Redresseur de thyristor

Electrical Engineering

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Overview

Source : Ali Bazzi, département de génie électrique, Université du Connecticut, Storrs, CT.

Semblable à diodes, thyristors, également appelés redresseurs silicium commandé (SCR), pass actuels dans une seule direction de l’anode à la cathode et obstrue l’écoulement du courant dans l’autre sens. Toutefois, passage actuel peut être contrôlée par une « porte » terminale, qui nécessite une petite impulsion de courant pour allumer le thyristor afin qu’il puisse commencer à mener.

Thyristors sont des dispositifs de quatre couches, composés de couches alternées de type n et type p, formant ainsi des structures PNPN avec trois jonctions. Le thyristor dispose de trois terminaux ; avec l’anode reliée au matériau de type p de la structure PNPN, la cathode connectée à la couche de type n, et la porte relié à la couche de type p le plus proche de la cathode.

L’objectif de cette expérience est d’étudier un contrôlé axée sur le thyristor redresseur à des conditions différentes et comprendre comment les différents horaires de la tension de sortie porte impulsion affectent le DC.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Génie électrique. Redresseur de thyristor. JoVE, Cambridge, MA, (2018).

Principles

Le thyristor s’effectue uniquement dans les mêmes conditions comme une diode, en plus de la condition d’avoir une impulsion porte à déclencher le processus de conduction. Par exemple, si une source est connectée en série avec un thyristor et d’une charge résistive, le demi-cycle positive de la source n’est pas assez de tension directe le thyristor ; le thyristor reste inverse biaisée ou éteint jusqu'à ce qu’une impulsion de porte est appliquée. Il commencera alors à mener au cours de ce semestre-cycle. Ainsi, le thyristor dispose de trois terminaux, l’anode (A) et cathode (K) porte (G). Porte pulses sont générés par les circuits « porte voiture » qui animent actuels dans la porte. Le délai entre la source ca zéro traversant la commande d’impulsion de porte s’appelle le « angle de tir », qui est un angle électrique.

La figure 1 montre un circuit redresseur de simple demi-onde thyristor avec une impulsion de génération de circuit (R1, R2, D1, D2 et C) qui génère des impulsions de courant à la porte du thyristor. Lorsque le pouls est disponible et est « tiré » à un angle de tir qui est un certain retard depuis le passage par zéro de la tension d’entrée Vdans, le thyristor se comporte comme une diode en termes de passage de courant dans un seul sens. Une fois le courant tend vers zéro et le pouls de la porte n’est pas disponible, le thyristor reste inactif jusqu'à ce que le courant est à nouveau positif et une impulsion de porte est déclenchée.

Dans cette expérience, nous allons étudier un contrôlé axée sur le thyristor redresseur à angles de tir différents. Les tensions de sortie moyen pour différents angles sont comparées pour étudier l’effet de contrôler le temps de mise en marche sur la tension de sortie DC moyen.

Figure 1
Figure 1 : Redresseur avec SCR et charge résistive.

Procedure

ATTENTION : Lors de cette expérience, ne pas toucher n’importe quelle partie du circuit pendant que sous tension. Ne mettez pas de terre le thyristor.

Pour cette expérience, le transformateur variable (thyristor) à un low frequency de 60 Hz et le pic de 35 V est utilisé comme la principale source d’AC.

1. le programme d’installation

  1. Avant de commencer, connecter la sonde différentielle au canal qu’une seule étendue.
    1. Réglez le bouton sur l’atténuation de la sonde différentielle à 1/20 (ou 20 X).
  2. Dans le menu de canal de champ d’application, définissez la sonde comme à 10 X, à moins que 20 X est disponible pour la sonde différentielle. Si vous choisissez 10 X, multipliez manuellement toute les mesures ou les résultats par deux pour atteindre les 20 X désiré.
  3. Pour configurer le thyristor, assurez-vous que la sortie VARIAC (il ressemble à une prise régulière) n’est pas connectée à un câble.
    1. Garder le VARIAC et veillez à ce que son bouton est réglé à zéro.
    2. Réglez progressivement le bouton VARIAC à environ 15 % sortie.
  4. Avant de raccorder la sonde différentielle du circuit, relier les bornes de la sonde et ajuster sa forme d’onde mesurée sur l’écran pour afficher zéro tension d’offset.
  5. Connectez le câble de sortie pour le VARIAC et la sonde de tension différentielle à travers les fiches bananes sortie VARIAC.
    1. Allumer le VARIAC.
    2. Ajustez légèrement la VARIAC pour atteindre 35V crête.
  6. Prendre un exemplaire de Và utiliser pour la référence. Montrent deux à cinq cycles fondamentaux.
  7. Désactiver le transfo variable. Ne réglez pas son cadre de bouton pour le reste de l’expérience.

