2439

Исследование характеристик тиристора и управляемого выпрямителя

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Целью работы является: исследование вольтамперной характеристики и определение параметров тиристора, получение семейства статических характеристик тиристора, исследование работы регулируемого однополупериодного выпрямителя.

Русский

2013-01-06

1.67 MB

168 чел.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Санкт-Петербургский институт машиностроения (ЛМЗ-ВТУЗ)

Лабораторная работа № 2 по ТСА:

Исследование характеристик тиристора и управляемого выпрямителя

Выполнили студенты

группы 4441 бригады № 1:

Чернышев Д.В.

Проверил преподаватель: Мякишев В.В.

Санкт – Петербург

2010

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью работы является:

  1.  исследование вольтамперной характеристики и определение параметров тиристора;
  2.  получение семейства статических характеристик тиристора;
  3.  исследование работы регулируемого однополупериодного выпрямителя.

2. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

В состав лабораторного стенда входят:

  1.  базовый лабораторный стенд;
  2.  лабораторный модуль Lab2A для исследования характеристик тиристора КУ112А и управляемого выпрямителя на его основе.

3. РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ

Задание 1. Исследование вольтамперной характеристики тиристора

Линия красного цвета соответствует режиму монотонного увеличении анодного напряжения Ua от 0 В до 10 В, а линия синего цвета - режиму монотонного уменьшения анодного напряжения от 10 В до 0 В при неизменном напряжении управления Еупр.

Еупр.max=0.55В. Ua.ocm=0.73В.

Еупр.min=0.1В. Ua.ocm=0,7В.

Задание 2. Получение семейства статических характеристик тиристора

Iа.вкл=0.07мА. Uа.вкл=0.63В.

Iа.вкл=1.04мА. Uа.вкл=0.66В.

Iа.вкл=1.56мА. Uа.вкл=0.69В.

Iа.вкл=1.95мА. Uа.вкл=0.69В.

Iа.вкл=2.43мА. Uа.вкл=0.7В.

Задание 3. Исследование работы управляемого однополупериодного выпрямителя

αmin=18 градусов. UH.cp=0.92B.

αmax=169 градусов. UH.cp=0B.

  1.  ВЫВОД

В работе мы занимались исследованием ВАХ и статических характеристик тиристора, а также работы управляемого однополупериодного выпрямителя, построенного на базе тиристора.

U=Uвх.m-UH.max=4-3,3=0,7В. Значение сопоставимо с величиной Uа.ост, полученной в 1 задании.

  1.  КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
  2.  Какие полупроводниковые приборы называются тиристорами?

Тиристором - полупроводниковый прибор с двумя устойчивыми состояниями, имеющий три (или более) выпрямляющих перехода, который может переключаться из закрытого состояния в открытое, и наоборот.

  1.  Изобразите структуру динистора.

  1.  Нарисуйте транзисторную схему замещения динистора.

Деление динистора на две структуры (а) и схема замещения (б).

  1.  При каком условии происходит включение динистора?

Пока выполняется условие (α1+α2)<1 ток в динисторе будет равен IK0. При соотношении (α1+α2)>1  динистор включается и начинает проводить ток. Это и есть условие включения динистора.

  1.  Какими способами можно обеспечить выключение динистора?

Выключить динистор можно, понизив ток в нем до значения Iвыкл или поменяв полярность напряжения на аноде. Различные способы выключения динистора приведены на рис. В первой схеме (а) прерывается ток в цепи динистора. Во второй схеме (б) падение напряжения на динисторе уменьшается до нуля. В третьей схеме (в) ток динистора понижается до Iвыкл включением добавочного резистора RД. В четвертой схеме (г) при замыкании ключа К на анод динистора подается напряжение противоположной полярности при помощи конденсатора С.

  1.  Чем отличаются конструкции тиристора от динистора?

Тиристор имеет структуру, аналогичную динистору, при этом одна из базовых областей сделана управляющей. 

В зависимости от расположения управляющего электрода (УЭ) тиристоры делятся на тиристоры с катодным управлением (а) и тиристоры с анодным управлением (б).

  1.  Какие бывают разновидности тиристоров?

Помимо приведенных в ответе на 6 вопрос существуют также запираемые тиристоры, особенность которых заключается в том, что при подаче сигнала на управляющий электрод тиристор переходит в закрытое состояние. Применение таких тиристоров ограничено из-за того, что ток управляющего электрода в момент выключения приближается по величине к основному коммутируемому току.

