Tyrystor - element półprzewodnikowy składający 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).
Tyrystor przewodzi w kierunku od anody do katody. Jeżeli anoda jest o dodatnim potencjale względem katody, to złącza skrajne typu p-n są spolaryzowane w kierunku przewodzenia, a złącze środkowe n-p w kierunku zaporowym.
Dopóki do bramki nie doprowadzi się napięcia, tyrystor nie przewodzi prądu. Doprowadzenie do bramki dodatniego napięcia względem katody spowoduje przepływ prądu bramkowego i właściwości zaporowe środkowego złącza zanikają w ciągu kilku mikrosekund; następuje wyzwolenie tyrystora. Moment ten nazywany bywa "zapłonem" tyrystora (określenie to pochodzi z czasów, kiedy funkcję tyrystorów pełniły lampy elektronowe – tyratrony, w których przewodzenie objawiało się świeceniem zjonizowanego gazu).
Wyzwolony tyrystor nadal przewodzi prąd po ustaniu sygnału sterującego bramką (brak przyłożonego napięcia do bramki), co jest jego niewątpliwą zaletą (brak dodatkowych strat sterowania). Traci on te właściwości dopiero po zaniku prądu obciążenia (poniżej wartości prądu przewodzenia, minimalny prąd podtrzymania) lub przy odwrotnej polaryzacji elektrod. Wówczas konieczny jest ponowny zapłon tyrystora.
środa, 27 lutego 2013
Prostownik
Prostowniki są stosowane w energetyce, zasilaniu maszyn i urządzeń (np. w lokomotywach elektrycznych), w galwanotechnice oraz w większości urządzeń elektronicznych zasilanych z sieci energetycznej lub jakimkolwiek napięciem przemiennym (np. układy elektryczne samochodów). Prostownikiem jest również detektor diodowy wykorzystywany do detekcji sygnału radiowego zmodulowanego AM lub FM.
Nazwa prostownik jest używana również w języku potocznym jako określenie ładowarki akumulatorów samochodowych. (Technicznie nie jest to jednak określenie poprawne, ponieważ ładowarki takie składają się z: transformatora, prostownika właściwego (często sterowanego - zobacz poniżej), układu regulującego, itd.)
Obecnie prostowniki są budowane niemal wyłącznie z diod krzemowych, niemniej jednak stosuje się (lub stosowano) również następujące rozwiązania:
• układy elektrochemiczne, w których na jednej z elektrod zanurzonych w elektrolicie wytwarzała się warstwa zaporowa, blokująca przepływ prądu w jednym kierunku (przykładowy układ ołów-elektrolit alkaliczny-glin, niob lub tantal)
• prostownicze diody próżniowe (bądź gazowane), popularnie zwane lampami, w których przy spolaryzowaniu w kierunku przewodzenia elektrony emitowane przez podgrzewaną elektrycznie katodę przemieszczają się do spolaryzowanej dodatnio anody, a w przypadku odwrócenia polaryzacji blokują przepływ prądu (obecnie bardzo rzadko stosowany z uwagi na kłopoty z doprowadzeniem żarzenia)
• układy metal-półprzewodnik stosowane powszechnie przed opracowaniem technologii diod półprzewodnikowych. Stosowane najczęściej zestawy to prostownik kuprytowy (miedź-tlenek miedzi) oraz prostownik selenowy (metal-selen)
• prostowniki rtęciowe:
o ignitrony - prostowniki rtęciowe, wykonane jako lampy gazowane składające się z anody, ciekłej katody rtęciowej oraz elektrody zapłonowej (ignitora) służącej do wzniecania wyładowania. Stosowane były powszechnie w przemyśle oraz w kolejowych i tramwajowych układach trakcyjnych. Ich najpoważniejszą wadą, która przyczyniła się do ich likwidacji, była ciągła emisja niewielkich ilości par rtęci do środowiska poprzez pompy próżniowe. Ponieważ na podstacjach wyposażonych w prostowniki rtęciowe konieczna była 24 godzinna obsługa, warunki pracy były dla ludzi bardzo niekorzystne.
o ekscitrony (ekscytrony) - gazowane lampy prostownicze składające się z katody rtęciowej, dwóch anod: głównej i pomocniczej oraz mechanicznego urządzenia do wzniecania wyładowania elektrycznego. Anoda pomocnicza służy do podtrzymywania wyładowania, gdy w obwodzie anody głównej nie ma przepływu prądu. Ekscitrony stosowane są w urządzeniach bardzo wielkiej mocy np. elektrolizerach hutniczych.
o senditrony - lampy prostownicze różniące się od ignitronów oraz ekscitronów posiadaniem rtęciowej anody. Używane do końca lat 60. XX w., kiedy to zostały wyparte przez tyrystory.
