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

164 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

26254. Агроэкологические требования сельскохозяйственных культур как исходный критерий агрооценки земель 38.5 KB
  Близкие по условиям возделывания конкретных сельскохозяйственных растений ЭАА объединяются в агроэкологические типы земель в пределах которых формируются производственные участки. Пока что не все аспекты агроэкологической оценки растений разработаны с достаточной полнотой особенно почвенные некоторые трудно поддаются формализации. Следует ускорить разработку региональных рекомендаций по данному вопросу с учетом местных условий культур сортов растений. Отношение растений к свету: размещение растений по реакции на продолжительность дня...
26255. Выбор, размещение и сельскохозяйственных культур и сортов и разработка агроэкологических карт в АгроГИС 64 KB
  Ключевые слова: виды сорта культур агроэкологическая оценка интенсивные пластичные устойчивые сорта агроэкологическая карта категории пригодности. Выбор культуры и сорта. Выбор культуры и сорта Выбор культур для региона конкретного хозяйства и поля осуществляют на основе оценки их биологических требований и средообразующего влияния. Показатели агроэкологической оценки культур указанные в паспорте сорта сравниваются с соответствующими параметрами агроландшафта.
26256. Управление продукционным процессом сельскохозяйственных культур и агроценозами 54 KB
  В процессе генерации технологических решений с помощью специально разработанного интерфейса СППР автоматически формируется задание на выполнение конкретной операции в режиме точного земледелия которое затем загружается в бортовой компьютер сельскохозяйственной техники. В зависимости от режима реализации операции различают два типа задания: Карта операции режим функционирования offline Карта агротребований на выполнение операции режим online Карта операции электронная карта поля где для каждого однородного участка поля указана...
26257. Защита растений от вредителей и болезней в агроценозах 327.5 KB
  Практическое занятие Защита растений от вредителей и болезней в агроценозах Цели и задачи. Развить способность практиковать интегрированный подход к защите растений и умение использовать современные методы и средства борьбы с вредителями и болезнями. Рассматриваются агротехнические химические и биологические методы защиты растений от болезней и вредителей при различных уровнях интенсификации агротехнологий и интегрированном подходе. Разработать систему мер по защите растений в заданном севообороте при заданной фитосанитарной ситуации.
26258. Создание картограмм агрофизического состояния почв и интерпретация результатов в геоинформационных системах (ГИС) 384 KB
  Практическое занятие Создание картограмм агрофизического состояния почв и интерпретация результатов в геоинформационных системах ГИС Цели и задачи. Приобретение навыков картографирования агрофизического состояния почв с использованием педотрансферных функций и ГИСтехнологий. Рассматривается методика разработки картограмм агрофизических свойств почв в геоинформационных системах на примере плотности почв и запасов продуктивной влаги. Освоить методику картографирования физических и воднофизических свойств почв на конкретном первичном...
26259. Понятия природного ландшафта и агроландшафта и принципы ландшафтно-экологического анализ территории 102.5 KB
  Формируются определения природного ландшафта сельскохозяйственного ландшафта рассматриваются задачи ландшафтноэкологического анализа территории и географическая классификация ландшафтов. Ключевые слова: геосистема геосистемные уровни региональный локальный местности урочище подурочище фации агроэкологическая группа земель элементарный ареал агроландшафта классификация ландшафтов. Географическая классификация природных и природносельскохозяйственных ландшафтов. В качестве базовой категории в ландшафтоведении используется понятие...
26260. Особенности проектирования защиты растений в агроценозах и перспективы ее экологизации 63.5 KB
  Лекция Особенности проектирования защиты растений в агроценозах и перспективы ее экологизации Цели и задачи. Проектирование защиты растений в агротехнологиях различных уровней интенсификации. Принципы и возможности экологизации защиты растений. Проектирование защиты растений в агротехнологиях различных уровней интенсификации Проектирование систем защиты осуществляется на основе определения видового состава вредных организмов в рамках агроэкологической группы земель и их потенциальной вредоносности которая устанавливается с помощью...
26261. Особенности проектирования обработки почвы под основные культуры в связи с различными агроэкологическими условиями 99 KB
  Практическое занятие Особенности проектирования обработки почвы под основные культуры в связи с различными агроэкологическими условиями Цели и задачи Сформировать представление о современных системах обработки почвы в севооборотах и основных направлениях ее совершенствования. Рассматриваются особенности обработки почвы в различных агроэкологических условиях в соответствии с требованиями сельскохозяйственных культур. Ключевые слова: оптимальная и равновесная плотность почвы отвальная плоскорезная чизельная комбинированная основная...
26262. Оценка агроклиматических условий 285.5 KB
  Температура воздуха почвы и растения всегда зависит от количества солнечной радиации. В зависимости от длительности промерзания почвы и ее среднегодовой температуры выделяются четыре типа температурного режима почв: мерзлотный характерен для районов вечной мерзлоты среднегодовая температура почвы отрицательная; длительно сезонно промерзающий с длительностью промерзания не менее 5 месяцев среднегодовая температура почвы положительная глубина проникновения отрицательных температур более 2 м; сезонно промерзающий с длительностью...