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

148 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

42288. Уравнение состояния идеального газа 2.55 MB
  Оборудование: Установка включающая в себя газовый шприц в стеклянном корпусе нагреватель датчик давления датчик температуры блок управления Cobr3 компьютер. Чтобы показать это раскроем физический смысл давления газа и температуры. Существует два определения температуры: одно использует термодинамический подход другое молекулярнокинетический. В термодинамике понятие температуры вводится как характеристика степени нагретости вещества.
42289. МИКРОПРОГРАММИРОВАНИЕ КОМАНД СМ ЭВМ 67 KB
  Цель работы: Знакомство с принципами микропрограммной эмуляции ЭВМ с программным управлением микропрограммирование машинных команд СМ ЭВМ. по условию CH 0 Конец...
42291. Составить программу умножения двух положительных чисел 44.5 KB
  В ходе выполнения работы познакомились с принципами микропрограммной эмуляции ЭВМ с программным управлением, микропрограммированием машинных команд СМ ЭВМ.
42296. ЧИСЕЛЬНЕ ІНТЕГРУВАННЯ ФУНКЦІЙ 233 KB
  Згідно з варіантом одержати значення визначеного інтегралу методами прямокутників трапецій і парабол. Приклад: Обчислити за формулами лівих і правих прямокутників з точністю інтеграл: ; Визначаю крок: Формула лівих прямокутників: Формула правих прямокутників: Границя абсолютної похибки для лівих і правих прямокутників обчислюється за формулою: де ; Складаю таблицю значень для лівих прямокутників: x 0 0.44 Складаю таблицю значень для правих прямокутників: x 0.6; Обчислюю...