Nazwa prostownik jest używana również w języku potocznym jako określenie ładowarki akumulatorów samochodowych. (Technicznie nie jest to jednak określenie poprawne, ponieważ ładowarki takie składają się z: transformatora, prostownika właściwego (często sterowanego - zobacz poniżej), układu regulującego, itd.)
Obecnie prostowniki są budowane niemal wyłącznie z diod krzemowych, niemniej jednak stosuje się (lub stosowano) również następujące rozwiązania:
• układy elektrochemiczne, w których na jednej z elektrod zanurzonych w elektrolicie wytwarzała się warstwa zaporowa, blokująca przepływ prądu w jednym kierunku (przykładowy układ ołów-elektrolit alkaliczny-glin, niob lub tantal)
• prostownicze diody próżniowe (bądź gazowane), popularnie zwane lampami, w których przy spolaryzowaniu w kierunku przewodzenia elektrony emitowane przez podgrzewaną elektrycznie katodę przemieszczają się do spolaryzowanej dodatnio anody, a w przypadku odwrócenia polaryzacji blokują przepływ prądu (obecnie bardzo rzadko stosowany z uwagi na kłopoty z doprowadzeniem żarzenia)
• układy metal-półprzewodnik stosowane powszechnie przed opracowaniem technologii diod półprzewodnikowych. Stosowane najczęściej zestawy to prostownik kuprytowy (miedź-tlenek miedzi) oraz prostownik selenowy (metal-selen)
• prostowniki rtęciowe:
o ignitrony - prostowniki rtęciowe, wykonane jako lampy gazowane składające się z anody, ciekłej katody rtęciowej oraz elektrody zapłonowej (ignitora) służącej do wzniecania wyładowania. Stosowane były powszechnie w przemyśle oraz w kolejowych i tramwajowych układach trakcyjnych. Ich najpoważniejszą wadą, która przyczyniła się do ich likwidacji, była ciągła emisja niewielkich ilości par rtęci do środowiska poprzez pompy próżniowe. Ponieważ na podstacjach wyposażonych w prostowniki rtęciowe konieczna była 24 godzinna obsługa, warunki pracy były dla ludzi bardzo niekorzystne.
o ekscitrony (ekscytrony) - gazowane lampy prostownicze składające się z katody rtęciowej, dwóch anod: głównej i pomocniczej oraz mechanicznego urządzenia do wzniecania wyładowania elektrycznego. Anoda pomocnicza służy do podtrzymywania wyładowania, gdy w obwodzie anody głównej nie ma przepływu prądu. Ekscitrony stosowane są w urządzeniach bardzo wielkiej mocy np. elektrolizerach hutniczych.
o senditrony - lampy prostownicze różniące się od ignitronów oraz ekscitronów posiadaniem rtęciowej anody. Używane do końca lat 60. XX w., kiedy to zostały wyparte przez tyrystory.
Falowniki
Dawniej stosowane były falowniki tyrystorowe. Obecne w sprzedaży współczesne falowniki to złożone urządzenia sterowane zaawansowanymi procesorami sygnałowymi, kontrolujące szereg parametrów zasilanego silnika. Budowane są przy wykorzystaniu tranzystorów IGBT lub rzadziej, w przypadku niższego napięcia zasilania tranzystorów polowych.
W zależności od rodzaju źródła zasilania falownika wyróżnia się:
• falowniki napięcia – zasilane ze źródła napięciowego – na wejściu falownika jest kondensator, ew. bateria kondensatorów o dużej pojemności,
• falowniki prądu – zasilane ze źródła prądowego – na wejściu falownika prądu jest dławik.
Podział ze względu na zasilanie przemienników częstotliwości („falowników”):to są przetwornice częstotliwości tj. AC/AC błędnie w handlu nazywane falownikami. Falownik zasilany jest tylko z obwodu prądu stałego.
• falowniki zasilane 1-fazowo (230 V ) z wyjściem 3-fazowym (3 x 230 V) – umożliwiają pracę silników indukcyjnych trójfazowych (zwykle do 3 kW) ze znamionowymi parametrami, tam gdzie nie ma zasilania trójfazowego (wymagają jednak zmiany układu połączeń z typowej dla silników małej mocy „gwiazdy” na „trójkąt”).
• falowniki zasilane 3-fazowo z wyjściem 3-fazowym (3 x 400 V)
Rodzaje sterowania charakterystyki pracy wyjściowej falownika:
• charakterystyka liniowa U/f=const. (taśmociągi, podnośniki itp.)
