Är det ingen som använt tyristorer?

[Iqbad]

Vad är för och nackdelarna med att använda tyristorer istället för trafo+dioder?

Min lärare i eltekniska system trodde atyt det skulle bli billigare med tyristorer, samt att kvalitetn tillsammans med kondensatorbrygga borde vara likvärdig. Vad säger ni som bygger hifi-grejer?

Borde man inte kunna ställa in den önskade likspänningsnivån för att tex "öka" effekten från ett slusteg något när man vill?

[silvervarg]

Jag har haft liknande funderingar. Trafon är ofta både stor, tung och dyr så om man kan slippa den är mycket vunnet.
Nackdelen med tyristorer är:
Om logiken för att styra dem trilskas så får man full spänning in, dvs klart obra. Massor kan gå sönder etc. Dessutom är det nog inte så säkert ur elsäkerhetssynpunkt, så det kan bli svårt att lyckas CE-märka en apparat med denna teknik för försäljning.
Klippningen av spänningen ger troligen övertoner som kan vara lite besvärliga beroende på användningsområde samt att de i värsta fall kan ge radiofrekvenser ut.

Om allt lyckas bra så fungerar det nog fint, men kanske inte något som amatörer bör ge sig på. Eftersom jag betraktar mig själv som ammatör så avstår jag (i alla fall tills vidare). Jag har dock planer på att prova lite tyristorer i enklare saker framöver.

[Svante]

Jag tror det är ruskigt lätt att det börjar surra.

[Iqbad]

Ja, det skall tydligen bildas en del övertoner men dessa skall gå att fixa bort (hur bra vet jag inte) med filter.

Min lärare påstår att det redan sitter tyristorer i moderna apparater (jag har dock aldrig sett några) och att det funkar jävligt bra, vore kul att prova! Vad kostar motsvarande delar för att bygga strömförsörjning med tyristorer tro?

[rikkitikkitavi]

que?

thyristorer är styrda strömriktare. Tänk dig en transistor fast de har bara av/på. Fast det vet du ju redan. bara för alla andra...

De kan endast användas till att styra när strömmen släpps genom alltså. En vanlig transformator (ringkärna /EIkärna) är inte så lätt att styra med thyristorer , sk fasvinkelstyrning. Det blir titaniska strömpulser som bränner säkringar och thyristorer , alternativt ohemulska spänningstoppar som slår ut all elektronik... trust me, jag har lekt en del med fasvinkelstyrning av transformatorer till nätaggregat mm.
Surra... det är bara förnamnet. Har ni hör en transformator som matas med för hög spänning så att järnet börjar gå i mättning? Då märker man skillnaden på billiga transformatorer med dåligt impregnerade lindningar (som kan vibrera) och bra transformatorer...

Du kan förvisso ersätta dioderna mellan transformator och kondensatorer men du tjänar inget på det. Du vill att dioden skall leda ström så lång tid som möjligt för att begränsa laddningsströmpulsens styrka (i stora elytbankar kan det gå hundratals ampere i pulser) , alltså 100% på, 0% av. Då kan thyristorn ersättas med en diod.

/rickard

[Iqbad]

que?

thyristorer är styrda strömriktare. Tänk dig en transistor fast de har bara av/på. Fast det vet du ju redan. bara för alla andra...

De kan endast användas till att styra när strömmen släpps genom alltså. En vanlig transformator (ringkärna /EIkärna) är inte så lätt att styra med thyristorer , sk fasvinkelstyrning. Det blir titaniska strömpulser som bränner säkringar och thyristorer , alternativt ohemulska spänningstoppar som slår ut all elektronik... trust me, jag har lekt en del med fasvinkelstyrning av transformatorer till nätaggregat mm.
Surra... det är bara förnamnet. Har ni hör en transformator som matas med för hög spänning så att järnet börjar gå i mättning? Då märker man skillnaden på billiga transformatorer med dåligt impregnerade lindningar (som kan vibrera) och bra transformatorer...

Du kan förvisso ersätta dioderna mellan transformator och kondensatorer men du tjänar inget på det. Du vill att dioden skall leda ström så lång tid som möjligt för att begränsa laddningsströmpulsens styrka (i stora elytbankar kan det gå hundratals ampere i pulser) , alltså 100% på, 0% av. Då kan thyristorn ersättas med en diod.

/rickard

Genom att variera alpha-värdet (när tyristorn skall tända) så kan man ju variera medelvärdet på den likriktade spänning som man bildar om man har en brygga av något slag. Beroende på alpha ändras ju också toppvärdet på spänningn (om man väljer att tända efter 90 grader). Då borde man med hjälp av en kondensatorbank kunna få en ganska fin likspänning med ställbar nivå.