2. redresseur SCR Circuit avec charge résistive et zéro Angle de tir

  1. Le composant principal de redresseur est le SCR (S), qui est un TYN058. La résistance de charge (R) est Ω 51. Le circuit de commande SCR est enfermé dans la zone en pointillés de la figure 1.
  2. Le circuit de commande utilise des diodes (1N4004), une résistance de 1 kΩ (R,1), une résistance de contrôle qui est modifié manuellement (R2) et un condensateur de 1 µF céramique (pas de polarité) (C).
    1. Assurez-vous que les polarités SCR et diode sont correctes. Le tableau de bord sur la diode est à la cathode, tandis que l’affectation des broches SCR est illustrée à la Fig. 2.
  3. Sur le proto Conseil, construire le circuit représenté sur la Fig. 1. Utilisez un court circuit au lieu de R2.
  4. Connecter la sonde de tension différentielle bornes de la résistance de charge d’observer la tension de sortie V-out.
  5. Allumer le VARIAC.
  6. Régler la base de temps sur le champ d’application à montrer Vout pour le même nombre de cycles fondamentaux qui ont été capturés pour Ven. Faites une copie de l’onde.
    1. Mesurer la moyenne ou moyenne Vout.
    2. Zoom entre le point de bifurcation SCR et le prochain point de sa mise en marche SCR. Mesurer la différence de temps en utilisant les curseurs de portée. Faites une copie de la forme d’onde.
  7. Garder la connexion de la sonde différentielle et autres connexions circuit identique pour la partie suivante.
  8. Désactiver le transfo variable. Ne changez pas le réglage de la tension transformateur variable.

Figure 2
Figure 2 : Affectation des broches de la SCR

3. redresseur SCR Circuit avec charge résistive et l’Angle de tir Non nulle

Deux résistances différentes serviront de R2. Les valeurs doivent être entre 100 et 1000 Ω. La résistance peut lire le code de couleur de résistance, ou mesuré avec un multimètre numérique.

  1. Angle de réglage #1 (petit R2)
    1. Supprimer le court circuit, qui a déjà été utilisé au lieu de R2.
    2. Relier la valeur faible résistance R2.
    3. Allumer le VARIAC.
    4. Régler la base de temps sur le champ d’application à montrer Vout pour le même nombre de cycles fondamentaux capturée pour Ven. Faites une copie de l’onde.
    5. Mesurer la moyenne ou moyenne Vout.
    6. Zoom entre le point de bifurcation SCR et le prochain point de sa mise en marche SCR. Mesurer la différence de temps en utilisant les curseurs de portée. Faites une copie de la forme d’onde.
    7. Garder la connexion de la sonde différentielle et autres connexions circuit identique pour la partie suivante.
    8. Désactiver le transfo variable. Ne pas démonter le circuit ou modifier le réglage de tension transformateur variable.
  2. Angle de réglage #2 (petit R2)
    1. Remplacer R2 avec la plus grande résistance de valeur.
    2. Allumer le VARIAC.
    3. Régler la base de temps sur le champ d’application à montrer Vout pour le même nombre de cycles fondamentaux capturée pour Ven. Faites une copie de l’onde.
    4. Mesurer la moyenne ou moyenne Vout.
    5. Zoom entre le point de bifurcation SCR et le prochain point de sa mise en marche SCR. Mesurer la différence de temps en utilisant les curseurs de portée. Faites une copie de la forme d’onde. La valeur moyenne devrait être ce qu’on attend de cette équation :
      <Vout> =V0[1+cos(α)] / (2π) (1)
      qui est un peu moins de la moitié de la tension de crête de l’entrée.
    6. Désactiver le transfo variable. Démonter le circuit et redéfinir les paramètres VARIAC sur zéro.