• charakterystyka kwadratowa U/f²=const. (wentylatory, pompy odśrodkowe itp.)
Falowniki zasilane są często z sieci prądu przemiennego przez niesterowany prostownik diodowy lub sterowany prostownik tyrystorowy, ew. prostownik tranzystorowy. Taki układ, czyli prostownik + falownik + obwód pośredniczący z kondensatorem (dla falownika napięcia) lub dławikiem (dla falownika prądu), nazywany jest elektroniczną przetwornicą częstotliwości.
W zależności od rodzaju źródła zasilania falownika wyróżnia się:
• falowniki napięcia – zasilane ze źródła napięciowego – na wejściu falownika jest kondensator, ew. bateria kondensatorów o dużej pojemności,
• falowniki prądu – zasilane ze źródła prądowego – na wejściu falownika prądu jest dławik.
Podział ze względu na zasilanie przemienników częstotliwości („falowników”):to są przetwornice częstotliwości tj. AC/AC błędnie w handlu nazywane falownikami. Falownik zasilany jest tylko z obwodu prądu stałego.
• falowniki zasilane 1-fazowo (230 V ) z wyjściem 3-fazowym (3 x 230 V) – umożliwiają pracę silników indukcyjnych trójfazowych (zwykle do 3 kW) ze znamionowymi parametrami, tam gdzie nie ma zasilania trójfazowego (wymagają jednak zmiany układu połączeń z typowej dla silników małej mocy „gwiazdy” na „trójkąt”).
• falowniki zasilane 3-fazowo z wyjściem 3-fazowym (3 x 400 V)
Rodzaje sterowania charakterystyki pracy wyjściowej falownika:
• charakterystyka liniowa U/f=const. (taśmociągi, podnośniki itp.)
• charakterystyka kwadratowa U/f²=const. (wentylatory, pompy odśrodkowe itp.)
Falowniki zasilane są często z sieci prądu przemiennego przez niesterowany prostownik diodowy lub sterowany prostownik tyrystorowy, ew. prostownik tranzystorowy. Taki układ, czyli prostownik + falownik + obwód pośredniczący z kondensatorem (dla falownika napięcia) lub dławikiem (dla falownika prądu), nazywany jest elektroniczną przetwornicą częstotliwości.
środa, 13 lutego 2013
Rodzaje bezpieczników i ich zastosowanie
Bezpieczniki przepięciowe, zwane popularnie korkami, są podstawywym typem występującym w starych i nowowczesnych instalacjach. Zabezpieczają przed nadmiernym przepływem prądu, który może spowodować spalenie się przewodów w ścianach lub spalenie się urządzenia elektrycznego. Zabezpieczają przede wszystkim przed pożarem przez odcięcie przepływu prądu w przypadku włączenia zbyt wielu urządzeń do jednego obwodu, zwarcia lub przepięcia na uziemioną obudowę.
Bezpieczniki różnicowe zabezpieczają przed porażeniem prądem. Jest to nowy typ bezpieczników, obowiązkowy we współczesnych instalacjach. W starych domach często ich nie ma, jednak ich dodanie wymaga często przebudowy instalacji. Jednak to te bezpieczniki zabezpieczają nas, a nie instalację elektryczną.
+Bezpiecznik elektryczny -to w potocznym znaczeniu każde zabezpieczenie elektryczne instalacji elektrycznej i odbiorników elektrycznych przed ich uszkodzeniem z powodu wystąpienia nadmiernego natężenia prądu. Zamiennie w mowie potocznej używane są też sformułowania: bezpiecznik (w domyśle elektryczny), bezpiecznik automatyczny
+Bezpiecznik topikowy - rodzaj bezpiecznika elektrycznego, w którym przez stopienie się jednego z jego elementów następuje przerwanie ciągłości obwodu elektrycznego. Przerwanie ciągłości następuje w momencie przekroczenia przez płynący w obwodzie prąd elektryczny określonej wartości w określonym czasie[1]. Główną częścią bezpiecznika jest element topikowy wbudowany we wkładkę topikową. Topik jest przewodnikiem elektrycznym, który w momencie zbyt dużej wartości płynącego prądu nagrzewa się. Jeżeli taki stan trwa dłuższy czas to wówczas topik nagrzewa się do temperatury, w której się topi. Prąd wówczas nie ma możliwości przepływu i obwód zostaje wyłączony. Im wyższa wartość prądu, tym szybciej dochodzi do nagrzania i stopienia topika.
Instalacji elektrycznej - tak jak prądu - nie widać. Widać tylko skutki ich istnienia w postaci świecącego się światła i działających urządzeń elektrycznych.
