SCR का उपयोग कर पावर कंट्रोल

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एससीआर

SCR या सिलिकॉन नियंत्रित रेक्टिफायर एक 3 पिन डिवाइस है, जिसमें तीन बुनियादी टर्मिनल- एनोड, कैथोड और गेट हैं। गेट टर्मिनल एनोड-कैथोड वोल्टेज के आवेदन के लिए नियंत्रण टर्मिनल है। आमतौर पर सिलिकॉन का उपयोग इसके कम रिसाव वाले करंट के कारण किया जाता है। कैथोड और एनोड पर लागू वोल्टेज की ध्रुवीयता यह तय करती है कि उपकरण आगे के पूर्वाग्रह या रिवर्स पूर्वाग्रह में है और गेट वोल्टेज एससीआर के चालन का निर्णय करता है। दूसरे शब्दों में, जब एससीआर पर फॉरवर्ड पूर्वाग्रह लागू किया जाता है, उचित पॉजिटिव गेट वोल्टेज लागू होने के बाद, डिवाइस का संचालन शुरू होता है और केवल तभी चालू होता है जब डिवाइस के माध्यम से करंट को होल्डिंग करंट से कम किया जाता है। इस प्रकार एससीआर का उपयोग स्विच के रूप में किया जा सकता है।

एससीआर फायरिंग:

गेट वोल्टेज के अनुप्रयोग को फायरिंग के रूप में जाना जाता है।




एससीआर फायरिंग के प्रकार:

आम तौर पर, दो प्रकार की गोलीबारी होती है:

  • शून्य वोल्टेज क्रॉस ओवर फायरिंग: ज़ीरो-क्रॉसिंग कंट्रोल मोड (जिसे फास्ट साइक्लिंग, इंटीग्रल साइकल, या बर्स्ट फायरिंग भी कहा जाता है) SCR को केवल तभी चालू करता है जब साइनसॉइडल वोल्टेज का तात्कालिक मान शून्य होता है।
  • चरण कोण नियंत्रण विधि: चरण कोण विविध है, अर्थात गेट दालों के आवेदन में एक निश्चित समय की देरी होती है और चालन नियंत्रित होता है।

फायरिंग सर्किट:

फायरिंग सर्किट की विशेषताएं:

  • फायरिंग सर्किट को उचित इंस्टेंट पर thyristor के लिए ट्रिगर दालों का उत्पादन करना चाहिए।
  • फायरिंग सर्किट और थाइरिस्टर के बीच विद्युत अलगाव की आवश्यकता है। यह एक पल्स एम्पलीफायर या एक ऑप्टोइसोलेटर का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है।

फायरिंग सर्किट के प्रकार:

  • आर-फायरिंग सर्किट:

आर-फायरिंग सर्किट



  • RC फायरिंग सर्किट:

आरसी फायरिंग सर्किट

  • UJT फायरिंग सर्किट:

UJT फायरिंग सर्किट

फायरिंग कोण:

SCR चालू होने पर चक्र की शुरुआत से डिग्री की संख्या फायरिंग कोण । कोई भी SCR किसी विशेष बिंदु पर आयोजित करना शुरू कर देगा एसी स्रोत वोल्टेज । विशेष बिंदु को फायरिंग कोण के रूप में परिभाषित किया गया है। चक्र में पहले SCR चालू है, अधिक से अधिक लोड पर लागू वोल्टेज होगा।

फायरिंग एंगल

एससीआर ने एलवुड गिलिलन द्वारा रेक्टिफायर को नियंत्रित किया

फायरिंग कोण नियंत्रण:

फायरिंग एंगल कंट्रोल का उपयोग एससीआर को शक्ति के अनुप्रयोग को नियंत्रित करके, प्रशंसक मोटर्स की गति को नियंत्रित करने, एक बल्ब की तीव्रता को नियंत्रित करने जैसे अनुप्रयोगों में किया जा सकता है। एससीआर में गेट दालों के आवेदन के समय को अलग करके फायरिंग कोण नियंत्रण प्राप्त किया जाता है। रिमोट इनपुट द्वारा तय किए गए समय पर SCR के गेट टर्मिनल पर वोल्टेज लागू किया जा सकता है।

मूल रूप से फायरिंग कोण को नियंत्रित करने का मतलब है कि एसीआर सिग्नल तरंग पर बिंदु का प्रबंधन जब एससीआर को ट्रिगर किया जा रहा है या दूसरे शब्दों में, एसी सिग्नल वेवफॉर्म के अनुरूप समय जब एससीआर गेट को डीसी आपूर्ति वोल्टेज दिया जाएगा। आम तौर पर एक एससीआर को ट्रिगर करने के लिए हम ऑप्टोइसोलेटर का उपयोग करते हैं। एक साधारण बिजली एप्लिकेशन सर्किट के लिए, जहां कोई बिजली नियंत्रण की आवश्यकता नहीं होती है, सामान्य रूप से शून्य-क्रॉसिंग डिटेक्टर या ऑप्टोइसोलॉटर जिनके पास शून्य-क्रॉसिंग डिटेक्टर होते हैं, जिनके द्वारा एससीआर को एसीफॉर्मफॉर्म के शून्य क्रॉसिंग स्तर पर ट्रिगर किया जाता है। पावर कंट्रोलिंग एप्लिकेशन से जुड़े अन्य अनुप्रयोगों के लिए, दालों का उपयोग करके गेट को चालू किया जाता है और एससीआर के स्विचिंग को नियंत्रित करने के लिए और तदनुसार एससीआर की शक्ति को नियंत्रित करने के लिए फायरिंग कोण भिन्न होता है।


