Rectificador de tiristores

Electrical Engineering

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Overview

Fuente: Ali Bazzi, Departamento de ingeniería eléctrica, Universidad de Connecticut, Storrs, CT.

Similar a los diodos, tiristores, que rectificadores de silicio controlado (SCRs), también se llama pasan corrientes en una dirección del ánodo al cátodo y bloquean el flujo de corriente en la otra dirección. Sin embargo, paso actual puede ser controlado a través de una "puerta" terminal, que requiere un pulso actual pequeño para activar el tiristor para que pueda empezar a realizar.

Tiristores son dispositivos de cuatro capas, compuesto por alternas capas de tipo n y material tipo p, formando así estructuras PNPN con tres uniones. El tiristor tiene tres terminales; con el ánodo conectado al material tipo p de la estructura PNPN, el cátodo conectado a la capa tipo n, y la puerta conectada a la capa de tipo p más cercana al cátodo.

El objetivo de este experimento es un rectificador de media onda de tiristores controlado en diferentes condiciones y entender cómo diferentes tiempos el puerta pulso afecte la C.C. del voltaje de salida.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Ingeniería eléctrica. Rectificador de tiristores. JoVE, Cambridge, MA, (2018).

Principles

El tiristor sólo lleva a cabo bajo las mismas condiciones que un diodo, además de la condición de tener un pulso de puerta para desencadenar el proceso de conducción. Por ejemplo, si una fuente de CA está conectada en serie con un tiristor y una carga resistiva, el semiciclo positivo de la fuente no es suficiente al sesgo hacia adelante el tiristor; el tiristor seguirá siendo inverso parcial o hasta que se aplica un pulso de puerta. Entonces comienza a realizar durante ese ciclo medio. De este modo, el tiristor tiene tres terminales, el ánodo (A), cátodo (K) y puerta (G). Pulsos de puerta son generadas por circuitos de "impulsión de la puerta del" que conducen corriente en la puerta. El retardo entre la fuente de CA cero cruzando el comando de pulso de puerta se denomina "ángulo de disparo" que es un ángulo eléctrico.

Fig.1 muestra un circuito rectificador de tiristores simple de media onda con un pulso de generación de circuitos (R1, R2, D1, D2 y C) que genera pulsos de corriente en la puerta del tiristor. Cuando el pulso está disponible y se "dispararon" en un ángulo de la leña que es un periodo de retardo desde el paso por cero de la tensión de entrada Venel tiristor actúa como un diodo en términos de pasar corriente en una dirección. Una vez que la corriente va a cero y no existe el pulso de puerta, el tiristor permanecerá apagado hasta que la corriente es positiva otra vez y se dispara un pulso de puerta.

En este experimento, estudiaremos un rectificador de media onda de tiristores controlado en ángulos de disparo diferentes. Se comparan las tensiones de salida promedio para diversos ángulos para estudiar el efecto de controlar el tiempo de encendido en la tensión de salida DC media.

Figure 1
Figura 1: Rectificador de media onda con SCR y la carga resistiva.

Procedure

Atención: Durante este experimento, no toque ninguna parte del circuito mientras que energiza. No conecte a tierra la VARIAC.

Para este experimento, el transformador variable (VARIAC) a un obviados de 60 Hz y el pico de 35 V se utiliza como la fuente principal de AC.

1. configuración

  1. Antes de comenzar, conectar la sonda diferencial a un alcance canal.
    1. Programar el botón de la atenuación diferencial sonda 1/20 (o 20 X).
  2. En el menú de canal alcance, fijar la sonda a 10 X a menos que 20 X está disponible para la sonda diferencial. Si se elige 10 X, manualmente se multiplican cualquier medidas o resultados por dos para llegar a los 20 X deseado.
  3. Para configurar el VARIAC, asegúrese de que la salida del VARIAC (parece un receptáculo regular) no está conectada a ningún cable.
    1. Mantenga el VARIAC y asegúrese de que su mando se establece en cero.
    2. Ajuste lentamente la perilla del VARIAC a alrededor del 15% salida.
  4. Antes de conectar la sonda diferencial para el circuito, unir los terminales de la sonda y ajustar su forma de onda medida en la pantalla para mostrar cero voltaje compensado.
  5. Conecte el cable de salida del VARIAC y la sonda de voltaje diferencial a través de los enchufes de plátano de salida VARIAC.
    1. Encender el VARIAC.
    2. Ajustar ligeramente el VARIAC para lograr el máximo de 35V.
  6. Tome una copia de Ven utilizar para la referencia. Muestran dos a cinco ciclos fundamentales.
  7. Apague el VARIAC. No ajuste la perilla para el resto del experimento.