  1.  Каковы особенности ВАХ тиристора по сравнению с динистором?

Отличие от динистора состоит в том, что напряжение включения регулируется изменением тока в цепи управляющего электрода. При увеличении тока управления снижается напряжение включения.

Таким образом, тиристор эквивалентен динистору с управляемым напряжением включения.

  1.  Существуют ли отличия в способах выключения тиристора и динистора?

После включения управляющий электрод теряет управляющие свойства и, следовательно, с его помощью выключить тиристор нельзя. Основные схемы выключения тиристора такие же, как и для динистора.

  1.  В чем состоят особенности конструкции и принципа работы симистора?

Симистор - это симметричный тиристор, который предназначен для коммутации в цепях переменного тока. Он может использоваться для создания реверсивных выпрямителей или регуляторов переменного тока. Структура симметричного тиристора приведена на рис. а, а его условное обозначение на рис. 6. Полупроводниковая структура симистора содержит пять слоев полупроводников с различным типом проводимостей и имеет более сложную конфигурацию по сравнению с тиристором.

  1.  Как выглядит ВАХ симистора?

Как видно из ВАХ симистора, приведенной на рисунке, прибор включается в любом направлении при подаче на управляющий электрод УЭ положительного импульса управления. Требования к импульсу управления такие же, как и для тиристора. Основные характеристики симистора и система его обозначений такие же, как и для тиристора. Симистор можно заменить двумя встречно-параллельно включенными тиристорами  с общим электродом управления.

  1.  Каков принцип работы управляемого выпрямителя?

Благодаря возможности управления моментом включения, тиристоры применяются в схемах управляемых выпрямителей.

Простейшая схема регулируемого выпрямителя на одном тиристоре приведена на рис. а.

Для включения тиристора необходимо выполнить два условия: напряжение на аноде тиристора должно быть положительным (но не превышающим напряжение UПР.ВКЛ) и к управляющему электроду должно быть приложено положительное напряжение, соответствующее отирающему току. Первое условие выполняется для положительных полуволн напряжения сети uвх (рис. б), а для выполнения второго условия к управляющему электроду тиристора подводится отпирающий импульс uу (рис. в). После включения тиристора управляющий электрод теряет управляющие свойства, поэтому его выключение произойдет, когда мгновенное напряжение на аноде станет равным нулю.

Форма импульсов напряжения uн  на резистивной нагрузке Rh без фильтра приведена на рис. г. Очевидно, что момент включения тиристора можно регулировать в пределах положительной полуволны напряжения сети, т. е. 0<α<π, где α - угол сдвига управляющего импульса относительно момента uвх=0, называемый углом включения. Таким образом, длительность включенного состояния тиристора определяется выражением:

где Т - период колебания входного напряжения uвх.

Тогда среднее напряжение на нагрузке будет равно:

При этом если тиристор включается при α=0, то среднее выпрямленное напряжение на нагрузке Uh.cp будет максимальным, а если α=π, то напряжение Uh.cp=0. Такой способ управления тиристором называется фазоимпульсным.

  1.  Насколько точно определены в работе параметры тиристора? От чего может зависеть качество полученных результатов?

Достаточно точно. Качество может зависеть от соответствия либо несоответствия исследуемых приборов заявленным параметрам и погрешностей, вызванных аппаратной начинкой стенда.


Технические характеристики тиристора КУ112А.

Отпирающее напряжение управления, соответствующее минимальному отпирающему току (измеренное) = 0,63 В (по паспорту 0,8).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