Thyristors, également appelées redresseurs silicium commandé, SCRs, sont des appareils électroniques utilisés dans les gradateurs de lumière, les contrôleurs de vitesse du moteur et régulateurs de tension. Comme une diode, un thyristor possède une anode et une cathode et mène dans une seule direction. En fait, le schéma symbole pour un thyristor ressemble à une diode, mais avec un troisième terminal représentant la porte, qui contrôle le flux de courant. Contrairement à une diode, cependant, une petite impulsion de courant dans le portail est nécessaire pour allumer le thyristor donc courant peut découler d’une anode à la cathode. Le thyristor s’éteint si ce courant est inférieure à un seuil de verrouillage. Dans l’état d’arrêt, un thyristor bloque la conduction dans les deux sens. Permet d’allumer et d’éteindre permet le thyristor à rectifier, qui consiste à passer actuellement qu’une seule polarité et contrôler la quantité de courant alternatif à allode. Cette vidéo vous montrera comment contrôler un thyristor en déclenchant la porte à divers moments au cours d’un cycle à C.A..

Thyristors sont composées de quatre couches alternées de semi-conducteurs P et N-type, qui forment une structure PNPN. Le plomb de l’anode est relié à la P-type matériel à une extrémité. Le cordon de cathode est raccordé sur le matériau de type N à l’autre extrémité. Et le fil de porte est connecté à la couche de type P à côté de la cathode. Dans ce circuit simple, avec une source d’alimentation en série avec le thyristor et une charge, l’entrée de ca par lui-même ne peut pas conduire le thyristor en conduction vers l’avant. Courant peut découler d’anode à la cathode qu’après qu’une impulsion de courant vers la porte déclenche l’État sur. Cette impulsion doit avoir lieu alors que la tension de la source est positive. Sinon, le thyristor reste éteint et blocs de cours. Thyristors sont bistable, ce qui signifie qu’ils peuvent être dans deux États différents. Si l’attaquant tenue mode persiste tant que la tension de la source est positive, et le courant est supérieur au seuil d’enclenchement. Si le courant tombe en dessous de ce seuil, le thyristor est en mode blocage et reste dans cet état jusqu'à ce que déclenche à nouveau. La différence de phase entre le pouls de la porte et le passage par zéro d’une source AC sinusoïdale est l’angle de tir. Par exemple, une impulsion de déclenchement en même temps comme le premier passage par zéro a un angle de tir de zéro degré, ayant pour résultat complete demi-onde rectification, comme une diode. Dans ce cas, le thyristor passe toute l’énergie de la partie positive du cycle à la charge. Si le pouls coïncide avec le pic de la tension, l’angle de tir est de 90 degrés, et la charge reçoit l’énergie de seulement la moitié du cycle positif. Enfin, une impulsion en même temps que le négatif zéro résultats de croisement dans un angle de tir de 180 degrés, avec aucun courant effectué et aucune énergie transférée du tout. L’objectif de cette expérience est d’étudier un circuit redresseur de thyristor déclenché à angles de tir différents, et pour comparer la moyenne résultante des tensions de sortie.

