Top 6 loại chỉnh lưu

Bài viết này đưa ra ánh sáng trên sáu loại chỉnh lưu hàng đầu được sử dụng trong các máy va chạm. Các loại là: 1. Bộ chỉnh lưu loại tấm kim loại 2. Bộ chỉnh lưu bán dẫn (Diode) 3. Bộ chỉnh lưu 4. Bộ chỉnh lưu Mercury-Arc 5. Xây dựng cầu chỉnh lưu 6. An toàn & chỉnh lưu bên trong.

Bộ chỉnh lưu: Loại # 1. Bộ chỉnh lưu loại kim loại:

Chúng ta đã thấy rằng một số tấm kim loại, khi được phủ bằng các chất khác có khả năng chống dòng điện cao theo một hướng trong khi cung cấp điện trở thấp hơn nhiều so với dòng ngược chiều.

Có hai loại tấm kim loại được sử dụng phổ biến, đó là bộ chỉnh lưu oxit đồng và bộ chỉnh lưu selen. Một bộ chỉnh lưu oxit đồng bao gồm một tấm đồng được phủ một mặt bằng một lớp oxit dạng bọt mỏng (Hình 4.1a). Chỉnh lưu Selen bao gồm một lớp hợp kim và một lớp selen trên một tấm thép như trong hình 4.1 (b).

Một bộ chỉnh lưu oxit đồng cung cấp một điện trở rất cao đối với dòng điện đi qua nếu tấm dương đối với lớp phủ oxit dạng bọt. Nếu oxit cuppy dương đối với tấm đồng, bộ chỉnh lưu cung cấp điện trở rất thấp.

Tương tự, các tấm chỉnh lưu selen cung cấp điện trở cao đối với dòng điện nếu lớp selen dương đối với lớp hợp kim và điện trở rất thấp nếu lớp hợp kim dương với lớp selen.

Điện áp tối đa:

Bộ chỉnh lưu tấm kim loại ngăn dòng điện chạy theo hướng điện trở cao chỉ khi điện áp đặt trên nó nhỏ hơn một giá trị tới hạn nhất định. Đối với các tấm chỉnh lưu selen, giá trị tới hạn là 18 volt, đối với các tấm chỉnh lưu oxit đồng là 8 volt. Nếu vượt quá điện áp tới hạn, bộ chỉnh lưu sẽ nhanh chóng bị hỏng và các thuộc tính chỉnh lưu của nó bị phá hủy vĩnh viễn.

Một bộ chỉnh lưu để hoạt động ở điện áp cao hơn được xây dựng bằng cách kết nối một số tấm nối tiếp. Phương pháp tiêu chuẩn để xây dựng bộ chỉnh lưu điện áp cao hơn là gắn các tấm lên một thanh trung tâm, ngăn cách chúng bằng vòng đệm kim loại.

Sau đó chúng được bắt vít để tạo thành một đống được đóng gói chặt chẽ (xem hình 4.2a). Điện áp hoạt động tối đa của một bộ chỉnh lưu hoàn chỉnh có thể được tính bằng cách nhân điện áp hoạt động tối đa của một tấm với số lượng tấm trên cọc.

Công suất hiện tại:

Công suất hiện tại của một bộ chỉnh lưu tấm kim loại tỷ lệ thuận với bề mặt của tấm đơn. Nếu vượt quá khả năng mang dòng định mức của bộ chỉnh lưu, tấm có xu hướng quá nóng và cuối cùng bộ chỉnh lưu bị hỏng. Một số nhiệt nhất thiết phải được tạo ra khi bộ chỉnh lưu kim loại đang hoạt động, do đó bộ chỉnh lưu thường được cung cấp với quạt làm mát mang lại vẻ ngoài tương tự như trong Hình 4.2 (b).

Chỉnh lưu tấm kim loại thường chỉ được sử dụng khi cần một đầu ra dòng điện tương đối nhỏ, chẳng hạn như trong các mạch tín hiệu, mạch thí điểm và dụng cụ đo. Chỉnh lưu tấm kim loại cho đầu ra hiện tại nặng là cồng kềnh và khó hạ nhiệt.

Bộ chỉnh lưu: Loại # 2. Bộ chỉnh lưu bán dẫn (Diode):

Trong điều khiển ngày nay, chỉnh lưu bán dẫn được sử dụng phổ biến nhất. Hầu hết các vật liệu dẫn điện thông thường, chẳng hạn như đồng và nhôm, dẫn điện dễ dàng nhất khi chúng ở trạng thái tinh khiết, tức là khi chúng không được kết hợp hoặc trộn với các chất khác. Tuy nhiên, chất bán dẫn là vật liệu hoạt động theo cách hoàn toàn ngược lại.

