BADANIE TYRYSTORÓW

1. Cel i zakres ćwiczenia.

Zapoznanie się z budową i działaniem tyrystorów. Pomiar charakterystyk przy zasilaniu prądem stałym, badanie zachowania tyrystora w obwodzie jednofazowym.

2. Wiadomości teoretyczne - z wykładu i literatury.

• budowa tyrystora, elektrody

• charakterystyka, stany pracy

• sposoby zapłonu i gaszenia

• zachowanie tyrystora w obwodzie prądu zmiennego, określanie kąta zapłonu

• regulacja wartości średniej napięcia

• współpraca tyrystora z filtrami pojemnościowymi i indukcyjnymi

3. Przebieg ćwiczenia.

3.1. Zapisać dane przyrządów.

3.2. Badanie zachowania tyrystora w obwodzie prądu stałego.

Połączyć układ przedstawiony na rys. 1.

+ W +

U_T Ty

U₁ U₂

− −

Rys. 1. Układ do badania tyrystora

Rezystor R ( kilkadziesiąt Ω, ale o możliwie dużym prądzie znamionowym - ponad 2 A ) służy do regulacji i ograniczenia wartości prądu w obwodzie głównym.

Pierwsza część badań polega na obserwowaniu zjawiska zapłonu tyrystora. Przy otwartym wyłączniku W podnieść napięcie na tyrystorze (z zasilacza nr 1) do kilku V. Tyrystor znajduje się w stanie blokowania. Między anodę i katodę przyłożone jest napięcie w kierunku przewodzenia, ale brak przepływu prądu w obwodzie bramki. Prądu wskazywanego przez amperomierz nie odczytujemy, gdyż jest to niewielki prąd przepływający przez woltomierz ( dla woltomierza o dużej rezystancji pomijalnie mały). Przez tyrystor w stanie blokowania prąd praktycznie nie płynie, więc U₁ = U_T. Na wyjściu zasilacza 2 nastawić napięcie U₂ = 3 V. Następnie należy zwiększyć zakres amperomierza i zamknąć wyłącznik W. Obserwować skokową zmianę prądu tyrystora w momencie jego zapłonu. Otworzyć wyłącznik W - tyrystor nadal przewodzi. Zgasić tyrystor wyłączając napięcie zasilające U₁.

W ramach drugiej części badań, dla 3 wartości napięć w obwodzie głównym (podanych w tabeli 1) załączać W i wyznaczać minimalne napięcie U₂ w obwodzie sterującym (można je odczytać na zasilaczu), przy którym następuje zapłon tyrystora. Amperomierz służy tylko jako wskaźnik zapłonu tyrystora (przewodzi czy nie). Wyniki zebrać w tabeli 1.

Tabela 1. Pomiar napięć zapłonu

Lp.	UT	U2	Uwagi
		V		V
1	2,5
2	4,0
3	5,5

3.3. Wyznaczenie przebiegu charakterystyki tyrystora.

Właściwe pomiary przebiegu charakterystyki tyrystora wykonać w stanie przewodzenia, czyli przy zamkniętym wyłączniku W. Zwiększając napięcie do takiej wartości, przy której prąd tyrystora I_T nie przekracza znamionowego (osiągnąć 2 do 3 A), mierzyć napięcie i prąd tyrystora. Wyniki zebrać w tabeli 2. Obliczyć R_T.

Tabela 2. Pomiar punktów charakterystyki tyrystora

Lp.	UT	IT	RT	Parametry tyrystora
		V	A		Ω
1.
2.
3.
…

Sprawdzić zachowanie tyrystora przy włączeniu go w kierunku zaporowym. Wykreślić przebieg charakterystyki I_T = f(U_T).

3.4. Badanie zachowania tyrystora w obwodzie prądu zmiennego.

Połączyć układ przedstawiony na rys. 2. Wykorzystać model układu z tyrystorem, znajdujący się na stanowisku badawczym. Model zawiera transformator zasilający, tyrystor i impulsator z potencjometrem do zmiany kąta zapłonu. W modelu są też wyprowadzone zaciski cewki i kondensatora, stosowanych w układach b) i c) z rys. 2. Natomiast jako rezystancyjne obciążenie tyrystora włączyć 2 szeregowo połączone oporniki o sumarycznej rezystancji rzędu 100 Ω, umieszczone na osobnej płytce.

a) b) c) L

C

Rys.2. Układ do badania tyrystora w obwodzie prądu zmiennego

Układ umożliwia badanie tyrystora dla przypadków:

1. tyrystor obciążony tylko rezystancją 2R,

2. układ z filtrem pojemnościowym C,

3. układ z filtrem indukcyjnym L,

4. układ z filtrem indukcyjnym L i włączoną diodą gaszącą DG, obcinającą ujemne części przebiegu napięcia odbiornika R-L. Diodę zaznaczono na rys. 2 c) linią kropkowaną.

Na I kanale oscyloskopu, podłączonym do zacisków Z₁ - Z₂, można obserwować przebiegi napięć na różnych rodzajach odbiorników:

• 2R,

• 2R równolegle z C

• 2R + L

• 2R + L z diodą gaszącą DG,

a na kanale II przebieg prądu w obwodzie (napięcie na rezystorze R jest proporcjonalne do prądu).

Wykreślić przebiegi czasowe napięcia i prądu każdego z układów dla dwóch wartości kąta zapłonu, podanych przez prowadzącego. Zwrócić uwagę na zmiany wartości średniej napięcia na odbiorniku.

4. Określić zgodność wyników z przebiegami teoretycznymi.

3

K

ZASILACZ

REGULOWANY

nr 1

V

ZASILACZ

REGULOWANY

nr 2

A

R

U

IMPULSATOR

- REGULACJA kąta α

R

R

R

A

I_T

R

R

R

I kanał

II kanał

II kanał

II kanał

Z₁

Z₂

Ty

DG

MODEL

G

---