Étant donné que ces expériences utilisent le courant alternatif de 120 volts, éviter tout contact avec les fils dénudés, ce qui peut causer la mort par électrocution et de blessures ou de décès. Ne pas toucher n’importe quelle partie du circuit alors qu’il est excité et ne mettez pas en terre le thyristor. Pour plus d’informations sur la sécurité électrique, veuillez regarder le Jove Science Education vidéo « sécurité Précautions et équipement de base ». Tout d’abord, mettre en place l’oscilloscope en connectant la sonde portée standard à un canal et la sonde différentielle à un second canal. Configurez la sonde différentielle à un sur 20 atténuation. Régler l’amplification dans le menu de l’oscilloscope pour le canal de la sonde différentielle. Utilisez 20 x si elle est disponible pour la sonde différentielle. Dans le cas contraire, utiliser 10 x et le double de toute mesure de l’oscilloscope. Annuler tout décalage de l’oscilloscope en emboîtant les bornes de la sonde différentielle et en ajustant la position verticale des traces à zéro volts. Lors de cette expérience, le thyristor fournit la tension alternative à une fréquence de 60 hertz. Avant d’ajuster le thyristor, assurez-vous que c’est éteint et rien n’est raccordé à la sortie. Puis tournez le bouton de contrôle à 15 pour cent sortie. Connectez le câble de sortie pour le VARIAC et raccordez les bornes de sonde différentielle étendue à la banane du câble. Allumez le thyristor, observer la forme d’onde sur l’oscilloscope et d’ajuster le thyristor afin que l’amplitude de celle-ci est sortie que v0 est 35 volts. Changement de la base de temps, c’est l’intervalle de temps par la division horizontale de l’oscilloscope pour afficher deux à cinq cycles de tension. Capturer et enregistrer une copie de cette forme d’onde et enregistrer cette base de temps et désignez-le TB0 pour une utilisation ultérieure. Enfin, éteindre le thyristor et ne pas modifier son paramètre.

Cette première expérience déclenche un redresseur à thyristors avec un angle de tir de zéro degré. Assembler le circuit sur un proto-Conseil. Utilisez le thyristor pour la source d’entrée AC V en. Et un cavalier de fil à la place de la résistance R2. Connecter la sonde étalon au travers de la tension d’entrée V dans, puis connecter la sonde différentielle à travers la résistance de charge R d’observer la tension V de sortie out. Allumez le thyristor et définissez la portée en temps base TB0, qui a été enregistré plus tôt. Parce que l’angle de tir est de zéro degré, le thyristor se comporte comme une diode, et la tension de sortie est une onde sinusoïdale de la demi-rectifiée. Fonction mathématique intégrée de la lunette permet de mesurer la tension de sortie moyenne. Régler le temps de base pour effectuer un zoom entre les points lorsque le thyristor s’éteint, puis s’allume à nouveau. Utilisez les curseurs de la lunette pour mesurer cette différence de temps. Désactiver le thyristor et ne changent pas le réglage de la tension. Gardez toutes les connexions de thyristor et portée identique pour l’expérience suivante.

Pour comparer les résultats avec deux différentes non nulle, des angles de tir l’expérience suivante déclenchera le thyristor avec un petit, puis une grande résistance pour R2. Les résistances sont, dans ce cas, 300 ohms et 620 ohms. Utiliser la plus petite résistance pour déclencher le thyristor à un angle de tir petit. Enlever le cavalier qui a court-circuité R2. Insérez ensuite la résistance 300 ohms à sa place. Allumez le thyristor et définissez la portée en temps TB0 base. L’angle de tir est désormais supérieure à zéro degré, et, par conséquent, le thyristor est déclenché par la suite dans la partie positive du cycle AC. Mesurer la tension de sortie moyenne comme décrit précédemment. Puis zoomez et mesurer l’intervalle de temps entre quand le thyristor s’éteint puis le rallumez. Désactiver le thyristor. Sans modifier le réglage VARIAC ou autres connexions, remplacez R2 avec la plus grande résistance et refaites le test. Lorsque les expériences sont terminées, éteindre le thyristor, à zéro et démonter le circuit.

La tension de sortie du circuit redresseur thyristors est égale à zéro jusqu'à ce qu’une impulsion de porte déclenche le thyristor. Après le déclenchement, la tension de sortie correspond à la partie d’une vague de moitié-rectifiée. Comme l’angle de tir augmente, la tension de sortie est plus haché par rapport à l’entrée, et donc la tension de sortie moyenne diminue. Par conséquent, l’angle de tir détermine la quantité d’énergie qu'un thyristor passe à la charge.

Thyristors peut contrôler la quantité d’énergie transférée à une charge et étaient fréquentes chez les anciens blocs d’alimentation DC réglables. Ils sont toujours utilisés dans un milieu beaucoup d’applications de contrôle d’énergie haute tension AC. Tout d’abord, communes gradateurs de lumière utilisées dans les maisons et les bureaux ont un bouton ou un curseur que les témoins un potentiomètre, qui est une résistance variable. Changer la résistance modifie l’angle de tir d’un thyristor et par conséquent augmente ou diminue la puissance qui éclaire une ampoule. Décharge d’arc anodique est un moyen pratique et efficace de synthétiser des nanotubes de carbone et le graphène. Recherches ont utilisé un champ magnétique pour améliorer la contrôlabilité et la flexibilité du processus. La décharge électrique dans la présente demande est semblable à celle du soudage à l’arc. Et les deux permettent de contrôler la puissance qui crée l’arc haute tension thyristors.

