Top 6 Typer af Rectifiers

Denne artikel kaster lys over de seks øverste typer af ensrettere, der anvendes i collieries. Typerne er: 1. Metalpladetype Rectifier 2. Semi-Dirigent (Diode) Rectifiers 3. Thyristors 4. Mercury-Arc Rectifiers 5. Konstruktion af Justerbroer 6. Intrinsic Safety & Rectifiers.

Retstik: Type nr. 1. Metalpladetype Retensor:

Vi har set, at nogle metalplader, når de er overtrukket med andre stoffer, giver en høj modstandsdygtighed over for strømmen i en retning, samtidig med at den giver en meget lavere modstand mod strømmen i modsat retning.

Der er to typer metalplader til almindelig brug, de er kobberoxidensretteren og selenligneren. En kobberoxid-ensretter består af en kobberplade belagt på den ene side med et tyndt lag af kobberoxid (figur 4.1a). Selen-ensretter består af et lag af legering og et lag selen på en stålplade som vist i figur 4.1 (b).

En kobberoxid-ensretter giver en meget høj modstandsdygtighed over for strømmen, hvis pladen er positiv i forhold til kobberoxidbelægningen. Hvis kobberoxidet er positivt med hensyn til kobberpladen, giver ensretteren en meget lav modstand.

Tilsvarende giver selenrichetterpladerne en høj modstandsdygtighed over for strømmen, hvis selenlaget er positivt i forhold til legeringslaget og en meget lav modstand, hvis legeringslaget er positivt i forhold til selenlaget.

Maksimal spænding:

En metalplade-ensretter forhindrer strømstrømmen kun i høj modstandsretning, hvis den spænding, der påtrykkes over den, er mindre end en bestemt kritisk værdi. For selen-ensretterplader er den kritiske værdi 18 volt, for kobberoxid-ensretterplader er den 8 volt. Hvis den kritiske spænding overskrides, bliver ensretteren hurtigt nedbrudt, og dens korrigerende egenskaber ødelægges permanent.

En ensretter til drift ved en højere spænding er konstrueret ved at forbinde et antal plader i serie. Standardmetoden til opbygning af en højspændingsretter er at montere pladerne på en central stang og adskille dem med metalskiver.

De skrues derefter op for at danne en tæt pakket bunke (se figur 4.2a). Den maksimale driftsspænding for en komplet ensretter kan beregnes ved at multiplicere den maksimale driftsspænding på en plade med antallet af plader på bunken.

Nuværende kapacitet:

Den nuværende kapacitet af en metalplade ensretter er direkte proportional med overfladen af ​​enkelt plade. Hvis den nominelle strømkapacitet af en ensretter overskrides, har pladen en tendens til at overophedes, og ensretter er til sidst nedbrudt. Nogle varme produceres nødvendigvis, når en metal-ensretter fungerer, så at ensretteren normalt er forsynet med køleventilatorer, som giver den et udseende svarende til det som vist i figur 4.2 (b).

Metalpladeudliggere anvendes normalt kun, hvor der kræves en relativt lille strømudgang, som f.eks. I signalkredsløb, pilotkredsløb og måleinstrumenter. Metalplatteforstærkere til kraftig udgang er besværlige og svære at afkøle.

Likriktare: Type # 2. Semiconductor (Diode) Rectifiers:

I dagens styring anvendes semiconductor-ensrettere mest. De fleste almindelige ledende materialer, såsom kobber og aluminium, udfører el mest let, når de er i ren tilstand, dvs. når de ikke kombineres eller blandes med andre stoffer. Halvledere er imidlertid materialer, der opfører sig på nøjagtigt den modsatte måde.

Halvledere har i deres rene tilstand en meget høj modstandsdygtighed over for elektrisk strøm og er næsten isolatorer. Når små mængder af andre stoffer (dvs. urenheder) kombineres med dem, udfører de elektricitet meget lettere. To halvledende materialer, som i øjeblikket er i brug, er elementerne germanium og silicium.

De fleste almindelige ledende materialer, såsom kobber, fører strøm ved at tillade en negativ ladning (dvs. ekstra elektron) at passere gennem dem. Når visse urenheder tilføjes til ren semiconductor, opfører den sig netop på denne måde og tillader en negativ ladning at passere gennem den. Det kaldes så en semiconductor af typen 'P' (Positive).

For eksempel er germanium, hvortil urenheder af antimon eller phosphor er blevet tilsat, en "N type" halvleder, mens germanium, hvortil urenheder af aluminium eller bor er blevet tilsat, er en "P-type" semiconductor. En halvleder-ensretter er lavet ved at forbinde "P-type" halvleder til en "N-type" halvleder.

Når halvlederens P-type er positiv i forhold til halvlederens N-type, har den positive ladning i halvlederens P-type tendens til at strømme mod krydset og tilsvarende den negative ladning i N-typen 'Semiconductor har også tendens til at strømme mod krydset.