76791. Мышцы кисти 183.03 KB
  В запястье под кожей располагаются две мощные связки спереди удерживатель сгибателей а сзади удерживатель разгибателей которые браслетом охватывают кости и сухожилия. Сухожилия сгибателей предплечья и кисти проходят в области запястья под удерживателем который вместе с костями и бороздой запястья формирует карпальный канал. В запястном канале образуется общее синовиальное влагалище вмещающее восемь сухожилий поверхностного и глубокого сгибателей пальцев и одно сухожилие локтевого сгибателя запястья. Такое же длинное синовиальное...
76792. Подмышечная ямка 184.1 KB
  Подкрыльцовая впадина подмышечная ямка пространство между боковым отделом грудной клетки и плечом. Стенки впадины Передняя стенка образована подключичной большой и малой грудной мышцами покрытыми грудиноключичной фасцией. Верхний ключичногрудной находится между ключицей и верхним краем малой грудной мышцы. Средний грудной соответствует малой грудной мышце с началом от IIIY ребер и прикреплением к клювовидному отростку лопатки.
76793. Венозные сплетения и анастомозы 179.96 KB
  Во многих органах возникают органные венозные сплетения: глоточное щитовидное мочепузырное прямокишечное и другие Три крупных вены: верхняя нижняя полые и воротная образуют каждая свою венозную систему. Венозные соединения между ветвями одной вены то есть пределах одной системы считаются внутрисистемными. Кавакавальные анастомозы в передней брюшной стенке образуются притоками верхней полой вены: верхней надчревной грудонадчревной венами и притоками нижней полой вены: надчревной нижней и надчревной поверхностной. В задней стенке груди...
76794. Плацентарное кровообращение 180.17 KB
  umbiliclis достигает ворот печени и делится на портальную ветвь впадающую в воротную вену и более крупный венозный проток ductus venosus вливающийся в печеночную или нижнюю полую вену. Поэтому малая часть крови проходит через всю систему воротной вены печени как плодного органа кроветворения и вливается в нижнюю полую через печеночные вены. Пупочная вена после перевязки зарастает в пупке и находится в круглой связке печени впадая в воротную вену что используется для введения через нее лекарственных и диагностических средств при...
76795. Сердце — развитие, строение, топография 182.81 KB
  После срастания перегородок образуется вторичное межпредсердное отверстие овальное так как прорывается краниальная часть перегородки. Левое отверстие и митральный двухстворчатый клапан лежат на уровне IIIго реберного хряща правое и трехстворчатый клапан над IVм хрящом у грудины. Аортальное отверстие и его полулунные клапаны находятся кзади от левого края грудины на уровне IIIго межреберья; отверстие легочного ствола с полулунными клапанами над IIIим правым реберным хрящом у правого края грудины. Правое предсердие атриум декстер...
76796. Строение миокарда 183.83 KB
  Проводящая система сердца. В предсердиях и желудочках образуется разное количество слоев с неодинаковым расположением и направлением мышечных волокон сократительных кардиомиоцитов которые начинаются от мягкого соединительнотканного скелета сердца. В сократительном миокарде желудочков различаются: общий поверхностный слой с косо ориентированными волокнами начинающимися от фиброзных колец и уходящими в верхушку сердца где они образуют завиток вортекс и плавно переходят во внутренний слой; средний слой из круговых волокон являющийся...
76797. Сосуды и нервы сердца 180.54 KB
  Они венцом окружают основание сердца отчего нередко называются венечными. Левая венечная артерия проходит между началом легочного ствола и левым ушком и передней межжелудочковой ветвью спускается к верхушке сердца а огибающей ветвью по венечной борозде и задней поверхности. Наиболее выраженные и постоянные анастомозы находятся: в верхней части передней стенки правого желудочка; в передней стенке левого желудочка по левому краю; в верхушке сердца задней межжелудочковой борозде и межжелудочковой перегородке; в стенках предсердий.
76798. Сосуды большого круга 180.76 KB
  Аорта на всем протяжении делится на париетальные и висцеральные ветви и заканчивается бифуркацией на общие подвздошные артерии на уровне IVVго поясничных позвонков. Из ее париетальных и висцеральных ветвей возникают экстра и интраорганные артерии которые подходят к органам как правило с медиальной стороны используя кратчайшие пути. В части паренхиматозных органов: легких печени селезенке почке артерии разветвляются в соответствии с делением на доли сектора сегменты и более мелкие части вплоть до структурнофункциональных единиц ...
76799. Бедренный канал 180.44 KB
  Глубокое кольцо бедренного канала находится в медиальной части сосудистой лакуны под паховой связкой и ограничено: сверху паховой связкой у места прикрепления ее к лобковому бугорку и симфизу; снизу лобковым гребнем и покрывающей его гребенчатой связкой; медиально лакунарной связкой заполняющей внутренний угол сосудистой лакуны; латерально стенкой бедренной вены. В практике хорошо прощупываемая паховая связка выступает как важный клиникоанатомический ориентир позволяющий отличить бедренную грыжу от паховой так как бедренный...