Referat Valorii De Tensiune.DOC

Mai jos puteti citi fragmente din Referat Valorii De Tensiune.DOC si de asemenea puteti face Download Referat Valorii de tensiune.DOC

Citeste fragmente din Referat Valorii De Tensiune.DOC

MINISTERUL EDUCAŢIEI ŞI CERCERTĂRII ŞCOALA PROFESIONALĂ ANUL III B MESERIA: ELECTRONIST APARATE ŞI ECHIPAMENTE RADIO-TV PROIECT DE ABSOLVIRE ÎNDRUMĂTOR: EXECUTANT: 2002-2003 VARIATOR DE TENSIUNE CUPRINS : 1. MEMORIU JUSTIFICATIV 2.PREZENTARE TEORETICA 2.1.NOTIUNI INTRODUCTIVE 3.PREZENTAREA LUCRARII 3.1.CRACTERISTICI TEHNICE 3.2PRINCIPIUL DE FUNCTIONARE AL MONTAJULUI 3.3MODULDE REALIZARE 3.4TABEL CU ELEMENTE COMPONENTE 4.NORME DE PROTECTIA A MUNCII 5.BIBLIOGRAFIE 6.ANEXE 6.1SCHEMA ELECTRICA AMONTAJULUI 6.2CABLAJUL IMPRIMANT(FATA –VERSO) 2.PREZENTAREA TEORETICA .1 NOŢIUNI INTRODUCTIVE O dată cu apariţia semiconductoarelor de putere, diode, tranzistoare de putere şi întreaga familie de tiristoare s-a produs, de fapt, al doilea impact în utilizarea energiei electrice: în acţionări electrice, redresoare, invertoare; convertizoare în general. Dacă primul impact a fost mai puţin evidenţiat, din cauza nivelului încă scăzut de pondere a industriei electrotehnice în întreaga economie mondială, în anul 1902, când s-a inventat redresorul cu mercur de către Cooper Hewit, invenţie care a detronat în mod progresiv comutatricea şi grupurile convertizoare, al doilea impact datorat dispozitivelor semiconductoare, s-a produs prin anii ’50 şi a fost foarte puternic, în prezent asistând la o dezvoltare fără precedent în utilizarea energiei electrice în toate domeniile şi sub diferite forme. Spre deosebire de familia de redresoare, care făcea apel la proprietăţile de descărcare electrică în gaz sau vapori metalici, cum sunt tiratroanele sau ignitroanele, dispozitivele semiconductoare fac apel la proprietăţile fizice ale acestor materiale dopate cu diferite impurităţi, foarte exact dozate, ceea ce face ca tehnica de obţinere a diferitelor tipuri de dispozitive semiconductoare să devină foarte sofisticată, făcând apel la diferite tehnologii de vârf ale acestui sfârşit de secol. Dacă realirarea tiristoarelor implică tehnologii de vârf, utilizarea lor în diferite domenii necesită doar un minim de cunoştinţe pentru corecta lor folosire, întrucât ele sunt destul de sensibile la supratensiuni şi supracurenţi, chiar de durată scurtă. O alegere corectă a tiristoarelor în echipamentele electrice, inclusiv a elementelor auxiliare de protecţie, poate duce la o viaţă de exploatare a echipamentelor cu tiristoare de peste 15-20 ani, fără apariţii de defecţiuni, aceasta din cauză că tiristoarele sunt elemente statice, neavând elemnte în mişcare, iar întreţinerea acestor elemente este foarte simplă. Pentru atingerea acestor performanţe la echipamentele cu tiristoare, nu este suficientă doar cunoaşterea din cataloage a valorilor caracteristice ale acestor dispozitive electrice, ci şi raţiunea care a stat la baza alegerii acestora. Întrucât domeniile de aplicaţie ale tiristoarelor s-au extins foarte mult, proiectanţii şi fabricanţii lor s-au văzut obligaţi să facă o diversificare largă a producţiilor de tiristoare atât ca structură, cât şi ca gamă de puteri. În prezent, în anumite aplicaţii, sunt folosite anumite tipuri de tiristoare. Astfel, pentru redresoare obţinute pentru reţeaua de 50 Hz sunt folosite tiristoarele convenţionale care se fabrică de la curenţi de 0,5 A până la 2500 A şi chiar mai mult şi tensiuni de la 200 la 4000 V. Pentru convertizoarele care lucrează la frecvenţe mai mari de 300 Hz, sunt folosite tiristoarele rapide, unele putând lucra până la frecvenţe de 10 kHz, pentru curenţi de la 5 A la 1000 A şi tensiuni până la 2000 V. În ceea ce priveşte tiristoarele cu stingere pe poartă – GTO – acestea se fabrică în prezent pentru tensiuni de 2500 