En İyi Redresör Çeşitleri

Bu makale, kömür ocağında kullanılan ilk altı doğrultucu tipine ışık tutuyor. Tipleri: 1. Metal Levha Tipi Doğrultucu 2. Yarı İletken (Diyot) Doğrultucular 3. Tristörler 4. Merkür-Ark Doğrultucular 5. Doğrultucu Köprülerinin Yapılması 6. İçsel Güvenlik ve Doğrultucular.

Doğrultucu: Tip # 1. Metal Levha Tipi Doğrultucu:

Bazı metal plakaların, diğer maddelerle kaplandığında, akımın bir yönde akım geçişine karşı yüksek bir direnç sunarken, ters yönde akıma daha düşük bir direnç sağladığını gördük.

Yaygın olarak kullanılan iki tip metal levha vardır, bunlar bakır oksit redresörü ve selenyum redresörüdür. Bir bakır oksit doğrultucu, bir tarafı ince bir bakır oksit katmanı ile kaplanmış bir bakır plakadan oluşur (Şekil 4.1a). Selenyum doğrultucu, Şekil 4.1 (b) 'de gösterildiği gibi bir çelik plaka üzerinde bir alaşım tabakası ve bir selenyum tabakası içerir.

Bakır oksit doğrultucu, plaka bakır oksit kaplamaya göre pozitif ise, akım geçişine karşı çok yüksek bir direnç sunar. Eğer bakır oksit bakır plakaya göre pozitif ise, doğrultucu çok düşük bir direnç sunar.

Benzer şekilde, selenyum doğrultucu plakaları, eğer selenyum tabakası alaşım tabakasına göre pozitif ise akım geçişine yüksek bir direnç ve alaşım tabakası selenyum tabakasına göre pozitif ise çok düşük bir direnç sunar.

Maksimum voltaj:

Metal bir levha doğrultucu, akımın yalnızca direnç uygulanan voltajın belirli bir kritik değerden düşük olması durumunda yüksek direnç yönünde akmasını önler. Selenyum doğrultucu plakalar için kritik değer 18 volt, bakır oksit doğrultucu plakalar için 8 volt'tur. Kritik voltaj aşılırsa, doğrultucu hızlı bir şekilde bozulur ve doğrultucu özellikleri kalıcı olarak tahrip olur.

Daha yüksek bir voltajda çalışacak olan bir doğrultucu seri halde bir dizi plaka bağlanarak oluşturulur. Daha yüksek voltajlı bir doğrultucu oluşturmak için standart yöntem, plakaları merkezi bir çubuk üzerine monte etmek ve bunları metal rondelalarla ayırmaktır.

Daha sonra sıkıca paketlenmiş bir hav oluşturmak üzere cıvatalanırlar (bkz. Şekil 4.2a). Komple bir redresörün maksimum çalışma voltajı, bir plakanın maksimum çalışma voltajının, küme üzerindeki plaka sayısı ile çarpılmasıyla hesaplanabilir.

Şuanki kapasite:

Bir metal plaka doğrultucunun mevcut kapasitesi, tek plakanın yüzeyi ile doğrudan orantılıdır. Bir redresörün nominal akım taşıma kapasitesi aşılırsa, plaka aşırı ısınma eğilimindedir ve sonuçta redresör bozulur. Bir metal redresörü çalışırken, bazı ısıların üretilmesi gerekir, böylece redresöre genellikle Şekil 4.2 (b) 'de gösterilene benzer bir görünüm veren soğutma fanları bulunur.

Metal levha doğrultucular normalde sadece sinyal devreleri, pilot devreleri ve ölçüm cihazları gibi nispeten küçük bir akım çıkışının gerekli olduğu yerlerde kullanılır. Yüksek akım çıkışı için metal plaka redresörleri zahmetlidir ve soğutulması zordur.

Doğrultucu: Tip # 2. Yarı İletken (Diyot) Doğrultucular:

Günümüzde kontrollerde yarı iletken redresörler en yaygın şekilde kullanılmaktadır. Bakır ve alüminyum gibi sıradan iletken malzemelerin çoğu, elektriği saf halde olduklarında, yani başka maddelerle bir araya getirilmediklerinde veya karıştırılmadıklarında en kolay şekilde iletirler. Bununla birlikte yarı iletkenler, tam tersi şekilde davranan malzemelerdir.