Då behöver man ju ingen trafo alls, eller har jag fattat nåt fel?

edit: spänning

[manw]

I eluttaget är den ena polen 0-an ansluten till jord, och den andra får då ett topp-topp värde på dubbla toppspänningen. Försöker man då helvågslikrikta denna kommer den likriktade spänningen att relativt jord få en växelspänningskomponent på detta topp-topp värde +/- 320V ca. Man klarar sig därför aldrig utan någon form av transformator.

I switchade nätdelar t.ex. i datorer så likriktar man växelspänningen direkt, och låter den "flyta" enligt beskrivet ovan. Sedan hackar man upp likspänningen igen, men med en högre frekvens och kan då använda en mycket mindre transformator. Högre frekvens => Klarar sig med mindre induktans utan att kärnan mättas.

Vet inte riktigt vad man i regel använder, om det är bipolära transistorer eller mosfetar, men jag tror thyristorer är vanligare för grövre applikationer t.ex. motorstyrningar etc.

Det går nog aldeles utmärkt med ett switchat nätagregat, likt i en dator, för ett slutsteg. Skulle ju vara på sin plats i ett switchat slutsteg exempelvis. Man har nog högre krav på filtreringan än för en dator hursomhelst. Med en switchad nätdel kan man ju lägga switchfrekvensen över det hörbara området till skillnad från nätbrummet.

I glödljusregulatorer så förutom vid vilket toppvärde thyristorn triggar så utnyttjar man ju det faktum att glödtråden och ögat ger en medelvärdesbildning/lågpassfiltrering av blinkningarna, varför man kan ha en sådan enkel krets för detta.

[rikkitikkitavi]

ok, jag fattar hur du tänkte.
i switchade nätaggregat används i huvudsak mosfet transistorer för de
är billigast och tåligast samt är enklast att driva (relativt) .
Samt snabba för riktigt höga switchfrekvenser och har låga förluster .

Motorstyrningar som använder fasstyrning (som i en dimmer ) använder thyristorer men det fungerar bara på låga frekvenser.

I frekvensomriktare likriktas växelspänningen och denna switchas sedan med vanligtvis IBGT transistorer a något tiotal kHz och detta filtreras sedan att ge typiskt 25-100 Hz ut och varierande spänning till motorn.

IGBT är kraftigare än mosfet och har lägre förluster för stora strömmar men klarar inte riktigt lika höga frekvenser.

Ett switchat nätaggregat hade varit intressant. det finns varianter som ger små rippelspänningar på utgångarna så mindre mängder störningar kommer ut (CUK , zero voltage/current switchning) till skillnad från vanliga push pull kopplingar osv. Filtrering mm för att undvika störningar är dock inte lätt, men fördelen är att nätaggregatet kan ges en varierande utspänning tex för effektförstärkare (är det klass någonting) layout mm gör dock att det blir klurigt att få det lika störningsfritt som trafo+dioder+kondensatorer a 50 hz.

[Iqbad]

Jag är inte helt med på om vi pratar om samma saker här. Ett switchat aggregat låter som om man likriktar och sedan bildar PWM våg av nåt slag? Då får man ju samma toppnivåer på spänningen.

Jag har ritat en bild :)


Sinusvåg längst upp som där vi kan ställa alphavärdet till tyristorn. Ökar vi alpha så minksar toppen på det likriktade i den andra grafen. Med kondensatorer (längst ned) borde vi få en hyfsat jämn nivå, stämmer inte det?

[rikkitikkitavi]

visst får du det, eftersom kondensatorn motsätter sig snabba spänningsändringar så kommer den att glätta spänningen.

Nackdelen är att om kondensatorn har en spänning på ca 40 V över sig och du öppnar thyristorn när det spänningen är 200 V är det bara serieresistanserna som begränsar laddningsströmmen...
alltså måste du ha något som begränsar denna , helst förlustfritt , dvs en induktans . Då du arbetar med 50 Hz, och det blir likström måste induktansen ha en stor kärna för att inte mättas... alltså blir det i praktiken en stor transformatorkärnalindad induktans.

så då är du tillbaka igen...

förutom potentialproblemet alltså.. .

/rickard

[Iqbad]

Nackdelen är att om kondensatorn har en spänning på ca 40 V över sig och du öppnar thyristorn när det spänningen är 200 V är det bara serieresistanserna som begränsar laddningsströmmen...

/rickard

Varför skulle jag ha 200V när jag öppnar tyristorn? Ökar jag alpha så kan jag ju i princip ha 0V när tyristorn öppnas.

[rikkitikkitavi]

200V var bara ett exempel. Beroende på när i växelspänningens cykel kommer du ha olika spänningar men absoluta merparten av cykeln ligger spänningen ganska högt. Ju högre desto mera "broms" måste du ha på strömpulserna. 50V(90V när du öppnar thyristorn) och 0,1 ohms impendans ger 500A...