V şi curenţi de maximi stinşi de 2000 A, cu timp de stingere de 15 la 40 μs, ceea ce a permis realizarea de echipamente care lucrează la frecvenţe ridicate de la 500 la 1000 Hz şi peste. În prezent sunt cercetate tiristoare cu stingere pe poartă cu curenţi stinşi de 2500 A şi tensiuni de 4500 V [22’]. În acest fel se va tinde în viitorii ani spre maximumul de putere ce se poate obţine la aceste dispozitive cu siliciu. Aceste tipuri de tiristoare au avantajul, în comparaţie cu tranzistoarele de putere, că necesită puteri de comandă a porţii mai mici. Pentru instalaţii cu tiristoare folosite la tensiuni ridicate se folosesc tiristoarele cu comandă optică (TAO). Aceste tiristoare pot fi conectate în serie în număr mare, şi realizate la curenţi de 3000 A şi tensiuni de 4000 V [11’]. În prezent, cu toate că se utilizează tiristoare având curent şi tensiuni de valori ridicate, s-au realizat echipamente de zeci şi sute megawaţi cu tiristoare, ceea ce a necesitat conectarea în serie sau în paralel a zeci de tiristoare. Aceasta a dus la realizarea de subansambluri ultraspecializate pentru comanda şi protecţia tiristoarelor. În viitor, realii competitori ai tiristoarelor tip GTO şi respectiv cu comandă optică (TAO) vor fi, probabil, tranzistoarele de putere cu efect de câmp (FET) şi tiristoarele cu inducţie statică, (STThy). 3.PREZENTAREA LUCRĂRII 3.1. CARACTERISTICI TEHNICE În perioada 1957-1958, prin combinarea joncţiunilor cu proprietăţi diferite iau naştere diverse familii de dispozitive semiconductoare: tiristoare, triace, diace, fototiristoare etc. Termenul “tiristor” desemnează o familie de dispozitive semiconductoare ale căror caracteristici, la origine, sunt apropiate de cele ale tuburilor tiratron. De altfel, numele TIRISTOR provine din contracţia numelor tiratron şi tranzistor. El este mai cunoscut sub denumirea de S.C.R. Tiristorul este un dispozitiv semiconductor format din patru straturi dopate p şi n, dispuse alternativ, alcătuind trei joncţiuni. El prezintă trei electrozi: anod, catod şi poartă. Simbolul său este prezentat în figura de mai jos. Modul de funcţionare al tiristorului este ilustrat de caracteristica tensiune anodică-curent anodic .Dacă se aplică o tensiune continuă între anod şi catod, tiristorul rămâne blocat, indiferent de sensul acesteia. Mărind tensiunea aplicată, atât în polarizarea directă, cât şi în polarizarea inversă, tiristorul rămâne blocat până la o anumită valoare la care se străpunge, curentul prin el crescând foarte mult. Valoarea tensiunii anodice la care tiristorul se străpunge atunci când este polarizat invers se numeşte tensiune inversă continuă. Valoarea tensiunii anodice la care tiristorul se străpunge în polarizare directă se numeşte tensiune de străpungere în direct sau tensiune de întoarcere. Aplicând un impuls pe poartă atunci când titistorul este polarizat direct, deschiderea acestuia are loc la o valoare mai mică a tensiunii anodice. Acest fenomen este reprezentat printr-o deplasare a caracteristicii I-U spre stânga (fig. 3). Aplicând un impuls pozitiv pe baza tranzistorului npn (T1), acesta se deschide, de asemenea se deschide şi T2 a cărui bază e conectată la colectorul lui T1. Ca urmare, colectorul lui T2, legat la baza lui T1, va furniza un curent care îl menţine deschis pe T1 chiar în absenţa semnalului iniţial. Deschiderea tiristorului se numeşte amorsare. PARAMETRII ELECTRICI AI TIRISTORULUI Principalii parametri electrici ai tiristorului sunt: Tensiunea de străpungere în direct, VBR[V]; Tensiunea de poartă, de amorsare, VGT[V]; Tensiunea inversă continuă, VR[V]; Curentul continuu direct de poartă, de amorsare, IGT[A]; Curentul anodic direct mediu, IFAV. Pentru aplicaţii sunt importanţi şi următorii parametrii: Curentul continuu direct de menţinere, IH (IHOLD) [A]; Curentul de acroşaj, IL (ILATCH) [A]; Viteza critică de creştere a curentului anodic, dI/dt [A/μs]; Viteza de creştere a tensiunii anodice, dV/dt [V/μs]; Timp de dezamorsare prin comutarea circuitului, tq [s]. Parametrul IH caracterizează trecerea tiristorului din starea de conducţie în starea de blocare. Dacă se micşorează curentul anodic printr-un tiristor amorsat, există o valoare critică a acestuia pentru care tiristorul iese din conducţie şi se blochează. Valoarea critică a curentului anodic pentru care tiristorul dezamorsează se numeşte curent de menţinere. Parametrul IL caracterizează trecerea tiristorului din starea de blocare în starea de conducţie. La aplicarea unui impuls pozitiv pe poartă, curentul anodic începe să crească de la 0 la valoarea maximă pe care i-o îngăduie rezistenţa circuitului exterior. Dacă impulsul pe poartă se întrerupe înainte de a ajunge curentul anodic la o valoare critică, atunci tiristorul nu amorsează. Valoarea critică a curentului anodic pentru care tiristorul amorsează chiar dacă se întrerupe semnalul pe poartă se numeşte curent de acroşaj. Viteza critică de creştere a curentului anodic (dI/dt). La amorsarea unui tiristor, tensiunea de la bornele sale nu cade instantaneu la 0 şi curentul creşte după o lege care depinde de impedanţa circuitului exterior. Puterea disipată de tiristor este cu atât mai mare cu cât curentul anodic creşte mai repede. În momentul amorsării, conducţia se face într-o zonă mai mică în jurul porţii. Ca urmare, densitatea de curent e mare. Viteza de creştere a tensiunii (dV/dt). O viteză excesivă de creşere a tensiunii anodice poate duce la deschiderea tiristorului în absenţa semnalului de poartă la o valoare mai mică decât VBO. Acest fenomen se datorează capacităţii interne a tiristorului, care se încarcă la un curent i=c dV/dt. Acest curent poate fi suficient, dacă dV/dt e mare, pentru a declanşa amorsarea. Tiristoarele produse în ţară prezintă următoarea codificare: În tabelul următor sunt prezentate câteva tipuri de tiristoare: Tabelul 1. Cod VR [V] IFAV [A] P [W] VGT [V] IGT [mA] tq [μs] dV/dt (V/μs) dI/dt [Aμs] T1N-05…8 50; 100; 200; 400; 500; 600; 700; 800 1 0,1 3 10 N=50 50 10 T3N-05…8 - 3 0,5 3 N=40 R=50 N=50 R=10 50 20 T6N-05P…6P - 6 1 2 30 N=50 F=20 50 20 T10N-05…8 - 10 1 3 N=50 R=100 N=200 R=20 50 20 1 T U V W X Y Z [ ] ^ ƒ ␃ᄃ킄ሂ桤ā怀킄愂̤ ĀSursă: Biţoiu Adrian - “Practica elecronistului amator” ED. ALBATROS, Bucureşti, 1984 APLICAŢII Amorsare Circuitul din figura 5 reprezintă un montaj clasic, elementar, pentru declanşarea tiristorului în curent continuu. În figura este prezentat un montaj pentru declanşarea tiristorului în curent alternativ. Dioda D are rolul de a limita excursia inversă a tensiunii de poartă sub valoarea maximă admisibilă pentru tiristor. Tiristorul poate fi amorsat şi cu un semnal pe poartă de forma unor impulsuri, acest semnal prezentând următoarele avantaje: permite o putere de vârf superioară puterii medii admisibile pe poartă; reduce întârzierea dintre semnaluri pe poartă şi creşterea curentului anodic; disiparea datorată creşterii curentului rezidual este redusă. În figura 7 este prezentat un circuit de comandă cu întârziere. Temporizarea este dată de: constanta RC; panta tensiunii anodice. Dioda D1 are rolul de a descărca capacitorul pe alternanţa negativă. Unghiul de deschidere al tiristorului se poate regla din rezistenţa Rp ca în figura 8. Dioda D2 încarcă negativ armătura superioară a capacitorului pe timpul alternanţei negative, ceea ce permite ciclului să se reia de la un nivel de tensiune constantă. În figura 9 este prezentată o modalitate de protecţie a tiristorului contra efectului dI/dt. Dezamorsare În figura 10 sunt prezentate 3 moduri simple de dezamorsare a unui tiristor. 