્ય કરતા વધારે ખૂણા પર, લોડના ઇન્ડક્ટન્સમાંથી સ્વ-પ્રેરિત EMF ની ક્રિયાને કારણે પ્રવાહ દોરવામાં આવશે.

આ કિસ્સામાં, ગ્રીડ પ્રવાહના મૂળભૂત હાર્મોનિકને ચોક્કસ કોણ દ્વારા વોલ્ટેજની તુલનામાં સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવશે. ક્લેમ્પિંગને દૂર કરવા માટે, શૂન્ય ડાયોડનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેના દ્વારા વર્તમાનને બંધ કરી શકાય છે અને પુલના અડધા કરતા ઓછા કોણનો ઓફસેટ આપી શકે છે.

સેમિકન્ડક્ટર્સની સંખ્યા ઘટાડવા માટે, તેઓ અસમપ્રમાણ નિયંત્રણક્ષમ રેક્ટિફાયર સર્કિટનો આશરો લે છે, જ્યાં ડાયોડની જોડી ન્યુટ્રલ ડાયોડને બદલે છે અને પરિણામ સમાન છે.

એમ્પ્લીફાયર સર્કિટ્સ પણ થાઇરિસ્ટોર્સનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે. આવી યોજનાઓ તમને વધુ કાર્યક્ષમતા પ્રાપ્ત કરવાની મંજૂરી આપે છે. ન્યૂનતમ વોલ્ટેજ ડાયોડ્સ દ્વારા આપવામાં આવે છે, અને વધેલા વોલ્ટેજ થાઇરિસ્ટોર્સ દ્વારા પૂરા પાડવામાં આવે છે. સૌથી વધુ વપરાશના કિસ્સામાં, ડાયોડ્સ હંમેશાં બંધ હોય છે, અને થાઇરિસ્ટરનો સ્વિચિંગ એંગલ હંમેશા 0 હોય છે. સર્કિટનો ગેરલાભ એ વધારાના ટ્રાન્સફોર્મર વિન્ડિંગની જરૂરિયાત છે.