Rectificador de tiristores

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.