Большая Советская Энциклопедия (ТИ) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" (бесплатные серии книг TXT) 📗
Описанный способ включения Т. (повышением напряжения между его СЭ) применяют в Т., называется вентилями-переключателями (реже неуправляемыми Т., или динисторами). Однако преимущественное распространение получили Т., включаемые подачей в цепь УЭ импульса тока определённой величины и длительности при положительной разности потенциалов между анодом и катодом (обычно их называют управляемыми вентилями или Т.). Особую группу составляют фототиристоры , перевод которых в состояние с высокой проводимостью осуществляется световым воздействием. Выключение Т. производят либо снижением тока через Т. до значения Iyд , либо изменением полярности напряжения на его СЭ.
В соответствии с назначением различают Т. с односторонней проводимостью, с двухсторонней проводимостью (симметричные), быстродействующие, высокочастотные, импульсные, двухоперационные и специальные.
Полупроводниковый элемент Т. изготовляют из кремниевых монокристаллических дисков (пластин), вводя в Si добавки В, Al и Р. При этом в основном используют диффузионную и сплавную технологию. Конструктивно Т. выполняют (рис. 4 ) в герметичном корпусе; для обеспечения механической прочности и устранения тепловых напряжений, возникающих из-за различия коэффициентов расширения Si и Cu (материал электродов), между кристаллом и электродами устанавливают термокомпенсирующие вольфрамовые или молибденовые диски. Различают Т. штыревой конструкции — в металлических и металлокерамических корпусах, прижимные (с отводом тепла с одной стороны Т.) и таблеточные (с двухсторонним отводом тепла). Основные конструкции Т. — таблеточная и штыревая. Т. на токи до 500 а изготовляют с воздушным охлаждением, на токи свыше 500 а — обычно с водяным.
Современные Т. изготовляют на токи от 1 ма до 10 ка напряжения от нескольких в до нескольких кв; скорость нарастания в них прямого тока достигает 109 а/сек, напряжения — 109в/сек, время включения составляет величины от нескольких десятых долей до нескольких десятков мксек, время выключения — от нескольких единиц до нескольких сотен мксек; кпд достигает 99%.
Т. нашли применение в качестве вентилей в преобразователях электрической энергии (см. Преобразовательная техника , Тиристорный электропривод ), исполнительных и усилительных элементов в системах автоматического управления , ключей и элементов памяти в различных электронных устройствах и т. п., где они совместно с др. полупроводниковыми приборами к середине 70-х гг. 20 в. в основном вытеснили электронные (электровакуумные) и ионные (газоразрядные и ртутные) вентили.
Лит.: Тиристоры. (Технический справочник), пер. с англ., 2 изд., М., 1971; Кузьмин В, А., Тиристоры малой и средней мощности, М., 1971.
Ю. М. Иньков, А. А. Сакович.
Рис. 4. Управляемый тиристор (в разрезе): 1 — основание (силовой электрод); 2 — полупроводниковый кристалл; 3 — фторопластовое кольцо; 4 — гибкий внутренний провод; 5 — крышка; 6 — изолятор крышки; 7 — стержень крышки; 8 — гибкий наружный вывод (силовой электрод); 9 — управляющий электрод; 10 — наконечник наружного вывода.
Рис. 5 (в, г). Общий вид тиристоров: в — прижимного в металлокерамическом корпусе; г — штыревого в металлокерамическом корпусе в сборе с охладителем.
Рис. 3. Схематическое изображение тиристора в виде двух включенных навстречу друг другу транзисторов: Т — транзистор; Э — эмиттер; Б — база; К — коллектор; iэ — эмиттерный ток; iк — коллекторный ток; iкo — ток коллекторного перехода; Rн — сопротивление внешней цепи; Uпp — прямое напряжение на тиристоре.
Рис. 1. Схематическое изображение тиристора: А — анод; К — катод; УЭ — управляющий электрод; П — электронно-дырочный переход; Rн — сопротивление внешней цепи; Uпp — прямое напряжение на тиристоре.
Рис. 5 (а, б). Общий вид тиристоров: а — штыревого в металлическом корпусе; б — таблеточного в керамическом корпусе.
Рис. 2. Вольтамперная характеристика тиристора (вентиля-переключателя): участок ОА соответствует состоянию тиристора с низкой проводимостью, участок БГ — с высокой проводимостью.
Тиристорный электропривод
Тири'сторный электропри'вод, электропривод , в котором режим работы его исполнительного двигателя (ИД) или иного исполнительного механизма (ИМ) регулируется преобразовательным устройством (ПУ) на тиристорах (см. Преобразовательная техника ).
В Т. э. переменного тока в качестве ИД чаще всего применяют асинхронные и синхронные трёхфазные электродвигатели, режим работы которых можно регулировать изменением частоты и амплитуды напряжения, подводимого к статору, а в случае синхронного двигателя — также изменением тока в обмотке возбуждения. В Т. э. этого типа, питающихся от источника переменного тока, регулирующим ПУ обычно служит тиристорный преобразователь частоты , выполненный либо с промежуточным звеном постоянного или переменного тока, либо по схеме с непосредственной связью. При питании таких Т. э. от источника постоянного тока в качестве ПУ используют автономный инвертор . Реверсирование ИД (см. Реверсивный электропривод ) в Т. э. переменного тока осуществляют, изменяя последовательность чередования фаз напряжения, подводимого к статору.
В Т. э. постоянного тока применяют двигатели постоянного тока с последовательным, параллельным, смешанным или независимым возбуждением, регулирование режимов работы которых можно производить по цепи обмотки якоря или обмотки возбуждения. В Т. э. этого типа, питающихся от источника переменного тока, ПУ служит тиристорный выпрямитель тока . Если питание таких Т. э. осуществляется от источника постоянного тока, то ПУ выполняют в виде импульсного регулятора постоянного тока или системы «инвертор — выпрямитель» с промежуточным звеном переменного тока повышенной частоты. В Т. э. постоянного тока реверсирование ИД производят изменением направления тока в обмотке якоря или обмотке возбуждения двигателя (при этом применяют второе такое же ПУ, включаемое встречно-параллельно с первым по отношению к цепи ИД).
Для гальванической развязки цепей питания и нагрузки, а также при необходимости согласовать величины напряжения источника питания и ИД в Т. э. используют трансформатор, включая его на входе ПУ (если Т. э. питается от источника переменного тока) или в его промежуточном звене (при питании Т. э. постоянным током). Управление передаваемым через ПУ потоком энергии осуществляют посредством ручной или автоматической системы управления и регулирования (СУР), включающей блоки питания, регулирования частоты и напряжения, формирования управляющих импульсов для тиристоров силовых цепей ПУ, а также блоки защиты от токов короткого замыкания, перегрузок и перенапряжении. Современные СУР выполняют на типовых логических блоках (см. Логический элемент ) и интегральных схемах , имеющих малые габариты, высокие быстродействие и надёжность. Для отвода тепла от тиристоров и ИД используют естественное или принудительное воздушное либо жидкостное охлаждение.
Т. э. находят применение в различных отраслях промышленности и на транспорте. Мощность Т. э. составляет (в зависимости от их назначения) от нескольких квт до 10 Мвт и выше.