Vous avez juste regardé Introduction de Jove à Thyristor redresseurs. Vous devez maintenant comprendre comment fonctionnent les thyristors, et comment ils permettent un contrôle de l’alimentation d’appareils électriques. Merci de regarder.

Results

La forme d’onde de la tension d’entrée AC est haché jusqu'à l’angle de tir. Les relations importantes de la moyenne de sortie tension et cuisson des angles pour différents redresseurs SCR avec entrée Ven= V0 cos (ωt) sont :

• Charge SCR et R unique : <Vout> =V0[1+cos(α)] / (2π) (2)

• Pont SCR et R chargement : <Vout> = V0[1+cos(α)] /π (3)

• Pont de SCR, charge de courant source : <Vout> = 2V0 cos(α) /π (4)

Comme l’angle de tir augmente, la moyenne ou la tension continue en sortie diminue à mesure que l’onde de tension de sortie à travers la charge résistive est une version coupée de l’entrée.

Applications and Summary

SCR était fréquents dans les anciennes alimentations DC nécessitant une tension de sortie DC variable de l’entrée de ca. En ajustant la résistance R2 dans le circuit ci-dessus, il est possible d’ajuster la moyenne Vdehorset à cet effet un réglable alimentation DC résultats. SCRs ne sont pas courant plus en alimentations DC car ils passer à la fréquence d’entrée ligne (généralement 50 ou 60 Hz) et de nouvelles fournitures interrupteur à 10 s ou 100 s de kHz, ce qui rend la tension de sortie afin d’extraire la composante DC beaucoup plus facile avec les petits condensateurs de filtrage s. Cependant, SCRs restent les mêmes dans les onduleurs de haute tension où la fréquence de découpage peut être faible, à la fréquence de ligne depuis beaucoup de haute tension et haute actuelle SCR est disponibles sur le marché.

ATTENTION : Lors de cette expérience, ne pas toucher n’importe quelle partie du circuit pendant que sous tension. Ne mettez pas de terre le thyristor.

Pour cette expérience, le transformateur variable (thyristor) à un low frequency de 60 Hz et le pic de 35 V est utilisé comme la principale source d’AC.

1. le programme d’installation

  1. Avant de commencer, connecter la sonde différentielle au canal qu’une seule étendue.
    1. Réglez le bouton sur l’atténuation de la sonde différentielle à 1/20 (ou 20 X).
  2. Dans le menu de canal de champ d’application, définissez la sonde comme à 10 X, à moins que 20 X est disponible pour la sonde différentielle. Si vous choisissez 10 X, multipliez manuellement toute les mesures ou les résultats par deux pour atteindre les 20 X désiré.
  3. Pour configurer le thyristor, assurez-vous que la sortie VARIAC (il ressemble à une prise régulière) n’est pas connectée à un câble.
    1. Garder le VARIAC et veillez à ce que son bouton est réglé à zéro.
    2. Réglez progressivement le bouton VARIAC à environ 15 % sortie.
  4. Avant de raccorder la sonde différentielle du circuit, relier les bornes de la sonde et ajuster sa forme d’onde mesurée sur l’écran pour afficher zéro tension d’offset.
  5. Connectez le câble de sortie pour le VARIAC et la sonde de tension différentielle à travers les fiches bananes sortie VARIAC.
    1. Allumer le VARIAC.
    2. Ajustez légèrement la VARIAC pour atteindre 35V crête.
  6. Prendre un exemplaire de Và utiliser pour la référence. Montrent deux à cinq cycles fondamentaux.
  7. Désactiver le transfo variable. Ne réglez pas son cadre de bouton pour le reste de l’expérience.

