Tyristorová regulace výkonu
Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Tento článek potřebuje úpravy. Můžete Wikipedii pomoci tím, že ho vhodně vylepšíte. Inspiraci k vylepšení lze hledat v radách na stránce Vzhled a styl, případně na diskusní stránce článku.
Tyristorová (pulzní) regulace výkonu začala být v Česku používána od 70. let a používá se prakticky dodnes (i když je v poslední době nahrazována zejména regulací IGBT tranzistory). Jsou jí vybaveny např. lokomotivy řad 111, 163/162, 210, 263, 363/362 nebo elektrická jednotka řady 680 (Pendolino), dále ji mají tramvaje T6A5 a některé tramvaje T3 (se skříní na zadní části střechy vozu). Oproti dříve používané odporové regulaci má tyristorová regulace jednu velkou přednost – úsporu elektrické energie (odpadá problém s přeměnou elektrické energie na teplo v rozjezdovém odporníku). Přesto i v případě tyristorové regulace dochází k určitým ztrátám vlivem komutace a přeměny menší části elektrické energie na teplo. Výhodou je umožnění plynulé regulace výkonu.
Tyristorová regulace je založena na funkci tyristoru - výkonové polovodičové součástky se třemi PN přechody a řídicí elektrodou. Tyristor pracuje v prospustném, závěrném nebo blokujícím režimu. Pro regulaci je nejdůležitější přechod z blokovacího režimu do propustného režimu a naopak. Z toho je patrné, že tyristor se chová jako spínač - výkonový spínač s velmi krátkou dobou sepnutí/rozepnutí (v řádu ns). Napětí na tyristoru tedy stále kolísá mezi nulou a určitou hodnotou napětí. Graf U/t by tedy připomínal průběh střídavého napětí (sinusoida) - graf je tedy tvořen pulzy (proto pulzní regulace). Výsledkem je střední efektivní hodnota napětí, která se reguluje šířkovou modulací pulzů a změnou frekvence v předem určených stupních. Toto napětí se poté přivádí na trakční elektromotory lokomotivy.
Výkon lokomotivy ovšem nereguluje jediný tyristor, ale trakční měnič (obdoba hlavního kontroléru u odporových lokomotiv) - blok sestavený z několika tyristorů a diod. Trakční měnič je buďto prosáván vzduchem nebo chlazen olejem (případně jinou kapalinou).
Tyristorová regulace se projevuje akusticky - známé bzučení tramvají a lokomotiv při rozjezdu. Toto „bzučení“ je dáno právě frekvencí - např. u lokomotiv 163/263/363 ČD je to 33 1/3 Hz (okamžitě po rozjezdu), následují frekvence 100 Hz a potom 300 Hz. Za jízdy je to 100 Hz - tzv. horní stovka.
Na tyristorovou regulaci navazuje plynulé odbuzování trakčních motorů (zhruba od 60 kmh-1 u strojů 163/263/363 ČD), používané až do maximální rychlosti stroje.
Rozlišují se zpětně blokující triodové tyristory (běžný tyristor), RCT tyristory (s integrovanou diodou - snižují počet tyristorů v měniči; na některých lokomotivách 363), GTO tyristory (s krátkou dobou vypnutí - menší ztráty; použity na „Pendolinu“, na řadě 184.5 DNT), IGCT tyristory („velmi tvrdě komutované“ - další snížení ztrát; v rekonstrukci na vozidlech 560 ČD).