2. media onda rectificador SCR circuito con carga resistiva y cero ángulo de disparo

  1. El componente principal del rectificador SCR (S), que es un TYN058. La resistencia de carga (R) es Ω 51. El circuito de control SCR está encerrado en la caja punteada de la Fig. 1.
  2. El circuito de control utiliza diodos (1N4004), una resistencia de 1 kΩ (R1), una resistencia de control manualmente cambiados (R2) y un condensador de 1 μF de cerámica (sin polaridad) (C).
    1. Asegúrese de que las polaridades SCR y el diodo son correctas. El guión en el diodo es en el cátodo, mientras que la asignación de pines SCR se muestra en la figura 2.
  3. En el tablero de proto, construye el circuito mostrado en la figura 1. Utilice un corto circuito en lugar de R2.
  4. Conecte la sonda de voltaje diferencial a través de la resistencia de carga para observar la tensión de salida Vout.
  5. Encender el VARIAC.
  6. Ajustar el tiempo base en el alcance a mostrar hacia fuera para el mismo número de ciclos fundamentales que fueron capturados para Ven. Hacer una copia de las formas de onda.
    1. Medir el promedio o media hacia fuera.
    2. Zoom entre el punto de apagado SCR y el siguiente punto de encendido SCR. Medir la diferencia de tiempo utilizando los cursores de alcance. Hacer una copia de la forma de onda.
  7. Mantener la conexión de la sonda diferencial y otras conexiones de circuito la misma para la siguiente parte.
  8. Apague el VARIAC. No cambie el ajuste de voltaje VARIAC.

Figure 2
Figura 2 : Asignación de pines de la SCR.

3. de media onda rectificador SCR circuito con carga resistiva y el ángulo de disparo distinto de cero

Dos resistencias diferentes, se utilizará como R2. Los valores deben estar entre 100 y 1000 Ω. La resistencia puede leer el código de colores de resistencia, o medir con un multímetro digital.

  1. Ángulo de ajuste #1 (pequeño R2)
    1. Retire el cortocircuito, que previamente fue utilizado en lugar de R2.
    2. Conectar el valor de resistencia pequeña para R2.
    3. Encender el VARIAC.
    4. Ajustar el tiempo base en el alcance a mostrar hacia fuera para el mismo número de ciclos fundamentales capturado para Ven. Hacer una copia de las formas de onda.
    5. Medir el promedio o media hacia fuera.
    6. Zoom entre el punto de apagado SCR y el siguiente punto de encendido SCR. Medir la diferencia de tiempo utilizando los cursores de alcance. Hacer una copia de la forma de onda.
    7. Mantener la conexión de la sonda diferencial y otras conexiones de circuito la misma para la siguiente parte.
    8. Apague el VARIAC. No desmonte el circuito o cambiar el ajuste de voltaje VARIAC.
  2. Ángulo de ajuste #2 (small R2)
    1. Reemplazar R2 con el resistor de valor más grande.
    2. Encender el VARIAC.
    3. Ajustar el tiempo base en el alcance a mostrar hacia fuera para el mismo número de ciclos fundamentales capturado para Ven. Hacer una copia de las formas de onda.
    4. Medir el promedio o media hacia fuera.
    5. Zoom entre el punto de apagado SCR y el siguiente punto de encendido SCR. Medir la diferencia de tiempo utilizando los cursores de alcance. Hacer una copia de la forma de onda. El valor promedio debe ser lo que se espera de esta ecuación:
      <a> =V0[1+cos(α)] / (2π) (1)
      que es un poco menos de la mitad de la tensión de pico de la entrada.
    6. Apague el VARIAC. Desmontar el circuito y devolver la configuración VARIAC a cero.

