Управление тиристорным модулем.

[akkima]

Дорогие форумчане, доброго времени суток!
Прошу помощи разобраться с вроде бы понятным, но нефига не понятным зверем - тиристорным модулем (два встречно-параллельных тиристора).
Заранее прошу простить за ограниченные знания по электронике, университетов не кончали, скорее для себя изучаю. Имеется опыт сборки схем, но с тиристором столкнулся впервые. Усиленно гуглил, но то ли лыжи не едут, то ли изучать надо (чем и стараюсь заниматься).

Пациент - терморегулятор.
Имеется: тиристорный модуль МТ-55 в конфигурации С. Схема его включения:

Имеется: ТРМ101-СР. Подробно его расписывать не буду, лишь схема выхода тиристорного управления:

Общая принципиальная схема устройства:


Пытаюсь разобраться в вариантах включения тиристорного модуля.Пока что собран тестовый стенд, где вместо нормального нагревателя лампочка накаливания.
1. Вариант раз: выход 12 и выход 13 ТРМ подключаются на G1 и G2 тиристорного модуля (как сказано в мануале на ТРМ101). Все отлично, тиристор открывается, закрывается, температуру держит. Напряжение на лампочке - 220В. Почему он включается, ведь по сути нет источника напряжения, в ТРМ просто оптосимистор же стоит?
2. Вариант два: выход 12 подключаю к К1, выход 13 подключаю на G2 (либо К2 и G1 соотвественно)- все включается работает. Тут вопрос - ожидаю 110В в полупериоде на лампочке - получаю 220В - почему?!
3. Вариант три: выход 12 подключаю к К1, выход 13 подключаю на G1 (либо К2 и G2 соотвественно) (по аналогии со старым, вышедшим из строя прибором, но там другой ТРМ) - ничего не работает и не включается - почему?!
Чтобы включить тиристор мне нужно подать положительное напряжение на gate относительно катода (то бишь дать фазу на гейт, относительно нуля на катоде - ойой, чую, меня закидают за эту фразу, но грубо говоря так же и работает?) - если этот момент я правильно понимаю, то вопросы из варианта два и три отпадают, но возникает другой - почему вариант три работал в старом блоке управления (ТРМ другой, но логика выхода такая же, схема тиристорного модуля такая же).
И основной вопрос о жизни вселенной и вообще, помимо 42 - почему при втором варианте включения я имею 220В, а не 110В на нагрузке?

Всем заранее спасибо ^^
ps - по работе ТРМ вопросов нет, температура держится в пределах 0,5 градусов, интересует именно теоретическая сторона вопроса управления тиристорным модулем.
pps - следующий подобный блок соберу на твердотельных реле и не буду полоскать мозги ни себе не людям.

[mickbell]

akkima писал(а):

Прошу помощи разобраться с вроде бы понятным, но нефига не понятным зверем - тиристорным модулем (два встречно-параллельных тиристора).
Заранее прошу простить за ограниченные знания по электронике, университетов не кончали, скорее для себя изучаю. Имеется опыт сборки схем, но с тиристором столкнулся впервые. Усиленно гуглил, но то ли лыжи не едут, то ли изучать надо (чем и стараюсь заниматься).

Начнём с краткого описания алгоритма работы тиристора. Тиристор открывается, если:
1. между его анодом и катодом имеется напряжение плюсом на аноде,
2. на управляющий электрод (gate, УЭ) подано положительное напряжение достаточной величины (и, конечно, туда пойдёт ток) относительно катода.
Тиристор закрывается, если через него прекращается ток, точнее, ток через анод и катод тиристора становится меньше некоего порогового значения.

akkima писал(а):

Пытаюсь разобраться в вариантах включения тиристорного модуля.Пока что собран тестовый стенд, где вместо нормального нагревателя лампочка накаливания.
1. Вариант раз: выход 12 и выход 13 ТРМ подключаются на G1 и G2 тиристорного модуля (как сказано в мануале на ТРМ101). Все отлично, тиристор открывается, закрывается, температуру держит. Напряжение на лампочке - 220В. Почему он включается, ведь по сути нет источника напряжения, в ТРМ просто оптосимистор же стоит?

Если измерите напряжение между двумя управляющими электродами, то окажется, что оно там есть. Это - напряжение сети, подаваемое через нагрузку (нагреватель, лампочку) за вычетом падений на переходах тиристоров. Мне не очень понятно, как ток идёт через УЭ тиристора, на катоде которого положительный потенциал, возможно, там есть ещё и диод от катода к УЭ. Или ток идёт прямо сквозь переходы самого тиристора.

akkima писал(а):

2. Вариант два: выход 12 подключаю к К1, выход 13 подключаю на G2 (либо К2 и G1 соотвественно)- все включается работает. Тут вопрос - ожидаю 110В в полупериоде на лампочке - получаю 220В - почему?!