गेट करंट के अनुप्रयोग में देरी से फायरिंग कोण या SCR के चालन का परिवर्तन दो तरीकों से किया जा सकता है:

  • चरण शिफ्टिंग गेट नियंत्रण : यह 0 से 180⁰ चालन में देरी का कारण बनता है। एनोड-कैथोड वोल्टेज के संबंध में गेट वोल्टेज के चरण कोण को बदल दिया जाता है। दूसरे शब्दों में, एनोड वोल्टेज के साथ गेट वोल्टेज को चरण से बाहर लागू किया जाता है।

आमतौर पर, कैपेसिटेंस या इंडक्शन का उपयोग इस उद्देश्य के लिए किया जाता है। एलआर संयोजन में, वर्तमान वोल्टेज को ढीला करता है, जबकि, आरसी संयोजन में, वर्तमान में वोल्टेज का नेतृत्व करता है। रोकनेवाला आर भिन्न होता है ताकि चरण कोण अलग हो सके जिससे एनोड वोल्टेज से गेट वोल्टेज देरी हो।

चरण शिफ्टर के रूप में उपयोग किए जाने वाले विभिन्न सर्किट निम्नानुसार हैं:

डिजिटल रूप से नियंत्रित चरण शिफ्ट

डिजिटल रूप से नियंत्रित चरण शिफ्ट

चरण शिफ्ट थरथरानवाला

चरण शिफ्ट थरथरानवाला

  • पल्स ट्रिगर: गेट टर्मिनल पर दाल देकर गेट वोल्टेज भी लागू किया जा सकता है। चालन में भिन्नता प्रदान करने के लिए दालों का कर्तव्य चक्र विविध हो सकता है।

दलहनों को UJT का उपयोग करके या 555 टाइमर का उपयोग करके उत्पन्न किया जा सकता है।

पल्स जनरेटिंग सर्किट टाइमर 555 का उपयोग कर

टाइमर 555 का उपयोग करके पल्स जनरेटिंग सर्किट

फायरिंग कोण नियंत्रण और इसके अनुप्रयोग का कार्य उदाहरण

ब्लॉक डायग्राम पावर कंट्रोल को प्राप्त करने के लिए बैक टू बैक SCRs के लिए फायरिंग एंगल कंट्रोल दिखा रहा है

ब्लॉक डायग्राम पावर कंट्रोल को प्राप्त करने के लिए बैक टू बैक SCRs के लिए फायरिंग एंगल कंट्रोल दिखा रहा है

उपरोक्त ब्लॉक आरेख प्राप्त करने के लिए प्रणाली का प्रतिनिधित्व करता है प्रेरण मोटर को बिजली नियंत्रण बैक टू बैक SCRs के लिए फायरिंग एंगल कंट्रोल का उपयोग करना।

इस प्रणाली में फायरिंग कोण नियंत्रण कैसे प्राप्त किया जाता है, इस बारे में विवरण में जाने से पहले, हम एससीआर के बैक-टू-बैक कनेक्शन पर एक त्वरित नज़र डालते हैं।

यहाँ एक वीडियो बैक-टू-बैक SCR कनेक्शन है।

एक बैक टू बैक एससीआर कनेक्शन का उपयोग एसी सिग्नल के दोनों आधे चक्रों में लोड को एसी बिजली प्रदान करने के लिए किया जाता है। प्रत्येक एससीआर से दो ऑप्टोइसोलॉटर जुड़े होते हैं। एसी सिग्नल के पहले आधे चक्र में, एससीआर में से एक ऑप्टोइसोलेटर का उपयोग करके ट्रिगर होने के बाद आयोजित होता है और वर्तमान को लोड से गुजरने की अनुमति देता है। दूसरे आधे चक्र में, दूसरे SCR के विपरीत दिशा में जुड़ा एक और SCR, दूसरे ऑप्टोइसोलेटर का उपयोग करके ट्रिगर हो जाता है और करंट को प्रवाह में आने देता है। इस प्रकार लोड को दोनों आधे चक्रों में एसी बिजली मिलती है।

इस प्रणाली में, एससीआर को एक एलईडी और एक ट्राइक के संयोजन वाले ऑप्टोइसोलरेटर का उपयोग करके ट्रिगर किया जाता है। जब दालों को एलईडी में लगाया जाता है, तो यह प्रकाश उत्सर्जित करता है जो TRIAC पर गिरता है और इसका संचालन होता है, जिससे ऑप्टोइसोलरेटर से SCR तक आउटपुट दालों का उत्पादन होता है। सिद्धांत में आसन्न दालों के बीच की आवृत्ति को अलग करके दालों के आवेदन की दर को नियंत्रित करना शामिल है। एक माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग ऑप्टोइसोलॉटर को दालों को प्रदान करने के लिए किया जाता है जो पुश बटन इनपुट पर आधारित होता है। कितनी बार पुश बटन दबाया जाता है, दालों के आवेदन में देरी की मात्रा तय करता है। उदाहरण के लिए, यदि पुश बटन को एक बार दबाया जाता है, तो माइक्रोकंट्रोलर नाड़ी के अनुप्रयोग को 1ms तक बढ़ा देता है। इस प्रकार जिस कोण पर SCR ट्रिगर होता है, उसी के अनुसार नियंत्रित होता है और लोड करने के लिए AC पावर का अनुप्रयोग नियंत्रित होता है।

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