2. redresseur SCR Circuit avec charge résistive et zéro Angle de tir

  1. Le composant principal de redresseur est le SCR (S), qui est un TYN058. La résistance de charge (R) est Ω 51. Le circuit de commande SCR est enfermé dans la zone en pointillés de la figure 1.
  2. Le circuit de commande utilise des diodes (1N4004), une résistance de 1 kΩ (R,1), une résistance de contrôle qui est modifié manuellement (R2) et un condensateur de 1 µF céramique (pas de polarité) (C).
    1. Assurez-vous que les polarités SCR et diode sont correctes. Le tableau de bord sur la diode est à la cathode, tandis que l’affectation des broches SCR est illustrée à la Fig. 2.
  3. Sur le proto Conseil, construire le circuit représenté sur la Fig. 1. Utilisez un court circuit au lieu de R2.
  4. Connecter la sonde de tension différentielle bornes de la résistance de charge d’observer la tension de sortie V-out.
  5. Allumer le VARIAC.
  6. Régler la base de temps sur le champ d’application à montrer Vout pour le même nombre de cycles fondamentaux qui ont été capturés pour Ven. Faites une copie de l’onde.
    1. Mesurer la moyenne ou moyenne Vout.
    2. Zoom entre le point de bifurcation SCR et le prochain point de sa mise en marche SCR. Mesurer la différence de temps en utilisant les curseurs de portée. Faites une copie de la forme d’onde.
  7. Garder la connexion de la sonde différentielle et autres connexions circuit identique pour la partie suivante.
  8. Désactiver le transfo variable. Ne changez pas le réglage de la tension transformateur variable.

Figure 2
Figure 2 : Affectation des broches de la SCR

3. redresseur SCR Circuit avec charge résistive et l’Angle de tir Non nulle

Deux résistances différentes serviront de R2. Les valeurs doivent être entre 100 et 1000 Ω. La résistance peut lire le code de couleur de résistance, ou mesuré avec un multimètre numérique.

  1. Angle de réglage #1 (petit R2)
    1. Supprimer le court circuit, qui a déjà été utilisé au lieu de R2.
    2. Relier la valeur faible résistance R2.
    3. Allumer le VARIAC.
    4. Régler la base de temps sur le champ d’application à montrer Vout pour le même nombre de cycles fondamentaux capturée pour Ven. Faites une copie de l’onde.
    5. Mesurer la moyenne ou moyenne Vout.
    6. Zoom entre le point de bifurcation SCR et le prochain point de sa mise en marche SCR. Mesurer la différence de temps en utilisant les curseurs de portée. Faites une copie de la forme d’onde.
    7. Garder la connexion de la sonde différentielle et autres connexions circuit identique pour la partie suivante.
    8. Désactiver le transfo variable. Ne pas démonter le circuit ou modifier le réglage de tension transformateur variable.
  2. Angle de réglage #2 (petit R2)
    1. Remplacer R2 avec la plus grande résistance de valeur.
    2. Allumer le VARIAC.
    3. Régler la base de temps sur le champ d’application à montrer Vout pour le même nombre de cycles fondamentaux capturée pour Ven. Faites une copie de l’onde.
    4. Mesurer la moyenne ou moyenne Vout.
    5. Zoom entre le point de bifurcation SCR et le prochain point de sa mise en marche SCR. Mesurer la différence de temps en utilisant les curseurs de portée. Faites une copie de la forme d’onde. La valeur moyenne devrait être ce qu’on attend de cette équation :
      <Vout> =V0[1+cos(α)] / (2π) (1)
      qui est un peu moins de la moitié de la tension de crête de l’entrée.
    6. Désactiver le transfo variable. Démonter le circuit et redéfinir les paramètres VARIAC sur zéro.