Men för att få en viss medelspänning över kondensatorn (i kombination med en viss impendans ) måste du ha ett visst alfa, så du har inte total frihet att välja alfa utan det beror på dina komponenter.

Du kommer behöva stora kondensatorer för att inte ha stor rippelspänning över kondensatorn eftersom du endast laddar dem en bråkdel (alfa/180 grader) av cykeln. Det gör att du har låg impendans i dessa. (dessutom tål de strömpulserna bättre)


Sätter du dit en induktans måste du ha thyristorn ledande en längre tid eftersom strömmen begränsas, men å andra sidan minskar belastningen på komponenterna. Inte heller elektrolytkondensatorerna tycker inte om dessa ohemulska strömpulser. Ju större induktans desto mera tid måste ju thyristorn leda, men samtidigt begränsas strömmen.

(jag utgår från att du inte vill ha en resistor eftersom du bränner bort massor av effekt i denna)

Det blir kraftiga rippelströmmar även meden vanlig diodbrygga (vars alfa = 0 ) kan man med tex 10-20 mF och en kontinuerlig ström på ca 5 A på toppar på 50A (korta sådana förvisso)

Jag rekommenderar att om du har möjlighet så testar du att simulera uppkopplingen.

Förutom avsaknad av isolering mot nätet (som i sig är no-no) finns det inget principiellt skäl till att det inte fungerar, men det är komponenterna som sätter gränserna. Troligtvis får du köpa en thyristor som kostar mer än en ringkärnetransformator. Till det kommer bästa sortens elektrolytkondensatorer som klarar strömpulserna.

MVH Rickard

[lilltroll]

Om man nu är storkonsunsument på el så finns det gränser för hur mycket man får snuska ner nätet med övertoner.

Gäller inte även det apparater till privatpersoner?

Även om det inte brummar i den tänkta stereon, så ska det ju inte börja brumma i köksradion istället.

En gammal handborrmaskin kan ju ge härliga effekter i husets Audio-Video utrustning.

[Naqref]

Om man nu är storkonsunsument på el så finns det gränser för hur mycket man får snuska ner nätet med övertoner.

Gäller inte även det apparater till privatpersoner?

Jodå det har gällt några år. PCF har jag för mig den korrekta förkortningen för den teknologi för switchade komponenter som säkerställer att störningarna ut på nätet är tillräckligt låga.

[rikkitikkitavi]

PCF är power factor control väl?

dvs man ser till att det switchade nätaggregatet (som är en starkt kapacitiv) last har en fasförskjutning på nära noll.

Iqbads exempel är en last som har en mycket dålig effektfaktor, dvs stark fasförskjutning mellan ström o spänning. För små hemmabyggen spelar det ingen större roll, men när en massafabrik drar igång alla sina 40 MVA elmotorer å en gån tycker inte elnätet om det... (förutom då att starteffekten kanske är 400 MVA under några perioder)

switchade nätaggregat är också kapacitiva laster (det är ju en likriktare+ elektrolyter på ingången)

Generatorerna i kraftverket måste ju producera V*A effekt men i elmätarna registreras bara V*A* cos thäta , så det blir en massa spilleffekt i elkablar , transformatorer mm.

Man brukar ju sätta filter (common mode oftast) på ingången som hindrar störningar att fortplanta sig baklänges ut på elnätet. Vissa störningar kommer dock ut även som radioenergi...

Triacs som används i tex lampdimmers har ju en tendens att generara mycket övertoner vid tillslag och billiga dimmers har ofta dålig filtrering..,

[silvervarg]

Höga startströmmar ger som nämnts stora problem med att komponenterna inte tycker om för höga strömmar.
Om man istället låter tyristorn öppna vid nollgenomgång och håller den öppen en kort tid. Skulle man då slippa alla dessa problem?
Får man andra problem då man försöker stänga tyristorn vid t.ex. 100V spänning in?
Spänningen över tyristorn bör väl ändå bara bli skillnaden mellan inspänning och kondensatorbanken, vilket borde bli en betydligt mindre spänning?

[rikkitikkitavi]

en thyristor slutar inte leda när den väl fått sin startpuls, inte förrän strömmen sjunker under ett visst värde (typsikt 50 mA för en större sådan)

så om man öppnar vid nollgenomgången så kommer thyristorn leda till nästa nollgenomgång.

Men man kan givetvis använda en transistor istället.

och det bör ge en mindre strömpuls eftersom man bygger upp laddningen successivt, mera i nivå med en vanlig diodbrygga.

Minsta induktans i kretsen gör dock att ett för snabbt stopp ger spänningsspikar , delvis dämpade av kondensator bank men thyristorn måste dock skyddas.

/rickard