Tiristores, también llamados rectificadores de silicio controlado o SCRs, son dispositivos electrónicos utilizados en atenuadores de luz, controladores de velocidad motor y reguladores de voltaje. Como un diodo, un tiristor tiene un ánodo y un cátodo y lleva a cabo en sólo una dirección. De hecho, el esquema del símbolo de un tiristor se asemeja a un diodo, pero con una tercera terminal que representa a la puerta, que controla el flujo de corriente. A diferencia de un diodo, sin embargo, un pulso de corriente pequeña en la puerta es necesario desconectar el tiristor corriente directa puede fluir del ánodo al cátodo. El tiristor se desconecta si esta corriente delantera cae por debajo de un umbral de bloqueo. En el estado apagado, un tiristor bloquea la conducción en ambos sentidos. La capacidad de activar y desactivar permite el tiristor rectificar, que es para pasar corriente de sola polaridad y regular la cantidad de energía de CA para allode. Este video muestra cómo controlar un tiristor mediante la activación de la puerta en los varios puntos durante el ciclo de AC.

Tiristores se componen de cuatro alternas capas de semiconductores tipo N y P, que forman una estructura PNPN. El plomo del ánodo está conectado al material tipo P en un extremo. El plomo del cátodo está conectado al material tipo N en el otro extremo. Y el plomo de la puerta está conectado a la capa tipo P al lado del cátodo. En este circuito simple, con una fuente de alimentación de CA en serie con el tiristor y una carga, la entrada de CA por sí mismo no puede conducir el tiristor en conducción directa. Corriente puede fluir del ánodo al cátodo sólo después de un pulso de corriente a la puerta activa el estado. Este pulso debe ocurrir mientras el voltaje de la fuente es positivo. De lo contrario, el tiristor permanece apagado y bloques actuales. Tiristores están biestable, lo que significa que pueden estar en dos Estados diferentes. Así que adelante realizando modo persiste mientras el voltaje de la fuente es positivo, y la corriente está por encima del umbral de bloqueo. Si la corriente cae por debajo de este umbral, el tiristor entra en el modo de bloqueo y permanece en ese estado hasta que otra vez. La diferencia de fase entre el pulso de puerta y el paso por cero de una fuente de alterna sinusoidal es el ángulo de disparo. Por ejemplo, un pulso de disparador al mismo tiempo como la inicial cero tiene un ángulo de disparo de cero grados, dando por resultado la completa rectificación de media onda, como un diodo. En este caso, el tiristor pasa toda la energía de la parte positiva del ciclo a la carga. Si el pulso coincide con el pico de la tensión, el ángulo de disparo es de 90 grados, y la carga recibe energía de sólo la mitad del ciclo positivo. Finalmente, un pulso al mismo tiempo como la negativa cero resultados de cruzar en un ángulo de disparo de 180 grados, con ninguna corriente realizado y ninguna energía transfirieron a todos. El objetivo de este experimento es estudiar un circuito de rectificador tiristor accionado en ángulos de disparo diferentes, y comparar la media resultante de tensiones de salida.