Thyristors, également appelées redresseurs silicium commandé, SCRs, sont des appareils électroniques utilisés dans les gradateurs de lumière, les contrôleurs de vitesse du moteur et régulateurs de tension. Comme une diode, un thyristor possède une anode et une cathode et mène dans une seule direction. En fait, le schéma symbole pour un thyristor ressemble à une diode, mais avec un troisième terminal représentant la porte, qui contrôle le flux de courant. Contrairement à une diode, cependant, une petite impulsion de courant dans le portail est nécessaire pour allumer le thyristor donc courant peut découler d’une anode à la cathode. Le thyristor s’éteint si ce courant est inférieure à un seuil de verrouillage. Dans l’état d’arrêt, un thyristor bloque la conduction dans les deux sens. Permet d’allumer et d’éteindre permet le thyristor à rectifier, qui consiste à passer actuellement qu’une seule polarité et contrôler la quantité de courant alternatif à allode. Cette vidéo vous montrera comment contrôler un thyristor en déclenchant la porte à divers moments au cours d’un cycle à C.A..

Thyristors sont composées de quatre couches alternées de semi-conducteurs P et N-type, qui forment une structure PNPN. Le plomb de l’anode est relié à la P-type matériel à une extrémité. Le cordon de cathode est raccordé sur le matériau de type N à l’autre extrémité. Et le fil de porte est connecté à la couche de type P à côté de la cathode. Dans ce circuit simple, avec une source d’alimentation en série avec le thyristor et une charge, l’entrée de ca par lui-même ne peut pas conduire le thyristor en conduction vers l’avant. Courant peut découler d’anode à la cathode qu’après qu’une impulsion de courant vers la porte déclenche l’État sur. Cette impulsion doit avoir lieu alors que la tension de la source est positive. Sinon, le thyristor reste éteint et blocs de cours. Thyristors sont bistable, ce qui signifie qu’ils peuvent être dans deux États différents. Si l’attaquant tenue mode persiste tant que la tension de la source est positive, et le courant est supérieur au seuil d’enclenchement. Si le courant tombe en dessous de ce seuil, le thyristor est en mode blocage et reste dans cet état jusqu'à ce que déclenche à nouveau. La différence de phase entre le pouls de la porte et le passage par zéro d’une source AC sinusoïdale est l’angle de tir. Par exemple, une impulsion de déclenchement en même temps comme le premier passage par zéro a un angle de tir de zéro degré, ayant pour résultat complete demi-onde rectification, comme une diode. Dans ce cas, le thyristor passe toute l’énergie de la partie positive du cycle à la charge. Si le pouls coïncide avec le pic de la tension, l’angle de tir est de 90 degrés, et la charge reçoit l’énergie de seulement la moitié du cycle positif. Enfin, une impulsion en même temps que le négatif zéro résultats de croisement dans un angle de tir de 180 degrés, avec aucun courant effectué et aucune énergie transférée du tout. L’objectif de cette expérience est d’étudier un circuit redresseur de thyristor déclenché à angles de tir différents, et pour comparer la moyenne résultante des tensions de sortie.

Étant donné que ces expériences utilisent le courant alternatif de 120 volts, éviter tout contact avec les fils dénudés, ce qui peut causer la mort par électrocution et de blessures ou de décès. Ne pas toucher n’importe quelle partie du circuit alors qu’il est excité et ne mettez pas en terre le thyristor. Pour plus d’informations sur la sécurité électrique, veuillez regarder le Jove Science Education vidéo « sécurité Précautions et équipement de base ». Tout d’abord, mettre en place l’oscilloscope en connectant la sonde portée standard à un canal et la sonde différentielle à un second canal. Configurez la sonde différentielle à un sur 20 atténuation. Régler l’amplification dans le menu de l’oscilloscope pour le canal de la sonde différentielle. Utilisez 20 x si elle est disponible pour la sonde différentielle. Dans le cas contraire, utiliser 10 x et le double de toute mesure de l’oscilloscope. Annuler tout décalage de l’oscilloscope en emboîtant les bornes de la sonde différentielle et en ajustant la position verticale des traces à zéro volts. Lors de cette expérience, le thyristor fournit la tension alternative à une fréquence de 60 hertz. Avant d’ajuster le thyristor, assurez-vous que c’est éteint et rien n’est raccordé à la sortie. Puis tournez le bouton de contrôle à 15 pour cent sortie. Connectez le câble de sortie pour le VARIAC et raccordez les bornes de sonde différentielle étendue à la banane du câble. Allumez le thyristor, observer la forme d’onde sur l’oscilloscope et d’ajuster le thyristor afin que l’amplitude de celle-ci est sortie que v0 est 35 volts. Changement de la base de temps, c’est l’intervalle de temps par la division horizontale de l’oscilloscope pour afficher deux à cinq cycles de tension. Capturer et enregistrer une copie de cette forme d’onde et enregistrer cette base de temps et désignez-le TB0 pour une utilisation ultérieure. Enfin, éteindre le thyristor et ne pas modifier son paramètre.

