17ELEKTROTEXNIKA VA ELEKTRONIKA SOHASIDA KUCH TIRISTORLARINI BOSHQARISHDA OPTOELEKTRONLI ELEKTR
ZANJIRLAR TADQIQI
Dilmurod Shuxratovich Xushvaqtov Raxmatillo Choriyevich Karimov
Islom Karimov nomidagi Toshkent davlat texnika universiteti
raxmatillo82 @mail .ru
ANNOTATSIYA
Maqolada elektrotexnika va elektronika sohasida kuch tiristorlarini optoelektronli rezistiv zanjirlar yordamida boshqarish masalasi ko'rib chiqilgan. Optron elementlarni qo'shimcha vositalar yordamisiz elektr zanjirlarining boshqarish tizimida boshqaruv zanjirlari sifatida elektron boshqarishning asosiy mohiyatlari haqida ma'lumot berilgan. Shu bilan birga optoparaning volt-amper xarakteristikasi va o'zgaruvchan tokli bir fazali statik o'chirgichni optoelektronli rezistiv zanjirlari bilan boshqarish sxemasi tajribadan o'tkazilib, asosiy xarakteristikalari keltirilgan.
Kalit so'zlar: Optron, volt-amper xarakteristika, tiristor, diod, impuls, diodli ko'prik, boshqaruv elektrodi, tumbler, kontaktsiz uzgich, kondensator, chegaralovchi qarshilik (rezistor).
ABSTRACT
The article deals with the issue of controlling power thyristors using optoelectronic resistive circuits in the field of electrical engineering and electronics. Information on the basic essence of electronic control of optron elements as control circuits in the control system of electric circuits without the help of additional tools is provided. At the same time, the volt-ampere characteristic of the optocoupler and the control scheme of the alternating current single-phase static circuit breaker with optoelectronic resistive circuits were tested and the main characteristics were presented.
Keywords: optocoupler, volt-ampere characteristics, thyristor, diode, impulse (signal), diode bridge, electrode control, toggle switch, proximity switch, capacitor, limiting resistance (resistor).
KIRISH
Optron texnikasining rivojlanishi, dunyo sanoati ishlab chiqarishiga katta imkoniyatlar yaratdi. Bugungi kunda optronlar
July, 2023
12
o'zining ajoyib xususiyatlari bilan elektron boshqarish apparaturasida yanada ko'proq ishlatilmoqda. Optronli elementlarning qo'llanishi, qo'shimcha vositalar yordamisiz kuch tiristorlarining boshqarish tizimidagi boshqaruv zanjirlari va kuch zanjirlarining elektron yechimlariga imkon beradi.
Optronlar - bu shunday optoelektron uskunalarki, unda bir-biri bilan konstruktiv bog'langan foto qabul qiluvchi va nur uzatgich mavjud.
Elektrotexnika va elektronika sohasida optronli uskunalar texnikasi ikki guruhga bo'linadi. Ya'ni birinchi guruh - optopara, nur tarqatuvchi va fotoulagich elementlaridan hamda ikkinchi guruh - optoelektronli integralli mikrosxema-kuchaytiruvchi uskunalar bir nechta yoki bitta elektronga ulangan bir nechta yoki bitta optoparadan tashkil topgan.
Konstuktiv tuzilish bo'yicha optronlar - yarimo'tkazgich va integral sxemalardan ajralmaydi. Optoparalar va optoelektronli mikrosxemalar kirish va chiqish qismlarining aloqasi nurli signallar yordamida bo'lishi bilan ajralib turadi.