Debido a estos experimentos utilizan energía de 120 voltios AC, evite el contacto con cables expuestos, que pueden causar electrocución y lesiones o la muerte. No toque cualquier parte del circuito cuando se energiza y no de tierra la VARIAC. Para obtener más información sobre seguridad eléctrica, por favor ver la enseñanza de las Ciencias Jove video "seguridad Precauciones y equipo básico". En primer lugar, configurar el osciloscopio mediante la conexión de la sonda alcance estándar a un canal y la sonda diferencial a un segundo canal. Configurar la sonda diferencial a una excesiva atenuación 20. Establecer la amplificación en el menú del osciloscopio del canal sonda diferencial. Usar 20 x si está disponible para la sonda diferencial. De lo contrario, utilice 10 x y doble cualquier medición del osciloscopio. Cancelar cualquier desplazamiento de osciloscopio por recorte a los terminales de la sonda diferencial y ajuste de la posición vertical de los rastros a cero voltios. Durante este experimento, el VARIAC proporciona voltaje CA con una frecuencia de 60 hertz. Antes de ajustar el VARIAC, asegúrese de que está apagada y no hay nada conectado a la salida. Luego gire la perilla de control a 15 por ciento salida. Conecte el cable de salida del VARIAC y conecte los terminales de sonda diferencial alcance a los conectores de tipo banana del cable. Encienda el VARIAC, observar la forma de onda en el osciloscopio y ajustar el VARIAC para que la amplitud de la misma salida de que V0 es de 35 voltios. Cambio de la base del tiempo, es el intervalo de tiempo por división horizontal del osciloscopio para mostrar dos a cinco ciclos de tensión. Capturar y guardar una copia de esta forma de onda y registrar esta base de tiempo y designar TB0 para su uso posterior. Finalmente, apague el VARIAC y no cambiar su configuración.

Este primer experimento desencadena un rectificador de tiristores con un ángulo de disparo de cero grados. Arme el circuito como se muestra en un proto-board. Uso del VARIAC para la fuente de entrada V en. Y un puente de alambre en lugar del resistor R2. Conecte la sonda estándar a través de un voltaje V en, luego conecte la sonda diferencial a través de la resistencia de carga R observar el voltaje de salida V out. Encienda el VARIAC y establecer el alcance base TB0, que fue grabado antes de tiempo. Porque el ángulo de disparo es cero grados, el tiristor actúa como un diodo, y la tensión de salida es una onda senoidal rectificada de media. Usar función matemática integrada del alcance para medir la tensión de salida media. Ajustar el tiempo base para acercar entre los puntos cuando el tiristor se apaga, luego enciende otra vez. Usa los cursores de la mira para medir esta diferencia de tiempo. Apague el VARIAC y no cambiar la configuración de voltaje. Mantenga todas las conexiones de VARIAC y el alcance del mismo para el siguiente experimento.

Para comparar los resultados con dos diferentes cero disparo ángulos, el siguiente experimento dispara el tiristor con una pequeña, luego una resistencia grande para R2. Las resistencias son, en este caso, 300 ohmios y 620 ohmios. Utilice la menor resistencia para activar los tiristores en un ángulo de la leña pequeña. Quitar el puente que cortocircuito R2. Luego inserte la resistencia de 300 ohmios en su lugar. Encienda el VARIAC y fijar el alcance tiempo TB0 base. El ángulo de disparo es ahora mayor que los cero grados, y, como resultado, el tiristor se activa más tarde en la parte positiva del ciclo del AC. Medir el voltaje de salida promedio como se describió anteriormente. Luego zoom y medir el intervalo de tiempo entre cuando el tiristor se apague y vuelva a. Apague el VARIAC. Sin cambiar la configuración de VARIAC u otras conexiones, sustituir R2 por la mayor resistencia y repita la prueba. Después de los experimentos, apagar el VARIAC, ponga a cero y desmontar el circuito.

La tensión de salida del circuito rectificador tiristor es cero hasta que un pulso de puerta dispara el tiristor. Después de la activación, la tensión de salida es la porción restante de una rectificada de media onda. A medida que aumenta el ángulo de disparo, la tensión de salida es más picado frente a la entrada, y por lo tanto disminuye la tensión de salida media. En consecuencia, el ángulo de disparo determina la cantidad de energía que un tiristor se pasa a la carga.