Sposób zaprojektowania i wykonania instalacji zależy od charakteru wnętrz oraz wykończenia ścian. W pomieszczeniach mieszkalnych ściany zwykle pokrywa się warstwą tynku. W piwnicy, składzie opału lub w garażu mogą być nieotynkowane. Często są to pomieszczenia wilgotne i gorzej ogrzewane niż część mieszkalna budynku. W pokojach, korytarzach oraz innych suchych i ogrzewanych wnętrzach, a także w pomieszczeniach przejściowo wilgotnych ( na przykład w łazienkach), instalację układa się pod tynkiem lub w tynku, stosując odpowiednio przewody jednożyłowe w rurkach lub płaskie wtynkowe kabelki. W pomieszczeniach wilgotynych oraz takich, których ściany są nieotynkowane, układa się ją na wierzchu ściany, stosując wielożyłowe kabelki lub rurki z wciągniętymi do nich pojedynczymi przewodami. W zależności od sposobu prowadzenia instalacji oraz charakteru pomieszczenia stosuje się osprzęt podtynkowy lub natynkowy szczelny. Obwody instalacyjne należy układać w liniach prostych wzdłuż krawędzi ścian, co umożliwi łatwe odtworzenie ich przebiegu na podstawie rozmieszczenia puszek i osprzętu i uchroni przed przypadkowym uszkodzeniem.
Instalacja składa się z obwodów. Im jest ich więcej tym lepiej, ponieważ uszkodzenie jednego obwodu nie powoduje wtedy wyłączenia innych urządzeń. Obwody jednofazowe ( na napięcie 230V) wykonuje się jako trzyżyłowe, a obwody trójfazowe (230/400V) - jako pięciożyłowe. W domu mieszkalnym osobne obwody powinny zasilać stałe oprawy sufitowe i naścienne, osobne- gniazda wtyczkowe ogólnego przeznaczenia. Ponadto należy wydzielić niezależne obwody do zasilania: komputera, drukarki ( osobny obwód zapewni większe bezpieczeństwo ich pracy i może być wyposażony w ochronęprzed prezpięciami), gniazdwtyczkowych w kuchnido przyłączenia drobnego sprzętu AGD ( miksera, tostera, robota kuchennego), pralki, suszarki, kuchni indukcyjnej ( obwód trójfazowy zakończony puszką), zmywarki, chłodziarkozamrażarki, napędu silnikowegobramy wjazdowej (obwód wykonany kablem ziemnym), lamp oświetlających podjazd do garażu, ścieżkę, ogród ( także kable ziemne), ogrzewacz do wody, pompy, fontanny ( kabel ziemny), układ automatyki kotła centralnego ogrzewania itp. Każdy z wymienionych obwodów musi mieć odrębny wyłącznik nadmiarowoprądowy, a grupa kilku obwodów wyłącznik różnicoprądowy. Obciążenie obwodu jednofazowego nie powinno przekraczać 2kW, a trójfazowego 6kW. Wtedy można je zrobić z przewodów o przekrojach dostosowanych do warunków, jakie występują w budownictwie jednorodzinnym. W pierwszej grupie są przewody jednożyłowe z żyłami jedno- lub wielo- drutowymi ( giętkie) oraz wielożyłowe przewody kabelkowe. Jednożyłowe prowadzi się zawsze w rurkach instalacyjnych. Drugą grupę tworzą przewody wielożyłowe giętkie z żyłami wielodrutowymi ( zawsze miedzianymi) do odbiorników ruchomych, przedłuaczy itp. Producenci krajowi i zagraniczni stosują różne oznaczenia. Dlatego kupując przewód lub kabel, należy starannie sprawdzić przekrój żył, napięcie izolacji i przeznaczenie oraz kolorystykę izolacji poszczególnych żył, zwłaszcza żyły oczhronnej PE ( zielono-żółta) i neutralnej N ( niebieska).
Przewody jednożyłowe mają żyłę miedzianą i izolację z tworzywa sztucznego. Są przeznaczone do układania w rurkach. Nie wolno ich układać luzem, ponieważ nie mają powłok ochronnych ( inaczej niż kabelkowe przewody wielożyłowe). W instalacjach podtynkowych stosuje sie także płaskie przewody wtynkowe, a w ziemi układa kable, które oprócz izolacji żył mają zewnętrzny płaszcz ochronny. Przewody i kable do instalacji specjalistycznych ( także telewizyjne) są zazwyczaj wieloprzewodowe, a często także ekranowe. Inne przewody są przeznaczone do układania na stałe, inne do zasilania odbiorników ruchomych.
Subskrybuj:
Posty (Atom)