من أهم تطبيقات الثايرستور هو الثايرستور في مع دوائر التيار المتردد ودائرة
التحكم في الإنارة، وحتي يمكنك معرفة عمل الثايرستور مع دوائر التيار المتردد
بسهولة لابد من معرفة فكرة التحكم بالطاقة على أي حمل .
فكرة التحكم بالطاقة أو القدرة للحمل
نفترض أن لدينا مصدر جهد متردد وحمل معين مثل مقاومة أو لمبة أو أي جهاز مراد
تشغيله وهذا الحمل يسحب مقدار معين من التيار سوف تكون مقدار القدرة هنا تساوي
التيار×الجهد ، وفي النصف الموجب من الموجة الجيبية تكون قيمة التيار والجهد أيضا
موجبة وبالتالي القدرة تكون موجبة وتزيد بزيادة التيار والجهد وتقل بنقصان قيمة
التيار والجهد، وأما في النصف السالب من الموجة تكون قيمة التيار والجهد سالبة
وحاصل ضرب السالب في السالب يعطي أيضا قيمة موجبة ولذلك نجد ان قيمة القدرة أصبحت
أيضا موجبة.
لو وضعنا دائرة أخرى يطلق عليها مقطع التيار (عنصر يعمل على تقطيع التيار) حيث تعمل على عدم مرور التيار بشكل كامل بل توصيل جزء منه، في هذه الحالة عند بداية القطع تكون قيمة التيار تساوي صفر ثم يبدأ في الزيادة بمرور جزء من التيار، وعندما يكون التيار يساوي صفر تكون قيمة القدرة أيضا تساوي صفر ثم تزداد بزيادة التيار والجهد وتنقص بنقصانهما، لو جعلنا مقطع التيار يقطع جزء أكبر من التيار سوف تكون القدرة مقطوعة بشكل أكبر.
|
|
فكرة التحكم بالطاقة أو القدرة للحمل |
|
| مقطع التيار |
لو وضعنا دائرة أخرى يطلق عليها مقطع التيار (عنصر يعمل على تقطيع التيار) حيث تعمل على عدم مرور التيار بشكل كامل بل توصيل جزء منه، في هذه الحالة عند بداية القطع تكون قيمة التيار تساوي صفر ثم يبدأ في الزيادة بمرور جزء من التيار، وعندما يكون التيار يساوي صفر تكون قيمة القدرة أيضا تساوي صفر ثم تزداد بزيادة التيار والجهد وتنقص بنقصانهما، لو جعلنا مقطع التيار يقطع جزء أكبر من التيار سوف تكون القدرة مقطوعة بشكل أكبر.
نستنتج مما سبق أن مقدار القدرة أو الطاقة سوف يكون أقل عندما يتم قطع التيار
المار إلى الحمل بصورة أكبر، ويطلق على هذه الحالة Phase Angle Control.
لو افترضنا أن مقطع التيار هو عبارة دايود، من المعروف أن الدايود يمرر الجزء الموجب من الموجة ولا يمرر الجزء السالب وبالتالي سوف يقطع الدايود هنا تقريبا نصف الموجة السالب وبالتالي سوف نحصل على 50 % من القدرة إلى الحمل فمثلا لو كان الحمل لمبة سوف تضيء بنسبة 50 % من من ضوئها.
لو افترضنا أن مقطع التيار هو عبارة دايود، من المعروف أن الدايود يمرر الجزء الموجب من الموجة ولا يمرر الجزء السالب وبالتالي سوف يقطع الدايود هنا تقريبا نصف الموجة السالب وبالتالي سوف نحصل على 50 % من القدرة إلى الحمل فمثلا لو كان الحمل لمبة سوف تضيء بنسبة 50 % من من ضوئها.
الثايرستور مع دوائر التيار المترد
|
| الثايرستور مع دوائر التيار المترد |
لو استبدلنا الدايود بالثايرستور حيث ان الثايرستور يمكننا التحكم
بتشغيله واطفائه بسهولة عند بداية الجهد لن يعمل الثايرستور إلا بعد حدوث
النبضة وبعدها يمر التيار إلى الحمل وهذا في الجزء الموجب من الموجة، أما الجزء
السالب من الموجة لن يمر كله وبالتالي سوف نحصل على قدرة أقل إلى الحمل ونفترض
هنا أنها 35% حيث أننا إلى جانب قص النصف السالب من الموجة قمنا بقص جزء من
الموجة الموجبة.
ولو أخرنا بزيادة تشغيل الثايرستور بإعطائه نبضة على البوابة بشكل متأخر عن
بداية الموجة الموجبة سوف نحصل على قدرة أقل قد تصل إلى 10% أو حتى صفر.
ملاحظة
من عيوب الثايرستور في دوائر التيار المتردد انه يتحكم في الجزء الموجب فقط ، ولكن ما يميزه أنه يتحكم في مقدار القدرة المتجهة إلى الحمل المراد تشغيله.
كيفية إعطاء نبضة لبوابة الثايرستور
عن طريق دائرة أخرى بها دايود ومقاومتين يتم تمرير التيار من الموجة إلى الدايود فيمرر الجزء الموجب فقط من الموجة ويتم تقسيم هذا التيار على المقاومتين بقيم معينة بحيث نصل إلى القيمة التي يحتاجها الثايرستور للعمل وهو تيار البوابة على حسب الداتا شيت للثايرستور وفي هذه الحالة لن يكون هناك تأخير في النبضة عن بداية الموجة وهذا معناه أن الطاقة أو القدرة الواصلة إلى الحمل تكون مقدارها 50 %.
ويحدث التأخير للنبضة عن بداية الموجة عند استبدال المقاومة الثانية بمكثف وفي هذه الحالة سوف يمر التيار إلى المقاومة الأولى ثم إلى المكثف حتى يتم شحنه ويكون بذلك تأخير النبضة على البوابة للثايرستور بمقدار ما يستغرقه المكثف للشحن.
المصادر
دورة الالكترونيات العملية: الثايرستور مع دوائر التيار المتردد-دائرة التحكم بالإنارة
ملاحظة
من عيوب الثايرستور في دوائر التيار المتردد انه يتحكم في الجزء الموجب فقط ، ولكن ما يميزه أنه يتحكم في مقدار القدرة المتجهة إلى الحمل المراد تشغيله.
كيفية إعطاء نبضة لبوابة الثايرستور
عن طريق دائرة أخرى بها دايود ومقاومتين يتم تمرير التيار من الموجة إلى الدايود فيمرر الجزء الموجب فقط من الموجة ويتم تقسيم هذا التيار على المقاومتين بقيم معينة بحيث نصل إلى القيمة التي يحتاجها الثايرستور للعمل وهو تيار البوابة على حسب الداتا شيت للثايرستور وفي هذه الحالة لن يكون هناك تأخير في النبضة عن بداية الموجة وهذا معناه أن الطاقة أو القدرة الواصلة إلى الحمل تكون مقدارها 50 %.
ويحدث التأخير للنبضة عن بداية الموجة عند استبدال المقاومة الثانية بمكثف وفي هذه الحالة سوف يمر التيار إلى المقاومة الأولى ثم إلى المكثف حتى يتم شحنه ويكون بذلك تأخير النبضة على البوابة للثايرستور بمقدار ما يستغرقه المكثف للشحن.
المصادر
دورة الالكترونيات العملية: الثايرستور مع دوائر التيار المتردد-دائرة التحكم بالإنارة