Shuningdek, elektrotexnika va elektronika sohasida optronlarning asosiy ajraluvchi mohiyatlari quyidagilardan iborat:
- kirish va chiqish signallari orasidagi ideal elektr (galvanik) yechimini ta'minlab beradi;
- elektron ob'ektlarni kontaktsiz boshqaruvini amalga oshirish imkoniyatini mavjudligi, boshqaruv tizimini konstruktiv yechimlarining moslanuvchanligi;
- optik kanal bo'yicha ma'lumotning bir yo'nalishida tarqalishi va qabul qiluvchining nur uzatgichga teskari ta'sirining yo'qligi;
- boshqaruv tizimida signal berishni ta'minlab beruvchi boshqaruv toklarining kichikligi;
- optron zanjiri bo'ylab, doimiy va impulsli signalni uzatish imkoniyatining mavjudligi;
- optik materialga optik kanalning ta'sir etish yo'li bilan chiqish signalini boshqarish imkoniyatidan har-xil turdagi datchiklarni ishlab chiqarish mumkinligi;
- foto qabul qiluvchi funksional mikroelektronli uskunalarni ishlab chiqish imkoniyatini mavjudligi;
- optronlarni ishlatishda optik kanallarning kuchli elektromagnit maydonlarining ta'sirchanligi;
- boshqa turdagi yarimo'tkazgichli va mikroelektronli uskunalar bilan fizikaviy, konstruktiv va texnologik mos keluvchanligi.
Optron galvanik yechim elementi - maksimal kuchlanish (Umaks) va yechimli qarshilik (Ryechim) hamda o'tish sig'imi (C0^) bilan tavsiflanadi.
July, 2023
13
ISSN: 2181-1385 ISI: 0,967 | Cite-Factor: 0,89 | SIS: 1,9 | ASI: 1,3 | SJIF: 5,771 | UIF: 6,1
Elektrotexnika va elektronika sohasida optronlarning muhim qo'llash sohalaridan biri bu - katta quvvatli kuch zanjirlarini optik va kontaktsiz boshqaruv imkoniyatini mavjudligi.
Elektronika uskunalarning umumiy klasifikatsiyasi bo'yicha, optoparalar yarimo'tkazgichli uskunalarga, optron mikrosxemalar esa gibridli integral sxemalar sinfiga kiradi. Optoparalar diodli, tiristorli va tranzistorlilarga bo'linadi, optronli mikrosxemalar esa, optoparalarning bir bazasi sifatida ishlatiladi.
Tiristorli optoparaning chiqish volt-amper xarakteristikasi - oddiy tiristorlar-ning volt-amper xarakteristikasiga o'xshaydi.
ADABIYOTLAR TAHLILI VA METODOLOGIYA
Tiristorli optoparaning parametri - bu nurlanuvchi dioddan o'tayotgan kirish tokidir. Kirish toki, ya'ni boshqaruv tokida volt-amper xarakteristikaning «to'g'rilanishi» kuzatiladi, bu narsa fototiristorning yoqilgan holatiga bog'liqdir. Optoparaning kirish signalini vaqti, boshqaruv tokiga bog'liq. Boshqaruv impulsi amplitudasi kuchaytirilgan tartibdagi tiristorli optoparalarning ishlash vaqtida, yoqish vaqtini pasayishiga erishilsa, o'chirilish vaqti 20-30% ga ko'payadi.
Ishlab chiqarish jarayonlarini kompleks avtomatlashtirishda, zamonaviy diskret boshqaruv tizimini amalga oshirish talab etiladi. Bularni kontaktsiz optoelektron zanjirlari bazasi asosida bajarsa bo'ladi.
Optron elementlarini kuch tiristorlarining boshqaruv zanjirida qo'llaganda, ularning ish tartiblarini rostlash imkoniyatini ko'rib chiqamiz.
1-rasmda o'zgaruvchan tokli bir fazali kontaktsiz statik o'zgich sxemasi ko'rsatilgan. Ushbu sxemada VD1-VD4 diodli ko'prikning diagonaliga rostlangan tokda yoqiladigan, bitta VT tiristor, o'zgaruvchan kuchlanish manbaiga VD1-VD4 diodli ko'prikni Ryuk yuklama bilan ketma-ket ulangan.
1-rasm. Bir fazali statik kontaktsiz uzgich sxemasi
July, 2023
Yuklamani tarmoqqa ulash uchun kuch tiristorining boshqaruv elektrodiga o'zgarmas tokning musbat impulsini berish kerak. Bu vaqt oralig'ida tiristor o'zgaruvchan kuchlanishning butun davri davomida ochiq holatda bo'ladi va yuklamadan o'zgarmas tokning ikkita yarim davri oqib o'tadi. Tokning bitta yarimdavri Ryuk, VD1, VT, VD3 zanjiri bo'ylab va ikkinchi yarim davri VD2, VT, VD4, Ryuk zanjiri orqali oqib o'tadi. Boshqaruv signali o'chirilganidan so'ng tiristor yopiladi va yuklama tarmoqdan o'chiriladi.