Чем и как измеряете напряжение? (При правильном измерении прибором True RMS не будет там 110 В даже при однополупериодном выпрямлении.) Замыкаете ли цепь управления другого тиристора (K2 и G2 или же K1 и G1)? Возможно, он открывается помехой.

akkima писал(а):

3. Вариант три: выход 12 подключаю к К1, выход 13 подключаю на G1 (либо К2 и G2 соотвественно) (по аналогии со старым, вышедшим из строя прибором, но там другой ТРМ) - ничего не работает и не включается - почему?!

Потому что вы уравняли потенциалы катодов и УЭ, а на УЭ для открывания нужен плюс.

akkima писал(а):

Чтобы включить тиристор мне нужно подать положительное напряжение на gate относительно катода (то бишь дать фазу на гейт, относительно нуля на катоде - ойой, чую, меня закидают за эту фразу, но грубо говоря так же и работает?) - если этот момент я правильно понимаю, то вопросы из варианта два и три отпадают, но возникает другой - почему вариант три работал в старом блоке управления (ТРМ другой, но логика выхода такая же, схема тиристорного модуля такая же).
И основной вопрос о жизни вселенной и вообще, помимо 42 - почему при втором варианте включения я имею 220В, а не 110В на нагрузке?

Проверьте: закоротите УЭ на катод этого же тиристора. Думаю, в этом случае он уже не будет открываться.

akkima писал(а):

pps - следующий подобный блок соберу на твердотельных реле и не буду полоскать мозги ни себе не людям.

А зачем? Тиристоры в отличие от твердотельных реле могут открываться в произвольный момент времени, что позволяет плавно регулировать мощность в нагрузке. Релейное управление нагревателем не всегда хорошо.

Последний раз редактировалось mickbell Чт ноя 19, 2020 20:07:02, всего редактировалось 1 раз.

[akkima]

Спасибо за ответ (:

Чем и как измеряете напряжение? (При правильном измерении прибором True RMS не будет там 110 В даже при однополупериодном выпрямлении.) Замыкаете ли цепь управления другого тиристора (K2 и G2 или же K1 и G1)? Возможно, он открывается помехой.

Напряжение снимаю обычным тестером в параллель с лампой.
Вторую цепь управления не трогаю вообще. Попробовал поэксперементировать с ним - см. ниже.

Проверьте: закоротите УЭ на катод этого же тиристора. Думаю, в этом случае он уже не будет открываться.

При подключенных к трм (k1 и g2)или(k2 и g1) попробовал как вы говорили - закоротил второй gate на катод - поведение лампочки не изменилось. Закоротил второй gate на анод - получил вечное включенную лампочку (что, впрочем, весьма логично).
Пошел дальше (ээээксперименты): вручную закоротил (ну то есть дал контакт - убрал контакт - дал контакт - убрал контакт) вторую цепь управления (к1 и g2 замыкаются трм'ом, к2 и g1 закоротил вручную) - лампочка стала чуть-чуть поярче (пять вольт разницы по тестеру)- я так понимаю открыл второй тиристор - но опять таки - ожидаю увелечение яркости в два раза, но по факту получаю лишь незначительную прибавку - почему? Или так и должно быть?

А зачем? Тиристоры в отличие от твердотельных реле могут открываться в произвольный момент времени, что позволяет плавно регулировать мощность в нагрузке. Релейное управление нагревателем не всегда хорошо.

Честно говоря - потому что с твердотельными реле работал неоднократно, а с тиристорами впервые столкнулся (но чем дальше - тем больше мне нравятся эти товарищи). Подумываю собрать два блока - один на тиристорах, другой на твердотельных - и посмотреть что из этого получится.

Исходя из всего вышесказанного:
так и остался вопрос о полупериоде при включении одного тиристора.

[HochReiter]

1) между G и K внутри тиристора резистор. Проверьте омметром в обе стороны, должно быть омов 10-100.
2) Элемент на выходе ТРМ - это оптосимистор. Симистор - СИМметричный тирИСТОР. Что-нибудь вроде MOC3043.

Открытый симистор пропускает обе полуволны. Ток идёт по цепи катод тиристора - управляющий электрод тиристора - оптосимистор - и далее. Хорошо, что лампочка маломощная, ничего не сгорело. Допустимый ток у оптосимистора - миллиампер сто, включать его рекомендуется через резистор, в мануале на ТРМ это должно быть сказано.