3.2 PRINCIPIUL DE FUNCTIONARE Montajul prezentat in schema de principiu permite reglarea tensiunii la bornele unei sarcini notata cu RS. In limitele 6:12v. Acest variator de tensiune se preteaza a fi necesar in scopul alimenatrii diferitelor montaje electronice , aparate electrocasnice si alte intrebuintarii cum ar fi : variator comandat in tensiune pentru motorase anumite jocuri electronice care cuprinde aceasta gama de tensiuni de alimentare . In principiul montajul functioneaza astfel : Conectat la sursa de tensiune de maxim de 24 v . Curent alternative la bornele A si B acesta este apoi rederesata de puntea redresoare 1 PM 4 dupa care din pontentiometrul P. se regleaza pragul de comanda format din cele doua tranzitoare T1 respectiv T2 care comanda inchiderea si deschiderea tirisotrului T1N4 de pe anodul caruia se conecteaza borna de minus 6-12 v.cc. necesara alaimentarii sarcinii RS in limitele scoului de folosire . 3.3 MODUL DE REALIZARE Placuta sticlo textolit placat cu folie de cupru pe o singura fata . Substanta pentru corodat cupru (cablajul) desenat conform scheme electronice de preferinta clorura ferica , acid clorhidiric cu perhidrol folosit ca oxidant , acid azotic si alte substante chimice corozive . Dupa desenarea cablajului conform dimensiunilor componentelor se protejeaza portiunea de traseu al cablajului ce trebuie sa ramana pentru montarea si lipirea pieselor electonice cu smoala dizolvanta in benzina , cu lac corodal , vopsea sau vopsele protectoare corodarii . Corodarea se efectueaza in tava de plastic in mediul deschis echipat cu manusi de protectie , ochelarii , eventual exaustare pentru evacuarea gazelor ce se produc in timpul corodarii . Dupa terminarea corodarii cablajul se spala in multa apa apoi se curata de stratul protector in potriva corodarii cu o bucata de smirghel fin si apoi se protejeaza cu colofoniu dizolvat in alcool tehnic care se intinde pe suprafata cablajului cu o carpa moale care nu lasa scame . Dupa acesta operatie se trece la ansamblarea componentelor pe cablaj conform schemei de principiu cositorindu-se cu aliaj de lipit numit fludor . Astfel montajului realizat se face proba de functionare apoi se asambleaza in functie de preferinta o cutie cu borne exterioare sau un planseu izolant cu marcarea clara a bornelor de intrare si iesire a tensiunii de 16:12v.cc. Tabel cu elemente componente Nr. Ctr. Denumirea piesei Notiune in schema Valoarea sau codul Cantitatea Obs. 1. Dioda redresoare Pr 1 Pm 4 1 buc Oinv = 400 V Imax= 1 A 2. Rezistor chimic R1 10 k Ω 1 buc Pmax= 0,5 W I = + 20 % 3. Rezistor chimic R2 1,3 k Ω 1 buc Pmax= 0,5 W I =+ 20 % 4. Rezistor chimic R3 2,7 k Ω 1 buc Pmax= 0,5 W I=+ 20 % 5. Potentiometru chimic P 500 k Ω 1 buc Pmax= 0,5 W I=+ 20 % 6. Condensator fix C 47 Nf 1 buc Umax =200 VCC 7. Tranzistor cu siliciu de tip pnp T1 BC177 1 buc UCE0=45 V IC = 100 mA Pmax = 300 mW fT = 150 MHz 8. Tranzistor cu siliciu de tip npn T2 BC107 1 buc UCE0=45 V IC = 100 mA fT = 250 MHz 9. Tiristor cu siliciu Th 1TN4 1 buc Vinv= 400 V Imax = 1 A 4 . PROTECTIA MUNCII SPECIFICE LA REGLAJUL , CONTROLUL SI DEPANAREA APARATURII ELECTRONICE La reglajul , controlul si depanarea aparatelor electronice se vor respecta urmatoarele masuri de protectia muncii: Mesele de lucru vor fi acoperite obligatoriu cu covor de cauciuc sau alt material izolant . In timpul operatiilor effectuate sub tensiune , electonisti vor sta obligatoriu pe covoare izolante . Se interzice lucrul cu mainile umede . Electonistii sunt obligate ca la inceputul lucrului sa verifice daca mesele sunt dimentate prin stabilizatoare sau transformare separatoare . Aparatele alimentate prin autotransformator legate la nivelul de protectie nu vor fi atinse in timpul problemelor electrice . Depanarile aparatelor sub tensiune se for face numai cu scule prevazute cu izololanti electici corespunzatori . In timpul reglajului si depanarii aparatelor electronice nu se vor atinge punctele calde (afalate la tensine mai mare de 220 V). Accesul la aceste punce se va face numai cu scule cu izolanti electrici corespunzatorii. 