Qu’est-ce qu’un régulateur de puissance à thyristor ?
Un régulateur de puissance à thyristor est un régulateur qui utilise les propriétés d’un thyristor, un élément redresseur semi-conducteur, et qui est utilisé lorsque l’on souhaite qu’une certaine commande de circuit dispose d’un mécanisme de commutation en réponse à un signal d’entrée.
Les régulateurs de puissance à thyristor sont généralement incorporés en tant que composants de relais dans la conception des circuits, mais les diodes et les triacs ont un comportement similaire.
En fonction du processus que vous souhaitez mettre en œuvre, vous pouvez contrôler la sortie que vous souhaitez obtenir pour différentes entrées en utilisant ces trois types de modules, qui fournissent différentes sorties pour différents signaux d’entrée.
Utilisations des régulateurs de puissance à thyristor
Comme décrit ci-dessous, les régulateurs de puissance à thyristors peuvent être utilisés pour contrôler précisément la température en concevant des circuits qui utilisent les caractéristiques des thyristors, qui agissent comme des interrupteurs et qui, une fois qu’ils fonctionnent, continuent à fonctionner jusqu’à ce que le courant généré à ce moment-là s’épuise.
Par exemple, dans le cadre d’un contrôle précis de la climatisation, il est nécessaire de surveiller les températures à des cycles élevés et de contrôler la mise en marche et l’arrêt des appareils de chauffage en conséquence.
Lorsqu’un tel contrôle doit être exprimé par l’ouverture et la fermeture d’un seul contact, les régulateurs à thyristor peuvent être utilisés pour une mise en œuvre facile.
Principe des régulateurs de puissance à thyristor
La structure interne d’un régulateurs de puissance à thyristor utilise un thyristor avec une borne appelée borne de grille ajoutée à la diode.
1. Principe de fonctionnement
La structure interne d’une diode est constituée de couches alternées de semi-conducteurs de type n et de type p, qui ne conduisent que lorsqu’une tension est appliquée du côté de l’anode au côté de la cathode. Cette caractéristique peut être utilisée comme interrupteur de transmission pour les circuits électriques à sens unique.
Les thyristors, en revanche, ont une borne de grille attachée à la partie semi-conductrice de type p de l’une des diodes et ne conduisent pas tant qu’une tension positive n’est pas appliquée du côté de l’anode au côté de la cathode dans le circuit et qu’un courant de grille ne circule pas.
Une fois que le courant de porte circule, comme une diode, il continue à conduire jusqu’à ce que la polarisation anode-cathode devienne négative ou que le courant de porte devienne nul.
En raison du principe de commutation par conduction de courant, la réponse est extrêmement élevée. Cette propriété peut être utilisée pour fournir un contrôle par rétroaction de l’élément chauffant en activant et désactivant le courant de grille à haute fréquence.
2. Régulateur de puissance à thyristor monophasé
Les circuits à courant alternatif permettent un flux de courant bidirectionnel positif et négatif, mais les thyristors ne permettent qu’un flux de courant dans une seule direction. Par conséquent, un régulateurs de puissance à thyristor monophasé est constitué de deux thyristors connectés en parallèle dans des directions opposées.
Autres informations sur les régulateurs de puissance à thyristor
Il existe deux méthodes de contrôle pour les régulateurs de puissance à thyristor : la méthode de contrôle de phase et la méthode de contrôle par diviseur de fréquence.
1. Méthode de contrôle de phase
La méthode de contrôle de phase modifie le temps d’alimentation de la charge en changeant le temps (phase) pendant lequel le courant circule vers la borne de la grille du thyristor et l’allume.
L’inconvénient de la méthode de contrôle de phase est qu’elle génère du bruit lorsque l’interrupteur est activé à des niveaux de tension élevés.
2. Méthode de contrôle par division de fréquence
La méthode de contrôle par division de fréquence contrôle le rapport du temps d’excitation (temps ON-OFF) à l’intérieur d’un cycle fixe et est également appelée contrôle de passage à zéro. Une tension de déclenchement est appliquée à l’élément thyristor lorsque la tension alternative atteint 0 V pour réguler la puissance.
Il n’y a pas de risque de bruit car le point où l’élément thyristor s’allume et le point où il s’éteint sont tous deux à une tension de 0 V.
3. Régulateur de température à thyristor
Le contrôle de la température d’un four de traitement thermique de l’aluminium est présenté comme un exemple de contrôle à l’aide de régulateurs à thyristor. On utilise un four électrique, qui est chauffé en faisant passer de l’électricité dans un élément chauffant, et le régulateur à thyristor est utilisé dans la méthode de contrôle.
Autrefois, les fours électriques étaient commandés sur ON et OFF, et si la température réglée dans le four était de 500°C, le chauffage était éteint lorsqu’il atteignait 500°C. Par conséquent, la température à l’intérieur du four variait entre 495 et 505 degrés Celsius, et l’enregistreur de température affichait des enregistrements irréguliers en raison des cycles ON et OFF répétés.
En revanche, la commande avec le régulateur de puissance à Thyristor permet de réduire la puissance de l’appareil de chauffage à mesure qu’elle approche les 500 °C. La puissance est ajustée à environ 50 %, de sorte qu’elle ne dépasse pas les 500 °C. La plage de température de 499 à 501 °C peut être contrôlée avec une grande précision.