Saf hallerinde, yarı iletkenler elektrik akımına karşı çok yüksek bir direnç gösterirler ve neredeyse yalıtkandırlar. Küçük miktarlardaki diğer maddeler (yani safsızlıklar) bunlarla birleştirildiğinde, elektriği çok daha kolay iletirler. Halen kullanımda olan iki yarı iletken malzeme, germanyum ve silikon elementleridir.

Bakır gibi sıradan iletken malzemelerin çoğu, negatif bir yükün (örneğin ekstra elektron) içinden geçmesine izin vererek elektrik iletir. Saf yarı iletkenlere belirli safsızlıklar eklendiğinde, bu şekilde davranır ve negatif yükün içinden geçmesine izin verir. Daha sonra 'P tipi' (Pozitif) yarı iletken olarak adlandırılır.

Örneğin, antimon veya fosfor safsızlıklarının eklendiği germanyum bir 'N tipi' yarı iletkenken, alüminyum veya bor safsızlıklarının eklendiği germanyum bir 'P tipi' yarı iletkendir. Bir yarı iletken doğrultucu, 'P tipi' yarı iletken bir 'N tipi' yarı iletkene birleştirilerek yapılır.

'P tipi' yarı iletken, 'N tipi' yarı iletkene göre pozitif olduğunda, 'P tipi' yarı iletkendeki pozitif yük, bağlantıya doğru akma eğilimindedir ve benzer şekilde 'N tipindeki negatif yük Yarı iletken aynı zamanda birleşme noktasına doğru akma eğilimindedir.

İki karşı yükün aynı noktaya doğru akması, aralarında var olan karşılıklı çekim tarafından desteklenir, böylece akım bu yönde çok kolay akar.

Bununla birlikte, 'N ​​tipi' yarı iletken, 'P tipi' yarı iletkene göre pozitif olduğunda, pozitif ve negatif yükler birleşme yerinden uzaklaşmaya meyillidir ve bu yöndeki hareket, ücretleri. Dolayısıyla doğrultucu bu yönde çok daha yüksek bir direnç sunar.

Metal plakalı bir redresörde olduğu gibi, yarı iletken bir redresörün mevcut kapasitesi işlevine bağlıdır. Doğrultucunun ileri direnci; bununla birlikte, yarı iletken bir doğrultucunun daha büyük bir akımı taşımak için elverişli bir şekilde yapılabilmesi için benzer büyüklükte bir metal plaka doğrultucununkinden daha düşüktür.

Örneğin, tipik bir bağlantı ileri gerilim düşümü, germanyum için 0, 3 volt ve silikon cihazlar için 0, 6 volttur. Yarı iletken doğrultucu daha büyük bir akımı taşımak için uygun şekilde yapılabilir. Yarı iletken bağlantılar, redresör plakalarından daha büyük bir ters gerilime dayanabilir. Tek bir kavşak, örneğin 800 volttan daha fazla bir ters gerilime dayanabilir.

Metal levha doğrultucularda olduğu gibi, eğer maksimum ters voltaj aşılırsa yarı iletken bir redresör bozulabilir.

Mevcut ekipmanlarda kullanımda olan ve artık diyotlardan daha az ısı üretilmesi ve çıkış voltajında ​​hafif bir artış beklenmesi avantajı ile elde edilmesi giderek daha zor hale gelen metal plakalı redresörlerin yerini almak için uygun şekilde derecelendirilmiş silikon diyotlar kullanılabilir. en düşük ileri gerilim düşümü.

Doğrultucu: Tip # 3. Tristörler:

Bir diyot, alternatif bir akımı düzeltebilen iki katmanlı bir PN kavşağıdır;

Bununla birlikte, tristör, alternatif akımı düzeltebilen dört katmanlı bir PNPN'dir ve geleneksel sembolü

Görülebileceği gibi, cihaz 'kapı' adı verilen ekstra bir terminale sahiptir. Tristör, devreye 'basit' diyotla aynı şekilde bağlandığında, kapı terminaline bir sinyal uygulanana kadar ileri yönde hiçbir akım akmaz. Uygun harici devre vasıtasıyla, tristör giriş alternatif dalga formunun herhangi bir kısmında kapılı olacak (veya ateşlenecek şekilde) düzenlenebilir.