Глянул мануал на ТРМ: да, наличие резистора прописано.

[mickbell]

Сначала был ток в УЭ через нагрузку, но он прекратился с открыванием тиристоров: как только они открылись, ток через УЭ тут же прекращается. Вряд ли успеет погореть. Потом, те резисторы, что принято включать последовательно с УЭ, не способны ограничить ток в УЭ на вменяемом уровне во всём диапазоне углов открывания.

Добавлено after 4 minutes 19 seconds:

akkima писал(а):

так и остался вопрос о полупериоде при включении одного тиристора.

Кстати, какова мощность нагрузочной лампочки?
Мне не очень понятно, почему оно так себя ведёт. Самому бы пошшупать это дело - наверняка разобрался бы. А заочно что-то советовать - даже не знаю...

Последний раз редактировалось mickbell Чт ноя 19, 2020 20:15:10, всего редактировалось 1 раз.

[HochReiter]

Один из полупериодов тиристор закрыт, ток через УЭ течёт половину времени, для выгорания хватит. А резистор выбирается минимально возможной мощности, чтобы сгорел раньше оптосимистора после выгорания силового симистора или экспериментов с вариантами включения.

[mickbell]

Не понимаю я чего-то. Ток в УЭ есть, а тиристор не открылся? Как так? Мы какую схему рассматриваем: когда оба тиристора включены встречно-параллельно, а оптосимистор включается между двумя УЭ, или что-то другое?

[HochReiter]

Нет, с этим вариантом всё понятно. Мы рассматриваем вариант 2, когда оптосимистор включен между УЭ и А одного тиристора, а второй встречно-параллельно с неподключенным УЭ никогда не открывается. ТС ожидал увидеть один полупериод, а увидел оба: один через тиристор, второй через оптосимистор.

[mickbell]

Ага, тогда понятно. Видать, нагрузка совсем маломощная, что от оптосимистора светится, а он не помер.

[akkima]

Мощность лампочки = 75 ватт, то бишь что-то около 0,35А - обычная лампочка накаливания на 220В.
Тут и далее про варианта два.
Итак, с полупериодом разобрались вроде как. Вторая полуволна приходит через управление.
Поправьте если я не так понял - вторая полуволна приходит на G1 и с него идет дальше на К1 (силовой контакт 2)?

ps - это объясняет падение напряжение при использованиии варианта два по сравнению с вариантом раз - 5 вольт это падения напряжения на оптосимисторе в трм'е - получается так?

Если утверждение сверху = true, то как я могу получить полуволну на нагрузку с помощью этого прибора и могу ли вообще?

[mickbell]

Давайте будем учиться рисовать схемы. Хорошая принципиальная схема помогает разобраться с сутью вещей. Рисовать её я предлагаю вам. Делать это надо так.
1. Вверху один из сетевых проводов, будем считать его фазным и обзовём буквой "L" (line).
2. Он заходит на лампочку и спускается дальше, к тиристорному модулю. Рисуем модуль с вертикально расположенными тиристорами: один слева, другой справа.
3. Снизу выходит второй сетевой провод, считаем его нейтралью и обзываем буквой "N".
Я бы и сам мог это нарисовать, но я и так умею, а вам этот навык пригодится. Потом будем разбираться именно со схемой - оно гораздо нагляднее, чем пытаться понимать словесное описание, а путь тока просто показывается на ней стрелками. Управляющие электроды выведите влево.

[musor]

верная схема выглядит примерно так диоды и резисторв
между катодом и гатью -ОБЯЗАТЕЛНЫ ка и резистор ограничеваюший ток а еще при наличи реактивности нуден снабер(на схеме нет)

[mickbell]

О! мусор уже всё нарисовал. Поторопился, поторопился.

[HochReiter]

как я могу получить полуволну на нагрузку с помощью этого прибора и могу ли вообще?

Можете. Сообразить, как это сделать тоже можете. Не буду говорить как, чтобы не лишать вас удовольствия сообразить самому

[akkima]

musor писал(а):

верная схема выглядит примерно так диоды и резисторв
между катодом и гатью -ОБЯЗАТЕЛНЫ ка и резистор ограничеваюший ток а еще при наличи реактивности нуден снабер(на схеме нет)

Это наш вариант номер раз. Единственное - добавлен ограничивающий резистор на случай обрыва одного из тиристоров. Просто замыкаем два гейта и получаем радость в виде работающей лампочки. Весь ток идет через тиристоры, симисторная развязка в ТРМе вне опасности. Все пью пиво и радуются.