Kuch tiristori holatini boshqarish uchun VU optotiristor ishlatiladi. Optoparaning diodli zanjiri yarimo'tkazgichli diod yordamida tarmoqda yoqiladigan kondensatorga chegaralovchi qarshilik (rezistor) R orqali ulanadi. Bunday zanjirda, kirish kuchlanishining butun davrida sig'imdagi kuchlanish o'zgarmas bo'ladi.
Shunday qilib, V tumbleri berk paytida optoparaning diodli zanjiriga signal beriladi va optoparaning tiristorli qismi ochiladi. Rboshq. qarshiligi orqali tiristorning ochilishiga impuls beriladi. Rboshq. qarshiligining qiymatini quyidagi formula bo'yicha aniqlansa bo'ladi:
_ 0,05U^ - U V6o»K - (1,1,1,2)homK
r> __6omK ^
6omK sit -t -r , Q
bu yerda: Um - ta'minlash manbai kuchlanishining amplitudasi, V; Uboshq. - hoshq. tokiga muvofiq bo'lgan, boshqaruv elektrodi va katod orasidagi kuchlanish, V; Iboshq. - tiristorni ochadigan boshqaruv elektrodi zanjiridagi o'zgarmas tok, A.
Tumbler ochilgan vaqtda tiristorning boshqaruv zanjiri kontaktsiz o'chiriladi. Tumbler funksiyasini asosan elektrik, elektromexanik yoki mexanik uskunalar bajaradi. Birinchi holda, kuchlanish, nur, harorat, bosim va boshqa ta'sir ostida ishlaydigan datchikli kichik quvvatli asosiy elektron uskunasi bo'lishi mumkin. Shunday qilib yuklamadagi quvvatni boshqarishni signal bajaradi.
Yuklamani kontaktsiz o'chirish sxemasi quyidagi elementlar bazasida yig'ilgan: KU201I - tiristor; D226B - diod; R=15 Q, Ryufe=820 Q va Rb.=900 Q qiymatli qarshiliklar, C=10 mkF sig'imli kondensator hamda VU-AOU103V tipli tiristorli optopara.
Optron bazasidagi 0,1 Vt quvvatli boshqaruv tizimi yordamida, 450 Vt quvvatli yuklama kommutatsiyasini bajarish mumkin. Katta tokli tiristorlarni yordamida yanada katta quvvatli yuklamalarning kommutatsiyasini bajarish mumkin.
Optotranzistorli kontaktsiz kuchlanish rele sxemasini ko'rib chiqamiz (2-rasm). Kuchlanish relening kuch qismi, VD2 ko'prik sxemasida ko'rsatilgan.
Undagi VT kuch tiristori tarmoqqa Ryuk. yuklama orqali ulangan. VT kuch tiristorini boshqaruv zanjiri R3, R4 qarshiliklar va VDi diodli ko'prik orqali ulangan. O'zgarmas tok - /b0Shq., ya'ni
July, 2023
kirish signali yo'q vaqtida VU optron fototranzistori yopiq, boshqaruv toki R3, R4 va VT elektrodining boshqaruv tiristoriga uzatiladi (kuchlanish relesini kontaktsiz yoqilganligi-ni bildiradi).
Ryu
2-rasm. Optotranzistorli kontaktsiz kuchlanish rele sxemasi
Iboshq. svetodioddan chiqqan nurlanish yordamida fototranzistor ochiladi hamda tiristorning boshqaruv toki VP\ va R3 zanjiri orqali o'tadi. R4 qarshiligi bo'ylab kichik tok oqib o'tadi, u VT tiristorining ochiq holatda bo'lishi uchun etarli emas va tiristor yopiladi, ya'ni kuchlanish relesi kontaktsiz o'chirilgan hisoblanadi. Kontaktsiz kuchlanish relesining sxemasi quyidagi elementar bazasida bajarilgan: KU201I tipli tiristor; KS-402V tipli diodli ko'prik; Ri=100 Q, R2=510 Q, R3=5,1 Q, R4=330 Q, R4=820 Q qiymatli qashiliklar va VU-30T110G tipli optotiristor.