Tiristores pueden controlar la cantidad de energía transferida a la carga y eran comunes en más viejas fuentes de alimentación DC ajustables. Todavía se utilizan en muchos medio para aplicaciones de control de energía de alto voltaje AC. Potenciómetros en primer lugar, común utilizados en hogares y oficinas tienen una perilla o control deslizante que controles un potenciómetro, que es una resistencia variable. Cambiar la resistencia cambia el ángulo de disparo de un tiristor y correspondientemente aumenta o disminuye la energía que ilumina una bombilla. Descarga de arco anódica es un medio práctico y eficaz de síntesis de nanotubos de carbono y grafeno. Investigaciones han utilizado un campo magnético para mejorar la flexibilidad del proceso y controlabilidad. La descarga de esta aplicación es similar a la de soldadura al arco. Y ambos utilizan tiristores de alta tensión para controlar el poder que crea el arco.

Acabo de ver introducción de Zeus para rectificadores de tiristores. Ahora debe comprender el funcionamiento de tiristores y cómo permiten control de corriente alterna a los dispositivos eléctricos. Gracias por ver.

Results

La forma de onda de voltaje de entrada CA es picado hasta el ángulo de disparo. Las relaciones importantes de la media de voltaje de salida y ángulos de diferentes rectificadores SCR con entrada Venla leña = V0 cos (ωt) son:

• Única SCR y R de la carga: <a> =V0[1+cos(α)] / (2π) (2)

• Puente de SCR y R de la carga: <a> = V0[1+cos(α)] /π (3)

• Puente de SCR, corriente de carga fuente: <a> = 2V0 cos(α) /π (4)

A medida que aumenta el ángulo de disparo, la media o la tensión en la salida disminuye a medida que la forma de onda de voltaje de salida en la carga resistiva es una versión cortada de la entrada.

Applications and Summary

SCR era comunes en mayores fuentes de alimentación de DC que requieren un variable DC voltaje de salida de CA de entrada. Mediante el ajuste de la resistencia R2 en el circuito anterior, es posible ajustar la media ay por consiguiente un ajustable DC alimentación resultados. El SCRs no son comunes más en fuentes de alimentación DC como que cambiar a la frecuencia de línea de entrada (típicamente 50 o 60 Hz) y nuevo poder cambiar fuentes en 10 s o 100 s de kHz que hace filtrado de la tensión de salida para extraer el componente de la C.C. mucho más fácil con el condensador más pequeño s. sin embargo, SCRs son todavía comunes en inversores de alto voltaje donde la frecuencia de conmutación puede ser baja en la frecuencia de línea desde muchos alto voltaje y alta corriente SCR está disponibles en el mercado.

Atención: Durante este experimento, no toque ninguna parte del circuito mientras que energiza. No conecte a tierra la VARIAC.

Para este experimento, el transformador variable (VARIAC) a un obviados de 60 Hz y el pico de 35 V se utiliza como la fuente principal de AC.

1. configuración

  1. Antes de comenzar, conectar la sonda diferencial a un alcance canal.
    1. Programar el botón de la atenuación diferencial sonda 1/20 (o 20 X).
  2. En el menú de canal alcance, fijar la sonda a 10 X a menos que 20 X está disponible para la sonda diferencial. Si se elige 10 X, manualmente se multiplican cualquier medidas o resultados por dos para llegar a los 20 X deseado.
  3. Para configurar el VARIAC, asegúrese de que la salida del VARIAC (parece un receptáculo regular) no está conectada a ningún cable.
    1. Mantenga el VARIAC y asegúrese de que su mando se establece en cero.
    2. Ajuste lentamente la perilla del VARIAC a alrededor del 15% salida.
  4. Antes de conectar la sonda diferencial para el circuito, unir los terminales de la sonda y ajustar su forma de onda medida en la pantalla para mostrar cero voltaje compensado.
  5. Conecte el cable de salida del VARIAC y la sonda de voltaje diferencial a través de los enchufes de plátano de salida VARIAC.
    1. Encender el VARIAC.
    2. Ajustar ligeramente el VARIAC para lograr el máximo de 35V.
  6. Tome una copia de Ven utilizar para la referencia. Muestran dos a cinco ciclos fundamentales.
  7. Apague el VARIAC. No ajuste la perilla para el resto del experimento.