Добавлено after 3 minutes 51 second:

HochReiter писал(а):

как я могу получить полуволну на нагрузку с помощью этого прибора и могу ли вообще?

Можете. Сообразить, как это сделать тоже можете. Не буду говорить как, чтобы не лишать вас удовольствия сообразить самому

Хм, отбейте у меня мысль ставить диод в цепь управления между G1 и K2 параллельно управляемому тиристору. Или же это то что нужно? Вторая полуволна просто не пройдет через оптосимистор - диод не позволит?

[mickbell]

Что-то непонятное ещё есть? Там какой-то вопрос был про полуволну. Вот сейчас, смотря на схему, можете его сформулировать?

[akkima]

mickbell писал(а):

Что-то непонятное ещё есть? Там какой-то вопрос был про полуволну. Вот сейчас, смотря на схему, можете его сформулировать?

Пеинтмастер

Зеленая стрелочка - управление правым по схеме тиристором.
Красная стрелочка - первая полуволна (условно (!!) верхняя).
Фиолетовая стрелочка - вторая полуволна. Это ответ на вопрос из головного сообщения почему у меня 220 вместо 110.
Вопрос - именно так же пойдет ток?
Вопрос - как убрать фиолетовую стрелочку?

[mickbell]

Ну, например, включив последовательно с оптосимистором (между ним и резистором или ещё куда) диод. Только зачем так делать? Если вы хотите запустить в нагрузку только одну полуволну тока, то для этого совсем не обязательно отключать один из тиристоров, достаточно просто не открывать его. Но даже и это - желание направить в нагрузку одну полуволну - мне кажется надуманным и, кстати, вредным занятием. Незачем подгружать сеть переменного напряжения постоянным током. Так что я сам не буду и вам не советую этим заниматься. В вашем модуле есть два тиристорв - вот и задействуйте оба. Ну как-то так.

[musor]

если диоды не ставить к запертому переходу гати приложится недопустьимое обратка и он будет скоро быстро дегралировать(или сразу пробит)
резистор ограничиваюший ток нужен чтоб не перегрузить гати по току если полчемуто один или оба тиристора не открылись или открылись с задержкой(индуктор ка нагрука)
а резики паралелно KG исключают открытие утечками оптрона или от помех в сети
снабер 10nF 630v +39ом 2W(безиндуктивный) не показаный на схеме паралелно АК нужен если нагруза например мотор или комбинированая LR\LRC

[akkima]

mickbell писал(а):

Если вы хотите запустить в нагрузку только одну полуволну тока, то для этого совсем не обязательно отключать один из тиристоров, достаточно просто не открывать его.

Именно так я и думал, когда открыл только один тиристор, ожидая увидеть 110В, на практике же получив вторые 110В через оптосимистор по управлению. Есть ли еще варианты открыть один тиристор и не получить вторую часть волны через управление помимо установки диода в цепь управления?

Но даже и это - желание направить в нагрузку одну полуволну - мне кажется надуманным и, кстати, вредным занятием. Незачем подгружать сеть переменного напряжения постоянным током. Так что я сам не буду и вам не советую этим заниматься. В вашем модуле есть два тиристорв - вот и задействуйте оба. Ну как-то так.

В реальной схеме так и будет - оба тиристора будут задействованы. Со своим тиристорным нагревателем вы мне помогли разобраться с лихвой. Однако в процессе разборок возник интересный вопрос - как получить полуволну? Вопрос чисто теоретический.

если диоды не ставить к запертому переходу гати приложится недопустьимое обратка и он будет скоро быстро дегралировать(или сразу пробит)
резистор ограничиваюший ток нужен чтоб не перегрузить гати по току если полчемуто один или оба тиристора не открылись или открылись с задержкой(индуктор ка нагрука)
а резики паралелно KG исключают открытие утечками оптрона или от помех в сети
снабер 10nF 630v +39ом 2W(безиндуктивный) не показаный на схеме паралелно АК нужен если нагруза например мотор или комбинированая LR\LRC

Вся описанная развязка, я так понимаю, присутствует в тиристорном модуле (резисторы R1 и R2 там явно присутствуют, судя по поведению блока, предполагаю что диоды тоже установлены), кроме ограничивающего резистора на 360 Ом, который я поставлю в реальную схему в цепь управления (ну тут надо будет посчитать по ТТХ, в паспорте на ТРМ сказано, что надо ставить минимального номинала резистор, чтобы срабатывал тиристор. На тиристор заявлено 200 мА, соотвественно резистор получается на 1к1++ Ом.). Если что-то случится при открытии тиристоров - у меня выбьет этот резистор, но останется жить опторазвязка. Нагрузка чисто реактивная - тэн.