Ilmiy-tadqiqot yo'li bilan tajribada o'tkazilgan kontaktsiz uzgichning tashqi va rostlash xarakteristikalari hamda kuchlanish relesining yuqoridan ko'rinishi 3-5 rasmlarda keltirilgan.
XULOSA
O'tkazilgan ilmiy-tadqiqotlardan quyidagi natijalar keltiriladi: 1. Elektrotexnika va elektronika sohasida kuch tiristorlarini boshqarish tizimidagi optoelektronli rezistiv zanjirlarni bir fazali statik kontaktsiz o'chirgich sxemasi Islom Karimov nomidagi
July, 2023
16
Toshkent davlat texnika universiteti «Elektr texnikasi» kafedrasining ilmiy laboratoriyasida tajribadan o'tkazilgan.
2. Yuqorida keltirilgan sxemalarning berilgan xarakteristikalaridan foydalan-gan holda, har xil kontaktsiz boshqarish uskunalarini yaratish mumkin.
t 5 ' A <---- 4 \ t Uyuk /(/bo shq)
\ /boshq, mA _!_\ n
/yuk^mA
3-rasm. Kontaktsiz uzgichning tashqi xarakteristikasi
/yuk.=/(^kir)
4-rasm. Kontaktsiz uzgichning rostlash xarakteristikasi
5-rasm. Optotiristorli kontaktsiz kuchlanish relesi (yuqoridan ko'rinishi)
July, 2023
17
ISSN: 2181-1385 ISI: 0,967 j Cite-Factor: 0,89 j SIS: 1,9 j ASI: 1,3 j SJIF: 5,771 j UIF: 6,1
REFERENCES
1. Usmonov E.G., Abduraimov E.X., Karimov R.Ch., Avlakulov X.P. Nochiziqli elektr zanjirida dinamik jarayonlarning tahlili. «ToshDTU xabarlari» jurnali. Toshkent. №1-2. 2010, 72-75 betlar.
2. Abduraimov E.X., Rasulov A.N., Karimov R.Ch., Ro'zinazarov M.R. Elektr ta'minoti tizimida kuch tiristorlarini boshqarishida optoelektronli rezistiv zanjirlarni ishlatish. «ToshDTU xabarlari» jurnali. Toshkent. №2(90). 2015, 103-108 betlar.
3. Rasulov A.N., Karimov R.Ch., Abduraimov E.X., Ro'zinazarov M.R. Elektr ta'minoti tizimida tranzistorli rezistiv zanjirlarni ishlatish. «ToshDTU xabarlari» jurnali. Toshkent. №3(92). 2015, 108-113 betlar.
4. Usmanov E.G., Abduraimov E.X., Karimov R.Ch. Optik-elektron kontaktsiz kuchlanish relesi. O'zbekiston Respublikasi Intelektual Mulk Agentligi. Ixtiroga patent №IAP 05122. 29.10.2015.
5. Bobojanov M.Q., Karimov R.Ch. Elektr ta'minoti tizimida optoelektronli rezistiv zanjirlarni tadqiq qilish. «ToshDTU xabarlari» jurnali. Toshkent. №4(101). 2017, 5357 betlar.
6. Karimov R.Ch. Kontaktsiz kommutatsiyalovchi qurilmalar asosida elektr energiya sifatini oshirish. TDTU. Texnika fanlari bo'yicha falsafa doktori (PhD) dissertatsiya ishi. Toshkent. 2019, 110 bet.
7. Karimov R.Ch., Bobojanov M.K., Rasulov A.N., Usmanov E.G. Controlled switching circuits based on non-linear resistive elements. E3S Web of Conferences, 139, 01039, 2019. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201913901039
8. Ikromov M.M., Ibaidullaev M., Karimov R.Ch. Review of a voltage regulator based on transistors in power supply systems. Universum: Tech. scien.: Elec. Scien. journal, 4(85), 2021. https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11595
9. Bobojanov M.K., Karimov R.Ch., Qosimov T.H., Dzhuraev Sh.Dzh. Development and experimental study of circuits of contactless device for automation of compensation of reactive power of capacitor batteries. E3S Web of Conferences, 289, 07012, 2021. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202128907012
July, 2023