Cette première expérience déclenche un redresseur à thyristors avec un angle de tir de zéro degré. Assembler le circuit sur un proto-Conseil. Utilisez le thyristor pour la source d’entrée AC V en. Et un cavalier de fil à la place de la résistance R2. Connecter la sonde étalon au travers de la tension d’entrée V dans, puis connecter la sonde différentielle à travers la résistance de charge R d’observer la tension V de sortie out. Allumez le thyristor et définissez la portée en temps base TB0, qui a été enregistré plus tôt. Parce que l’angle de tir est de zéro degré, le thyristor se comporte comme une diode, et la tension de sortie est une onde sinusoïdale de la demi-rectifiée. Fonction mathématique intégrée de la lunette permet de mesurer la tension de sortie moyenne. Régler le temps de base pour effectuer un zoom entre les points lorsque le thyristor s’éteint, puis s’allume à nouveau. Utilisez les curseurs de la lunette pour mesurer cette différence de temps. Désactiver le thyristor et ne changent pas le réglage de la tension. Gardez toutes les connexions de thyristor et portée identique pour l’expérience suivante.

Pour comparer les résultats avec deux différentes non nulle, des angles de tir l’expérience suivante déclenchera le thyristor avec un petit, puis une grande résistance pour R2. Les résistances sont, dans ce cas, 300 ohms et 620 ohms. Utiliser la plus petite résistance pour déclencher le thyristor à un angle de tir petit. Enlever le cavalier qui a court-circuité R2. Insérez ensuite la résistance 300 ohms à sa place. Allumez le thyristor et définissez la portée en temps TB0 base. L’angle de tir est désormais supérieure à zéro degré, et, par conséquent, le thyristor est déclenché par la suite dans la partie positive du cycle AC. Mesurer la tension de sortie moyenne comme décrit précédemment. Puis zoomez et mesurer l’intervalle de temps entre quand le thyristor s’éteint puis le rallumez. Désactiver le thyristor. Sans modifier le réglage VARIAC ou autres connexions, remplacez R2 avec la plus grande résistance et refaites le test. Lorsque les expériences sont terminées, éteindre le thyristor, à zéro et démonter le circuit.

La tension de sortie du circuit redresseur thyristors est égale à zéro jusqu'à ce qu’une impulsion de porte déclenche le thyristor. Après le déclenchement, la tension de sortie correspond à la partie d’une vague de moitié-rectifiée. Comme l’angle de tir augmente, la tension de sortie est plus haché par rapport à l’entrée, et donc la tension de sortie moyenne diminue. Par conséquent, l’angle de tir détermine la quantité d’énergie qu'un thyristor passe à la charge.

Thyristors peut contrôler la quantité d’énergie transférée à une charge et étaient fréquentes chez les anciens blocs d’alimentation DC réglables. Ils sont toujours utilisés dans un milieu beaucoup d’applications de contrôle d’énergie haute tension AC. Tout d’abord, communes gradateurs de lumière utilisées dans les maisons et les bureaux ont un bouton ou un curseur que les témoins un potentiomètre, qui est une résistance variable. Changer la résistance modifie l’angle de tir d’un thyristor et par conséquent augmente ou diminue la puissance qui éclaire une ampoule. Décharge d’arc anodique est un moyen pratique et efficace de synthétiser des nanotubes de carbone et le graphène. Recherches ont utilisé un champ magnétique pour améliorer la contrôlabilité et la flexibilité du processus. La décharge électrique dans la présente demande est semblable à celle du soudage à l’arc. Et les deux permettent de contrôler la puissance qui crée l’arc haute tension thyristors.

Vous avez juste regardé Introduction de Jove à Thyristor redresseurs. Vous devez maintenant comprendre comment fonctionnent les thyristors, et comment ils permettent un contrôle de l’alimentation d’appareils électriques. Merci de regarder.

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