Strømmen af ​​to modsatte ladninger mod det samme punkt er hjulpet af den gensidige tiltrækning, som eksisterer mellem dem, således at strømmen strømmer meget let i den retning.

Når "halvlederen" N er positiv med hensyn til halvlederens P-type, har de positive og negative ladninger imidlertid en tendens til at bevæge sig væk fra krydset, og bevægelsen i denne retning modvirkes af tiltrækningen mellem afgifter. Likriktaren frembyder derfor en meget højere modstand i den retning.

Som med en metalplade-ensretter afhænger den nuværende kapacitet af en halvleder-ensretter af dens funktion. Forreste modstand af ensretteren er; dog lavere end den af ​​en metalplade-ensretter af tilsvarende størrelse, således at en halvleder-ensretter bekvemt kan fremstilles til at bære en større strøm.

For eksempel er et typisk fremadrettet spændingsfald 0, 3 volt for germanium og 0, 6 volt for siliciumindretninger. Semiconductor ensretter kan bekvemt gøres til at bære en større strøm. Halvlederkryds kan modstå en større tilbagespænding end ensretterplader. Et enkelt kryds kan f.eks. Modstå en omvendt spænding på mere end 800 volt.

På samme måde som metalpladensrettere kan en halvleder-ensretter nedbrydes, hvis den maksimale modsatte spænding overskrides.

Passende siliciumdioder kan bruges til at erstatte metalpladenslignende apparater, der er i brug i eksisterende udstyr, og som nu bliver mere og mere vanskelige at opnå med den fordel, at der opnås mindre varme fra dioderne, og der kan forventes en lille stigning i udgangsspændingen på grund af det laveste fremadspændingsfald.

Retensor: Type nr. 3. Thyristorer:

En diode er simpelthen et to-lag PN-kryds, som er i stand til at korrigere en vekselstrøm, dens konventionelle symbol er-

Thyristoren er imidlertid en firelags PNPN, som også er i stand til at korrigere vekselstrøm og dens konventionelle symbol er

Som det kan ses, har enheden en ekstra terminal, der hedder "porten". Når tyristoren er forbundet til kredsløb på samme måde som "simpel" diode, strømmer ingen strøm i fremadgående retning, indtil der tilføres et signal til portterminalen. Ved hjælp af egnede eksterne kredsløb kan tyristoren være indrettet til at blive lukket (eller fyret) ved en hvilken som helst bestemt del af den indgangsvariationerende bølgeform.

Thyristorer eller siliciumstyrede ensrettere (SCR'er) er tilgængelige med ratings fra 1/2 til 850 ampere. RMS og op til 1.800 volt på nuværende tidspunkt. Anvendes dog som en forstærker, kan de mindste SCR'er tændes med portmagten på kun et par mikrotavler og skifte 200 watt. Dette giver en effektforøgelse på over 10 millioner, hvilket gør SCR'erne til en af ​​de mest følsomme kontrolenheder, der kan opnås.

Retensor: Type nr. 4. Kviksølv-Arc-retorer:

En kviksølvbue ensretter består af et skib af glas, eller eventuelt stål, og indeholder et vakuum. I bunden af ​​beholderen er der en pulje af flydende kviksølv, der virker som den negative side af ensretteren (kaldet katoden). Den positive side af ensretteren (kaldet anoden) er en carbonelektrode indsat i kammeret over kviksølvpuljen.

Figur 4.2 viser et diagram over kviksølvbue-ensretteren. Rigiveren startes ved at lade en strøm strømme gennem kviksølvkatoden via en tændelektrode, som bare rører toppen af ​​kviksølvbassinet. Denne strøm opvarmer en plet på overfladen af ​​kviksølv, hvilket får noget af kviksølv til at fordampe.

Rummet mellem anoden og katoden fylder derfor med kviksølvdamp. Tændelektroden trækkes derefter ud af overfladen af ​​dette kviksølv, og en bue trækkes ud ved ionisering af kviksølvdampen. Hvis anoden er mere positiv end katoden, overføres lysbuen fra tændelektroden til anoden, og strømmen strømmer gennem ensretteren.

Hvis og når der anvendes en vekselstrømsforsyning til ensretteren over carbonanoden og kviksølvkatoden, strømmer strømmen kun gennem halvcyklusen, når carbonanoden er positiv til kviksølvkatoden.

Hvis, som i mange applikationer, strøm kun trækkes intermittent fra ensretteren, bibeholdes bue ved at tillade en lille strøm at passere kontinuerligt gennem ensretteren via en lille excitationsanode.

Kviksølvbuehækkere kan bruges til at forsyne tunge strømme ved høje spændinger og kan derfor levere store strømforsyningsmaskiner. En vigtig anvendelse i minedrift er at levere strømforsyning til likestrømsmotorer fra vekselstrømsnettet.