Tristörler veya silikon kontrollü redresörler (SCR'ler) 1/2 ila 850 amper arasında mevcuttur. RMS ve şu anda 1.800 volta kadar. Bununla birlikte, bir amplifikatör olarak kullanılan en küçük SCR'ler, yalnızca birkaç mikrodalga fırının güçleri ve 200 watt anahtarlama ile açılabilir. Bu, 10 milyonun üzerinde bir güç kazancı sağlayarak SCR'leri elde edilebilir en hassas kontrol cihazlarından biri yapar.

Doğrultucu: Tip # 4. Merkür-Ark Doğrultucular:

Bir cıva arklı redresör, camdan veya muhtemelen çelikten yapılmış ve bir vakum içeren bir tekneden oluşur. Kabın dibinde, redresörün negatif tarafı olarak işlev gören (katot adı verilen) bir sıvı cıva havuzu bulunur. Doğrultucunun pozitif tarafı (anot olarak adlandırılır) cıva havuzunun üstündeki odaya yerleştirilen bir karbon elektrotudur.

Şekil 4.2, cıva arklı redresörün bir diyagramını göstermektedir. Doğrultucu, bir akıntının cıva katodundan akıp, cıva havuzunun tepesine henüz değen bir ateşleme elektrotu yoluyla akmasına izin verilerek başlatılmaktadır. Bu akım, cıva yüzeyinin üzerindeki bir noktayı ısıtır ve bazı cıvaların buharlaşmasına neden olur.

Bu nedenle anot ve katot arasındaki boşluk cıva buharı ile doldurulur. Ateşleme elektrotu daha sonra bu cıva yüzeyinden çekilir ve cıva buharının iyonlaştırılmasıyla bir ark çekilir. Eğer anot katottan daha pozitifse, ark ateşleme elektrodundan anota aktarılır ve akım doğrultucudan geçer.

Karbon anot ve cıva katodu boyunca doğrultucuya alternatif bir akım beslemesi uygulanırsa ve akım uygulanırken, akım sadece karbon anot cıva katoduna pozitif olduğunda yarı döngü boyunca akar.

Birçok uygulamada olduğu gibi, akım doğrultucudan sadece aralıklı olarak çekiliyorsa, ark küçük bir akımın doğrultucudan küçük bir uyarma anotu yoluyla sürekli olarak geçmesine izin verilerek korunur.

Cıva arklı redresörler, yüksek voltajlardaki ağır akımları beslemek için kullanılabilir ve bu nedenle büyük doğru akım makineleri tedarik edebilir. Madencilik endüstrisinde önemli bir kullanım, alternatif akım ana şebekelerinden doğru akım pencere motorları için bir tedarik sağlamaktır.

Yarım Dalga Rektifikasyonları:

Tek bir redresör, alternatif bir akım kaynağının bağlı olduğu bir devreye yerleştirilirse, akımın her devresinin sadece bir yarısı boyunca bu devrede bir akım akacaktır. Döngünün diğer yarısı boyunca, kaynağın kutupsallığı tersine çevrildiğinde, akım ters yönde akmaya çalışır, ancak doğrultucu tarafından engellenir.

Dolayısıyla, devreye tek bir redresör yerleştirmenin etkisi, hiçbir akım geçmediğinde aralarındaki aralıklar ile bir yönde bir dizi akım darbesi elde etmektir (Şekil 4.3). Tek bir redresör bu nedenle yarım dalga düzeltme sağlar.

Tam Dalga Düzeltme:

Daha sürekli doğru akım beslemesi elde etmek için bir doğrultucu köprü gereklidir. Tek fazlı alternatif akım beslemesi için bir doğrultucu köprü, Şekil 4.4'te gösterildiği gibi bağlanan dört redresörden oluşur. Bu düzenleme, akımın alternatif tedarikten tüm alternatif döngü boyunca doğru akım hatlarına akmasını sağlar.