Ở trạng thái tinh khiết của chúng, các chất bán dẫn có điện trở rất cao và hầu như là chất cách điện. Khi số lượng nhỏ của các chất khác (tức là tạp chất) được kết hợp với chúng, chúng dẫn điện dễ dàng hơn nhiều. Hai vật liệu bán dẫn hiện đang được sử dụng là các nguyên tố gecmani và silic.

Hầu hết các vật liệu dẫn điện thông thường, chẳng hạn như đồng, dẫn điện bằng cách cho phép một điện tích âm (tức là thêm electron) đi qua chúng. Khi một số tạp chất nhất định được thêm vào chất bán dẫn tinh khiết, nó hoạt động theo cách này và cho phép một điện tích âm đi qua nó. Sau đó, nó được gọi là bán dẫn loại 'P' (Tích cực).

Ví dụ, gecmani mà tạp chất của antimon hoặc phốt pho đã được thêm vào là chất bán dẫn loại N, trong khi gecmani mà tạp chất của nhôm hoặc boron được thêm vào là chất bán dẫn loại 'P'. Bộ chỉnh lưu bán dẫn được chế tạo bằng cách nối nửa bán dẫn 'loại P' với bán dẫn 'loại N'.

Khi bán dẫn loại 'loại P' dương đối với bán dẫn loại 'loại N', điện tích dương trong bán dẫn loại 'loại P' có xu hướng chảy về phía tiếp giáp và tương tự điện tích âm trong loại 'N 'bán dẫn cũng có xu hướng chảy về phía ngã ba.

Dòng chảy của hai điện tích trái dấu hướng về cùng một điểm được hỗ trợ bởi lực hút lẫn nhau tồn tại giữa chúng, do đó dòng điện chảy rất dễ dàng theo hướng đó.

Tuy nhiên, khi bán dẫn loại 'loại N' dương đối với bán dẫn loại 'loại P', các điện tích dương và âm có xu hướng di chuyển ra khỏi đường giao nhau và chuyển động theo hướng này bị cản trở bởi lực hút giữa Phí. Do đó, bộ chỉnh lưu thể hiện điện trở cao hơn nhiều theo hướng đó.

Như với một bộ chỉnh lưu tấm kim loại, công suất hiện tại của bộ chỉnh lưu bán dẫn phụ thuộc vào chức năng của nó. Điện trở thuận của bộ chỉnh lưu là; tuy nhiên, thấp hơn so với bộ chỉnh lưu tấm kim loại có kích thước tương tự để bộ chỉnh lưu bán dẫn có thể được chế tạo một cách thuận tiện để mang dòng điện lớn hơn.

Ví dụ, mức giảm điện áp chuyển tiếp điển hình là 0, 3 volt đối với Germanium và 0, 6 volt đối với các thiết bị silicon. Chỉnh lưu bán dẫn có thể được thực hiện một cách thuận tiện để mang dòng điện lớn hơn. Các mối nối bán dẫn có thể chịu được điện áp ngược lớn hơn các tấm chỉnh lưu. Chẳng hạn, một điểm nối duy nhất có thể chịu được điện áp ngược hơn 800 volt.

Tuy nhiên, giống như bộ chỉnh lưu tấm kim loại, bộ chỉnh lưu bán dẫn có thể bị hỏng nếu vượt quá điện áp ngược cực đại.

Điốt silicon được đánh giá phù hợp có thể được sử dụng để thay thế các bộ chỉnh lưu tấm kim loại đang được sử dụng trong các thiết bị hiện có và ngày càng khó thu được với lợi thế là nhiệt được tạo ra ít hơn từ điốt và có thể dự kiến ​​tăng điện áp đầu ra do sự sụt giảm điện áp thấp nhất.

Bộ chỉnh lưu: Loại # 3. Thyristors:

Một diode chỉ đơn giản là một tiếp giáp PN hai lớp có khả năng điều chỉnh dòng điện xoay chiều, ký hiệu thông thường của nó là sắt

Tuy nhiên, thyristor là một PNPN bốn lớp, cũng có khả năng chỉnh lưu dòng điện xoay chiều và ký hiệu thông thường của nó là

Có thể thấy, thiết bị có thêm một thiết bị đầu cuối được gọi là 'cổng'. Khi thyristor được kết nối vào mạch theo cách tương tự như diode 'đơn giản', không có dòng điện nào chạy theo hướng thuận cho đến khi tín hiệu được đưa vào đầu cực cổng. Bằng phương pháp mạch ngoài phù hợp, thyristor có thể được bố trí để kiểm soát (hoặc bắn) tại bất kỳ phần cụ thể nào của dạng sóng xen kẽ đầu vào.