Half-Wave Rectifications:

Hvis en enkelt ensretter er anbragt i et kredsløb, til hvilket en vekselstrømsforsyning er tilsluttet, vil en strøm kun strømme i det kredsløb i løbet af halvdelen af ​​hver forsyningscyklus. I løbet af den anden halvdel af cyklen, når forsyningens polaritet er vendt, forsøger nuværende strømmen at strømme i modsat retning, men er blokeret af ensretteren.

Effekten af ​​at placere en enkelt ensretter i kredsløbet er derfor at opnå en række pulser af strøm i en retning, med intervaller mellem dem, når der ikke strømmer nogen strøm (fig. 4.3). En enkelt ensretter giver derfor halvbølge-retifikation.

Full-Wave-korrektion:

For at opnå mere kontinuerlig likestrømforsyning kræves en ensretterbro. En ensretterbro til en enkeltfase vekselstrømsforsyning består af fire ensrettere forbundet som vist i figur 4.4. Dette arrangement gør det muligt for strømmen at strømme fra den vekslende forsyning til direkte strømlinier gennem hele vekslende cyklus.

I løbet af den ene halvdel af strømmen strømmer strømmen fra ac-linjen 'A' til den positive DC-linie via ensretter 3, og strømmen strømmer fra den negative DC-linie til AC-linjen 'B' via ensretter 2. I den anden halvcyklus, strømmen strømmer fra ac linje 'B' til den positive DC linje via ensretter 4, og strømmen strømmer fra den negative DC linje til AC linje A via ensretter 1.

Rettelse ved hjælp af et bro-netværk er således kendt som fuldbølge-retifikation.

Fullbølgetilpasning af en enkeltfas vekselstrømsforsyning, samtidig med at den benytter hele vekselstrømforsyningen, producerer ikke en kontinuerlig likestrøm. Det producerer en serie impulser, hver svarende til en halv cyklus af den vekslende forsyning. Spændingen af ​​strømforsyningen går øjeblikkeligt til nul to gange i hver vekslende cyklus.

Tre fase forsyning rettelse:

En jævnere direkte strømudgang kan opnås ved at rette en trefasetilførsel, som giver en direkte strømudgang, som er næsten stabil. Outputen har en krusning, der består af seks små toppe i hver forsyningscyklus. De nuværende stier gennem netværket er også vist i figuren.

Retstik: Type nr. 5. Konstruktion af justerbroer:

Rettelsesprincipperne gælder både for metal- og kviksølvbue-ensrettere. Fuldbølgemetrikere kan opnås med fire eller seks sektioner bygget på en stang, således at alle ensretningsenheder til et bronetværk er indeholdt i en komponent. Det er kun nødvendigt at tilslutte de tilsluttede terminaler til de korrekte punkter i kredsløbet.

Typerne af kviksølv-ensretter, der oftest anvendes i kulminer, er designet til at frembringe en glat direkte korrektion fra en trefasetilførsel, svarende til den, der opnås fra en seks ensretterbro. En sådan ensretter har seks anoder, der alle opererer fra en enkelt pulje af kviksølv.

Likriktaren er forbundet til trefasetilførslen gennem en transformer med seks primære viklinger forbundet i dobbeltstjerne, hvilket tilvejebringer en seksfasetilførsel. Når buen trækkes ud, overføres den altid til anoden, der er mest positiv på det tidspunkt. Det besøger derfor hver anode en gang i hver cyklus, og strømmen strømmer kontinuerligt gennem ensretteren.

Retensor: Type nr. 6. Intrinsic Safety & Correctives:

Rectifiers bruges i nogle typer af egentligt sikkert udstyr til at udlede den energi, der frigives, når kredsløbet er brudt. En metode er at forbinde en ensretter parallelt med den induktive del af kredsløbet. Polariteten af ​​ensretteren er arrangeret således, at den tilvejebringer en lav modstandsvej for det selvinducerede kredsløb ved afladningstidspunktet, men tilvejebringer ikke en parallelvej for det normale driftskredsløb.

Advarsel:

Men det skal altid huskes, at en højspændingsprøve eller brug af en højspændings meggerprøve af en Megger eller Metro aldrig skal udføres på ethvert kredsløb, der indeholder en metal- eller halvleder-ensretter. Brugen af ​​en højspændings tester med en ensretter i kredsløb kan føre til, at højspændingen påføres over pladerne og ensretteren brydes ned.

Denne forholdsregel er særligt vigtig, når der testes egentligt sikre eller kontrollerede kredsløb.

Hvis ensretteren i kredsløbet er nedbrudt, kan kredsløbet fortsætte med at fungere normalt, men det vil være usikkert, og en ulykke kan skyldes den fortsatte brug. Derfor er det nødvendigt, at ensretterkretsen afbrydes, når der laves højspændingstest.