Döngünün bir yarısı boyunca akım, AC doğrultusundan 'A' çizgisinden pozitif DC çizgisine, doğrultucu 3 yoluyla akmakta ve akım, negatif DC çizgisinden AC doğrultusundan 'B' düzelticisine 2 akmaktadır. İkinci yarı döngüsünde, akım, AC hattından 'B' den, doğrultucu 4 yoluyla pozitif dc hattına akmakta ve akım, negatif DC hattından doğrultucu 1 yoluyla ac hattına A akmaktadır.

Bu nedenle, bir köprü ağı kullanarak yapılan düzeltme, tam dalga düzeltme olarak bilinir.

Tek fazlı alternatif akım kaynağının tam dalga doğrultması, alternatif arzın tüm döngüsünden faydalanırken sürekli bir doğru akım üretmez. Her biri alternatif kaynağın yarım döngüsüne karşılık gelen bir dizi impuls üretir. Her alternatif çevrimde doğru akım çıkışının gerilimi anlık olarak iki kez sıfıra düşer.

Üç Fazlı Tedarik Düzeltme:

Neredeyse sabit olan bir doğru akım çıkışı veren üç fazlı bir beslemenin düzeltilmesiyle daha düzgün bir doğru akım çıkışı elde edilebilir. Çıktının, tedarikin her döngüsünde altı küçük zirvelerden oluşan bir dalgalanması vardır. Ağ üzerinden mevcut yollar da şekilde gösterilmiştir.

Doğrultucu: Tip # 5. Doğrultucu Köprülerin Yapılması:

Düzeltme ilkeleri hem metal hem de cıvatalı redresörlere uygulanır. Tam dalga metal doğrultucular, bir çubuk üzerine inşa edilmiş dört veya altı bölüm ile elde edilebilir, böylece bir köprü ağı için tüm doğrultucu üniteler bir bileşende bulunur. Sadece sağlanan terminalleri, devrede doğru noktalara bağlamak yeterlidir.

Çoğunlukla kömür madenlerinde kullanılan cıva tipi redresör tipleri, altı redresör köprüsünden elde edilene benzer şekilde, üç fazlı bir tedaviden düzgün bir doğrudan doğru üretmek üzere tasarlanmıştır. Böyle bir doğrultucuda, tümü tek bir cıva havuzundan çalışan altı anot bulunur.

Doğrultucu, üç faz beslemesine, çift yıldıza bağlı altı birincil sargıya sahip olan ve altı fazlı bir beslemeyi sağlayan bir transformatör vasıtasıyla bağlanır. Ark çekildiğinde, her zaman zamanda en olumlu olan anoda aktarır. Bu nedenle, her döngüde bir anotu bir kez ziyaret eder ve akım doğrultucuda olsa sürekli akar.

Doğrultucu: Tip # 6. İçsel Güvenlik ve Doğrultucular:

Doğrultucular, devre bozulduğunda salınan enerjiyi boşaltmak için bazı kendinden güvenlikli ekipman türlerinde kullanılır. Bir yöntem, devrenin endüktif bölümüne paralel bir doğrultucu bağlamaktır. Doğrultucunun polaritesi, boşalma anında kendinden kaynaklı devre için düşük dirençli bir yol sağlayacak şekilde düzenlenir, ancak normal çalışma devresi için paralel bir yol sağlamaz.

Dikkat:

Ancak, bir Megger veya Metro tarafından yüksek voltaj testinin veya yüksek voltaj megger testinin kullanılmasının, metal veya yarı iletken doğrultucu içeren herhangi bir devrede asla yapılmaması gerektiği daima unutulmamalıdır. Devrede bir doğrultucuda bulunan bir yüksek voltaj test cihazının kullanılması, plakalara yüksek voltaj uygulanmasına ve doğrultucunun kırılmasına neden olabilir.

Bu önlem özellikle kendinden emniyetli veya kontrol devreleri test edilirken önemlidir.

Devredeki doğrultucu arızalanırsa, devre normal şekilde çalışmaya devam edebilir, ancak güvensiz olacak ve kullanımın devam etmesinden kaynaklanabilecek bir kaza olabilir. Bu nedenle, yüksek gerilim testi yaparken, doğrultucu devresinin bağlantısının kesilmesi şarttır.