2. media onda rectificador SCR circuito con carga resistiva y cero ángulo de disparo

  1. El componente principal del rectificador SCR (S), que es un TYN058. La resistencia de carga (R) es Ω 51. El circuito de control SCR está encerrado en la caja punteada de la Fig. 1.
  2. El circuito de control utiliza diodos (1N4004), una resistencia de 1 kΩ (R1), una resistencia de control manualmente cambiados (R2) y un condensador de 1 μF de cerámica (sin polaridad) (C).
    1. Asegúrese de que las polaridades SCR y el diodo son correctas. El guión en el diodo es en el cátodo, mientras que la asignación de pines SCR se muestra en la figura 2.
  3. En el tablero de proto, construye el circuito mostrado en la figura 1. Utilice un corto circuito en lugar de R2.
  4. Conecte la sonda de voltaje diferencial a través de la resistencia de carga para observar la tensión de salida Vout.
  5. Encender el VARIAC.
  6. Ajustar el tiempo base en el alcance a mostrar hacia fuera para el mismo número de ciclos fundamentales que fueron capturados para Ven. Hacer una copia de las formas de onda.
    1. Medir el promedio o media hacia fuera.
    2. Zoom entre el punto de apagado SCR y el siguiente punto de encendido SCR. Medir la diferencia de tiempo utilizando los cursores de alcance. Hacer una copia de la forma de onda.
  7. Mantener la conexión de la sonda diferencial y otras conexiones de circuito la misma para la siguiente parte.
  8. Apague el VARIAC. No cambie el ajuste de voltaje VARIAC.

Figure 2
Figura 2 : Asignación de pines de la SCR.

3. de media onda rectificador SCR circuito con carga resistiva y el ángulo de disparo distinto de cero

Dos resistencias diferentes, se utilizará como R2. Los valores deben estar entre 100 y 1000 Ω. La resistencia puede leer el código de colores de resistencia, o medir con un multímetro digital.

  1. Ángulo de ajuste #1 (pequeño R2)
    1. Retire el cortocircuito, que previamente fue utilizado en lugar de R2.
    2. Conectar el valor de resistencia pequeña para R2.
    3. Encender el VARIAC.
    4. Ajustar el tiempo base en el alcance a mostrar hacia fuera para el mismo número de ciclos fundamentales capturado para Ven. Hacer una copia de las formas de onda.
    5. Medir el promedio o media hacia fuera.
    6. Zoom entre el punto de apagado SCR y el siguiente punto de encendido SCR. Medir la diferencia de tiempo utilizando los cursores de alcance. Hacer una copia de la forma de onda.
    7. Mantener la conexión de la sonda diferencial y otras conexiones de circuito la misma para la siguiente parte.
    8. Apague el VARIAC. No desmonte el circuito o cambiar el ajuste de voltaje VARIAC.
  2. Ángulo de ajuste #2 (small R2)
    1. Reemplazar R2 con el resistor de valor más grande.
    2. Encender el VARIAC.
    3. Ajustar el tiempo base en el alcance a mostrar hacia fuera para el mismo número de ciclos fundamentales capturado para Ven. Hacer una copia de las formas de onda.
    4. Medir el promedio o media hacia fuera.
    5. Zoom entre el punto de apagado SCR y el siguiente punto de encendido SCR. Medir la diferencia de tiempo utilizando los cursores de alcance. Hacer una copia de la forma de onda. El valor promedio debe ser lo que se espera de esta ecuación:
      <a> =V0[1+cos(α)] / (2π) (1)
      que es un poco menos de la mitad de la tensión de pico de la entrada.
    6. Apague el VARIAC. Desmontar el circuito y devolver la configuración VARIAC a cero.