7. Se interzice urmarirea prin atingere a traseelor de inalta tensiune manipularea conductoarelor de inalta tensiune . 8. Efectuarea masuriilor de inalata tensiune se va face prin utilizarea unui sonde sau a unui aparat special . Aparatele defecte supuse la zece probe vor fi scoase imediat de sub tensiune . Probele de strapungere se vor executa la mese speciale prevazute cu covor de cauciuc . Vor fi respectate intocmai instructiunile tehnice ale locului le munca pentru mesele de strapungere . In timpul probei de ordine se interzice umblarea in aparatul respective . Masa de ardere va fi alimentata prin transformatoare separatoare . Rasterul de ardere va fi confenctionat sau acoperit cu material izolant . 4.1 NORME DE PREVENIRE SI STINGERE A INCENDILOR PENTRU ELECTRONISTI DE APARATE RADIO - TV Pentru prevenirea accidentelor de munca in legatura cu paza contra incendilor la fabricarea , intretinerea si repararea echipamentelor de radio si tv si a aparatelor electrocasnice se vor respecta urmatoarele regului : La orice anomalies au defctiune aparuta in functionarea montajului se va decepta imediat montajul de la priza . Instalatia electrica de alimentare se va verifica periodic prin controlul exterior si cu ajutorul aparatului . Defectle care pot genera scantei , scurtcircuite , supraincalziri se vor elimina imediat . Corpurile de iluminat nu se vor suspenda de conductoarele care le alimenteaza . Ele se vor fixa de plafon cu carlige sau de perete prin console . Folosirea abajurilor din hartie sau din alte materiale combustibile este interzisa . Agatarea de intreptoare , conductoare , lampi , a hainelor sau alte obiecte si intorducerea in interiorul tablourilor electrice este interzisa . Intreruperea si restabilirea circuitelor elctrice trebuie executata numai prin intermediul intreruptoarelor , neadmisandu-se controlul capetelor de conductor . Aparatele electrice portative se vor folosi numai cu fise si conductoare isolate in cauciuc sau material autoinstintor . In buna stare vor fi supravegheate in permanenta cat mai sunt sub tensiune . Usile spre caile de evacuare , trecerile iesirile , casele scariilor , si caile speciale prevazute pentru evacuarea in caz de incendiu nu vor fi blocate incuiate sau suprimate . Pentru prevenirea descarcarilor electrice se verifica daca toate partile metalice ale instalatiilor si utilajelor sunt prevazute cu instalati de legare la pamant in perfecta stare de functionare . BIBLIOGRAFIE : 1. Ing. Danila Th – “Componentele si circuitele electronice” Manual pentru clasele a-XI-a, a-XII-a Editura Didactica si Pedagogica Bucuresti 1991 ; Radoi C-tin – “Aparate echipamente si instalatii de elctronica profesionala” Manual pentru clasele a-XI-a, a-XII-a Editura Didactica si Pedagogica Bucuresti 1991 ; 3. Ing. Danila Th – “Componente si circuite electonice “ Manual pentru clasa a-X-a Editura Didactica si Pedagogica Bucuresti 1991 ; Calin Gergiu – “Aparate echipamnete si instalatii de elctronica industriala automatizarii “ Manual pentru clasele a-XI-a, a-XII-a Editura Didactica si Pedagogica Bucuresti 1992 ; Antonescu Grigore - “Aparate echipamente si instalatii de electronica industriala pentru radio si tv ” Manual pentru clasele a-XI-a, a-XII-a Editura Didactica si Pedagogica Bucuresti 1992 ; Isac Eugenia –“Masuratori electrice si electronice “ Manual pentru clasele a-X-a ,a-XI-a, a-XII-a Editura Didactica si Pedagogica Bucuresti 1991 ; Bitoiu Adrian – “Practica electronistului amator “ Editura Albatros Bucuresti 1984 Strainescu Ion , Condruc Mihai – “Tiristorul . Caracteristici , comanda , prtotectie , utilizarii “ Editura Tehnica Bucuresti 1988 쥁@