Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie					Imię i nazwisko: Paweł Błaszczyk
LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI
Wydział: IMiR	Rok Akad.: 2006/2007	Rok studiów: I		Grupa 16 / A			Kierunek: Automatyka i robotyka
Temat ćwiczenia: Podstawowe elementy energoelektroniczne
Data wykonania: 22.03.2007			Data zaliczenia:			Ocena:

1. Część teoretyczna

W obwodach dużej mocy wyróżnić możemy cztery typy urządzeń:

a) AC/DC - prostowniki - zajmują się przemianą prądu przemiennego na stałe

b) DC/DC - przerywacze stałoprądowe: Cholery

c) DC/AC - falowniki

d) AC/AC - (zmiana częstotliwości) - falowniki w obwodem pośrednim: cyklonometry

Dioda - jest zbudowana z 2 półprzewodników (najczęściej jest to krzem + domieszki) Dzięki temu że jedna część diody (p) ma niedobór elektronów, a druga (n) ma ich nadmiar dioda działa jak zawór przepuszczając prąd tylko w jedną stronę.

Symbol diody został przedstawiony z lewej strony. Intuicyjnie można z niego odczytać w którą stronę będzie kierunek przewodzenia, w którą stronę kierunek zaporowy

Charakterystykę diody przedstawiono na wykresie 1. Można z niego odczytać U_RRM czyli powtarzalne szczytowe napięcie wsteczne diody, czyli klasa napięciowa diody, oraz I_F(AV)M czyli maksymalny średni prąd przewodzenia zwany klasą prądową diody.

Tyrystor jest elementem półprzewodnikowym składającym się z 4 warstw w układzie p-n-p-n. Jest on wyposażony w 3 elektrody, z których dwie są przyłączone do warstw skrajnych, a trzecia do jednej z warstw środkowych. Elektrody przyłączone do warstw skrajnych nazywa się katodą (K) i anodą (A), a elektroda przyłączona do warstwy środkowej - bramką (G, od ang. gate - bramka).

Schematyczny wygląd tyrystora został przedstawiony z lewej strony, natomiast jego symbol zamieszczono poniżej z prawej strony

Charakterystyka prądowo napięciowa tyrystora została przedstawiona poniżej:

TRANZYSTOR BIPOLARNY BT - trójkońcówkowy półprzewodnikowy element elektroniczny, posiadający zdolność wzmacniania sygnału elektrycznego.

Wyróżniamy 2 typy tranzystorów p-n-p przedstawiony z lewej strony, oraz n-p-n widoczny z prawej

Schematycznie oba tranzystory zostały przedstawione poniżej:

p-n-p n-p-n

2. Układy prostownicze

PROSTOWNIK JEDNOFAZOWY JEDONOPOŁÓWKOWY JEDNOPULSOWY

Na rysunku pierwszym pokazano jak wygląda wykres napięcia wejściowego i wyjściowego - linia pogrubiona. Te napięcie otrzymano dzięki zastosowaniu układu przedstawionego na rysunku 2.

U_{wy sk} = 0,45 U_{we sk}

Gdyby zamiast diody użyć tyrystora, to otrzymalibyśmy prostownik sterowany, dla którego wykres napięcia przedstawia rysunek 3.

MOSTEK GRETZA - JEDNOFAZOWY, DWUPOŁÓWKOWY, DWUPULSOWY

Na rysunku 4 przedstawiono wykres napięcia dla układu prostowniczego przedstawionego na rysunku 5.

U_{wy sk} = 0,9*U_{we sk}

W razie zamiany 2 diod na tyrystor (rys 7) otrzymalibyśmy przebieg przedstawiony na rys. 6

PROSTOWNIK 3-FAZOWY, 1-POŁÓWKOWY, 3-PULSOWY

Charakterystykę napięciową prostownika przedstawiono na rysunku 8, natomiast sam prostownik został przedstawiony na rysunku 9

Gdyby zamiast diod zastosować tyrystory można by uzyskać charakterystykę jak na rysunku 10

U_wy = 1,17 * U_we

PROSTOWNIK 3-FAZOWY, 2-POŁÓWKOWY, 6-PULSOWY

Schemat układu został przedstawiony na rysunku 11, natomiast wykres napięcia wyjściowego na rysunku 12.

U_wy = 1,35* U_we

3. Odczyty wartości oscyloskopu

Rys 13 przedstawia wykres odczytany na oscyloskopie przy podłączeniu w układzie jednego tyrystora, zaś na rysunku 14 przedstawiono układ z dwoma tyrystorami

Rysunek z lewej strony przedstawia charakterystykę otrzymaną na oscyloskopie dotyczącą układu z tyrystorem:
u góry - napięcie na tyrystorze, na dole: napięcie wyjściowe

Natomiast rysunek 16 przedstawia przebieg napięcia na dwóch tyrystorach

4. Wnioski

Elementy energoelektroniczne które zostały przedstawione mają bardzo szerokie zastosowanie. Główną funkcją tyrystora jest regulacja wartości średniej napięcia (i prądu) w obwodzie. Uzyskuje to on poprzez „wycinanie” z przebiegu części napięcia. To kiedy „wycinamy” jest regulowane przez bramkę GATE.

Dioda/ tyrystor/ tranzystor są w dzisiejszych czasach bardzo często spotykane i są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania większości urządzeń elektronicznych.

Z charakterystyk odczytanych na oscyloskopach możemy wywnioskować, iż przebiegi teoretyczne zgadzają się z praktyką.

---