Thyristor hoặc chỉnh lưu điều khiển silicon (SCR) có sẵn với xếp hạng từ 1/2 đến 850 amps. RMS và lên đến 1.800 volt tại thời điểm hiện tại. Tuy nhiên, được sử dụng làm bộ khuếch đại, các SCR nhỏ nhất có thể được bật với công suất cổng chỉ vài microwatts và chuyển đổi 200 watt. Điều này mang lại mức tăng sức mạnh hơn 10 triệu, khiến SCR trở thành một trong những thiết bị điều khiển nhạy nhất có thể đạt được.

Bộ chỉnh lưu: Loại # 4. Bộ chỉnh lưu Mercury-Arc:

Một bộ chỉnh lưu hồ quang thủy ngân bao gồm một bình làm bằng thủy tinh, hoặc có thể bằng thép, và chứa chân không. Ở dưới cùng của thùng chứa là một bể thủy ngân lỏng đóng vai trò là mặt tiêu cực của bộ chỉnh lưu (gọi là cực âm). Mặt tích cực của bộ chỉnh lưu (được gọi là cực dương) là một điện cực carbon được đưa vào buồng phía trên bể thủy ngân.

Hình 4.2 cho thấy một sơ đồ của bộ chỉnh lưu hồ quang thủy ngân. Bộ chỉnh lưu được bắt đầu bằng cách cho phép một dòng điện chạy qua cực âm thủy ngân, thông qua một điện cực đánh lửa chỉ chạm vào đỉnh của bể thủy ngân. Dòng điện này làm nóng một điểm trên bề mặt thủy ngân, khiến một số thủy ngân bốc hơi.

Không gian giữa cực dương và cực âm, do đó, lấp đầy bằng hơi thủy ngân. Điện cực đánh lửa sau đó được rút ra khỏi bề mặt của thủy ngân này và một hồ quang được rút ra bằng cách ion hóa hơi thủy ngân. Nếu cực dương dương hơn cực âm, hồ quang được truyền từ điện cực đánh lửa sang cực dương và dòng điện chạy qua bộ chỉnh lưu.

Nếu và khi một nguồn cung cấp xen kẽ được áp dụng cho bộ chỉnh lưu trên cực dương carbon và cực âm thủy ngân, dòng điện chỉ chạy qua nó trong nửa chu kỳ khi cực dương carbon dương với cực âm thủy ngân.

Nếu, như trong nhiều ứng dụng, dòng điện chỉ được rút ra không liên tục từ bộ chỉnh lưu, hồ quang được duy trì bằng cách cho phép một dòng điện nhỏ đi liên tục qua bộ chỉnh lưu thông qua một cực dương kích thích nhỏ.

Chỉnh lưu hồ quang thủy ngân có thể được sử dụng để cung cấp dòng điện nặng ở điện áp cao và do đó, có khả năng cung cấp máy móc dòng điện trực tiếp lớn. Một ứng dụng quan trọng trong ngành khai thác là cung cấp nguồn cung cấp cho động cơ cửa sổ dòng điện trực tiếp từ nguồn điện xoay chiều.

Chỉnh lưu nửa sóng:

Nếu một bộ chỉnh lưu đơn được đặt trong một mạch mà một nguồn cung cấp xoay chiều được kết nối, một dòng điện sẽ chỉ chạy trong mạch đó trong một nửa của mỗi chu kỳ của nguồn cung cấp. Trong nửa còn lại của chu kỳ, khi cực tính của nguồn cung bị đảo ngược, các nỗ lực hiện tại chảy theo hướng ngược lại nhưng bị chặn bởi bộ chỉnh lưu.

Do đó, hiệu quả của việc đặt một bộ chỉnh lưu trong mạch là thu được một loạt các dòng điện theo một hướng, với các khoảng giữa chúng khi không có dòng điện nào chảy ra, (Hình 4.3). Do đó, một bộ chỉnh lưu duy nhất cung cấp chỉnh lưu nửa sóng.

Chỉnh lưu toàn sóng:

Để có được nguồn cung cấp trực tiếp liên tục hơn, cần có một cầu chỉnh lưu. Một cầu chỉnh lưu cho nguồn cung cấp xoay chiều một pha bao gồm bốn bộ chỉnh lưu được kết nối như trong hình 4.4. Sự sắp xếp này cho phép dòng điện chạy từ nguồn cung cấp xen kẽ vào các dòng điện trực tiếp trong toàn bộ chu kỳ xen kẽ.