Tiristores, también llamados rectificadores de silicio controlado o SCRs, son dispositivos electrónicos utilizados en atenuadores de luz, controladores de velocidad motor y reguladores de voltaje. Como un diodo, un tiristor tiene un ánodo y un cátodo y lleva a cabo en sólo una dirección. De hecho, el esquema del símbolo de un tiristor se asemeja a un diodo, pero con una tercera terminal que representa a la puerta, que controla el flujo de corriente. A diferencia de un diodo, sin embargo, un pulso de corriente pequeña en la puerta es necesario desconectar el tiristor corriente directa puede fluir del ánodo al cátodo. El tiristor se desconecta si esta corriente delantera cae por debajo de un umbral de bloqueo. En el estado apagado, un tiristor bloquea la conducción en ambos sentidos. La capacidad de activar y desactivar permite el tiristor rectificar, que es para pasar corriente de sola polaridad y regular la cantidad de energía de CA para allode. Este video muestra cómo controlar un tiristor mediante la activación de la puerta en los varios puntos durante el ciclo de AC.

Tiristores se componen de cuatro alternas capas de semiconductores tipo N y P, que forman una estructura PNPN. El plomo del ánodo está conectado al material tipo P en un extremo. El plomo del cátodo está conectado al material tipo N en el otro extremo. Y el plomo de la puerta está conectado a la capa tipo P al lado del cátodo. En este circuito simple, con una fuente de alimentación de CA en serie con el tiristor y una carga, la entrada de CA por sí mismo no puede conducir el tiristor en conducción directa. Corriente puede fluir del ánodo al cátodo sólo después de un pulso de corriente a la puerta activa el estado. Este pulso debe ocurrir mientras el voltaje de la fuente es positivo. De lo contrario, el tiristor permanece apagado y bloques actuales. Tiristores están biestable, lo que significa que pueden estar en dos Estados diferentes. Así que adelante realizando modo persiste mientras el voltaje de la fuente es positivo, y la corriente está por encima del umbral de bloqueo. Si la corriente cae por debajo de este umbral, el tiristor entra en el modo de bloqueo y permanece en ese estado hasta que otra vez. La diferencia de fase entre el pulso de puerta y el paso por cero de una fuente de alterna sinusoidal es el ángulo de disparo. Por ejemplo, un pulso de disparador al mismo tiempo como la inicial cero tiene un ángulo de disparo de cero grados, dando por resultado la completa rectificación de media onda, como un diodo. En este caso, el tiristor pasa toda la energía de la parte positiva del ciclo a la carga. Si el pulso coincide con el pico de la tensión, el ángulo de disparo es de 90 grados, y la carga recibe energía de sólo la mitad del ciclo positivo. Finalmente, un pulso al mismo tiempo como la negativa cero resultados de cruzar en un ángulo de disparo de 180 grados, con ninguna corriente realizado y ninguna energía transfirieron a todos. El objetivo de este experimento es estudiar un circuito de rectificador tiristor accionado en ángulos de disparo diferentes, y comparar la media resultante de tensiones de salida.

Debido a estos experimentos utilizan energía de 120 voltios AC, evite el contacto con cables expuestos, que pueden causar electrocución y lesiones o la muerte. No toque cualquier parte del circuito cuando se energiza y no de tierra la VARIAC. Para obtener más información sobre seguridad eléctrica, por favor ver la enseñanza de las Ciencias Jove video "seguridad Precauciones y equipo básico". En primer lugar, configurar el osciloscopio mediante la conexión de la sonda alcance estándar a un canal y la sonda diferencial a un segundo canal. Configurar la sonda diferencial a una excesiva atenuación 20. Establecer la amplificación en el menú del osciloscopio del canal sonda diferencial. Usar 20 x si está disponible para la sonda diferencial. De lo contrario, utilice 10 x y doble cualquier medición del osciloscopio. Cancelar cualquier desplazamiento de osciloscopio por recorte a los terminales de la sonda diferencial y ajuste de la posición vertical de los rastros a cero voltios. Durante este experimento, el VARIAC proporciona voltaje CA con una frecuencia de 60 hertz. Antes de ajustar el VARIAC, asegúrese de que está apagada y no hay nada conectado a la salida. Luego gire la perilla de control a 15 por ciento salida. Conecte el cable de salida del VARIAC y conecte los terminales de sonda diferencial alcance a los conectores de tipo banana del cable. Encienda el VARIAC, observar la forma de onda en el osciloscopio y ajustar el VARIAC para que la amplitud de la misma salida de que V0 es de 35 voltios. Cambio de la base del tiempo, es el intervalo de tiempo por división horizontal del osciloscopio para mostrar dos a cinco ciclos de tensión. Capturar y guardar una copia de esta forma de onda y registrar esta base de tiempo y designar TB0 para su uso posterior. Finalmente, apague el VARIAC y no cambiar su configuración.

Este primer experimento desencadena un rectificador de tiristores con un ángulo de disparo de cero grados. Arme el circuito como se muestra en un proto-board. Uso del VARIAC para la fuente de entrada V en. Y un puente de alambre en lugar del resistor R2. Conecte la sonda estándar a través de un voltaje V en, luego conecte la sonda diferencial a través de la resistencia de carga R observar el voltaje de salida V out. Encienda el VARIAC y establecer el alcance base TB0, que fue grabado antes de tiempo. Porque el ángulo de disparo es cero grados, el tiristor actúa como un diodo, y la tensión de salida es una onda senoidal rectificada de media. Usar función matemática integrada del alcance para medir la tensión de salida media. Ajustar el tiempo base para acercar entre los puntos cuando el tiristor se apaga, luego enciende otra vez. Usa los cursores de la mira para medir esta diferencia de tiempo. Apague el VARIAC y no cambiar la configuración de voltaje. Mantenga todas las conexiones de VARIAC y el alcance del mismo para el siguiente experimento.

Para comparar los resultados con dos diferentes cero disparo ángulos, el siguiente experimento dispara el tiristor con una pequeña, luego una resistencia grande para R2. Las resistencias son, en este caso, 300 ohmios y 620 ohmios. Utilice la menor resistencia para activar los tiristores en un ángulo de la leña pequeña. Quitar el puente que cortocircuito R2. Luego inserte la resistencia de 300 ohmios en su lugar. Encienda el VARIAC y fijar el alcance tiempo TB0 base. El ángulo de disparo es ahora mayor que los cero grados, y, como resultado, el tiristor se activa más tarde en la parte positiva del ciclo del AC. Medir el voltaje de salida promedio como se describió anteriormente. Luego zoom y medir el intervalo de tiempo entre cuando el tiristor se apague y vuelva a. Apague el VARIAC. Sin cambiar la configuración de VARIAC u otras conexiones, sustituir R2 por la mayor resistencia y repita la prueba. Después de los experimentos, apagar el VARIAC, ponga a cero y desmontar el circuito.

La tensión de salida del circuito rectificador tiristor es cero hasta que un pulso de puerta dispara el tiristor. Después de la activación, la tensión de salida es la porción restante de una rectificada de media onda. A medida que aumenta el ángulo de disparo, la tensión de salida es más picado frente a la entrada, y por lo tanto disminuye la tensión de salida media. En consecuencia, el ángulo de disparo determina la cantidad de energía que un tiristor se pasa a la carga.

Tiristores pueden controlar la cantidad de energía transferida a la carga y eran comunes en más viejas fuentes de alimentación DC ajustables. Todavía se utilizan en muchos medio para aplicaciones de control de energía de alto voltaje AC. Potenciómetros en primer lugar, común utilizados en hogares y oficinas tienen una perilla o control deslizante que controles un potenciómetro, que es una resistencia variable. Cambiar la resistencia cambia el ángulo de disparo de un tiristor y correspondientemente aumenta o disminuye la energía que ilumina una bombilla. Descarga de arco anódica es un medio práctico y eficaz de síntesis de nanotubos de carbono y grafeno. Investigaciones han utilizado un campo magnético para mejorar la flexibilidad del proceso y controlabilidad. La descarga de esta aplicación es similar a la de soldadura al arco. Y ambos utilizan tiristores de alta tensión para controlar el poder que crea el arco.

Acabo de ver introducción de Zeus para rectificadores de tiristores. Ahora debe comprender el funcionamiento de tiristores y cómo permiten control de corriente alterna a los dispositivos eléctricos. Gracias por ver.

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