Trong một nửa chu kỳ, dòng điện chạy từ dòng ac 'A' vào dòng dc dương qua bộ chỉnh lưu 3 và dòng điện đang chảy từ dòng dc âm vào dòng ac 'B' qua bộ chỉnh lưu 2. Trong nửa chu kỳ thứ hai, dòng điện đang chảy từ dòng ac 'B' vào dòng dc dương qua bộ chỉnh lưu 4 và dòng điện đang chảy từ dòng dc âm vào dòng ac A qua bộ chỉnh lưu 1.

Do đó, cải chính sử dụng mạng cầu được gọi là chỉnh lưu toàn sóng.

Chỉnh lưu toàn sóng của nguồn cung cấp xoay chiều một pha, trong khi sử dụng toàn bộ chu kỳ của nguồn cung cấp xen kẽ, không tạo ra dòng điện trực tiếp liên tục. Nó tạo ra một loạt các xung, mỗi xung tương ứng với nửa chu kỳ cung cấp xen kẽ. Điện áp của đầu ra dòng điện trực tiếp giảm trong giây lát xuống 0 lần trong mỗi chu kỳ xen kẽ.

Chỉnh lưu cung cấp ba pha:

Một đầu ra dòng điện trực tiếp mượt mà hơn có thể thu được bằng cách điều chỉnh nguồn cung cấp ba pha mang lại đầu ra dòng điện trực tiếp gần như ổn định. Đầu ra có một gợn sóng bao gồm sáu đỉnh nhỏ trong mỗi chu kỳ cung cấp. Các đường dẫn hiện tại thông qua mạng cũng được hiển thị trong hình.

Bộ chỉnh lưu: Loại # 5. Xây dựng cầu chỉnh lưu:

Các nguyên tắc chỉnh lưu áp dụng cho cả chỉnh lưu kim loại và hồ quang thủy ngân. Bộ chỉnh lưu kim loại sóng toàn phần có thể thu được với bốn hoặc sáu phần được xây dựng trên một thanh sao cho tất cả các bộ chỉnh lưu cho mạng cầu được chứa trong một thành phần. Nó chỉ đơn giản là cần thiết để kết nối các thiết bị đầu cuối được cung cấp, đến các điểm chính xác trong mạch.

Các loại thủy ngân - là bộ chỉnh lưu được sử dụng chủ yếu trong các mỏ than được thiết kế để tạo ra một sự điều chỉnh trực tiếp trơn tru từ nguồn cung cấp ba pha, tương tự như thu được từ một cây cầu chỉnh lưu sáu. Một bộ chỉnh lưu như vậy có sáu cực dương, tất cả đều hoạt động từ một bể thủy ngân.

Bộ chỉnh lưu được kết nối với nguồn cung cấp ba pha thông qua một máy biến áp có sáu cuộn dây sơ cấp được kết nối trong sao đôi cung cấp hiệu lực, nguồn cung cấp sáu pha. Khi hồ quang được rút ra, nó luôn chuyển sang cực dương dương nhất vào thời điểm đó. Do đó, nó truy cập mỗi cực dương một lần trong mỗi chu kỳ và dòng điện chạy liên tục qua bộ chỉnh lưu.

Bộ chỉnh lưu: Loại # 6. An toàn & Chỉnh lưu nội tại:

Các bộ chỉnh lưu được sử dụng trong một số loại thiết bị an toàn nội tại để xả năng lượng được giải phóng khi mạch bị hỏng. Một phương pháp là kết nối bộ chỉnh lưu song song với phần cảm ứng của mạch. Phân cực của bộ chỉnh lưu được bố trí sao cho nó cung cấp đường dẫn điện trở thấp cho mạch tự cảm ứng tại thời điểm phóng điện, nhưng không cung cấp đường dẫn song song cho mạch vận hành bình thường.

Chú ý:

Tuy nhiên, phải luôn luôn nhớ rằng thử nghiệm điện áp cao hoặc sử dụng thử nghiệm megger điện áp cao bằng Megger hoặc Metro không bao giờ được thực hiện trên bất kỳ mạch nào có bộ chỉnh lưu kim loại hoặc bán dẫn. Việc sử dụng máy kiểm tra điện áp cao có bộ chỉnh lưu trong mạch có thể dẫn đến điện áp cao được đặt trên các bản và bộ chỉnh lưu bị hỏng.

Biện pháp phòng ngừa này đặc biệt quan trọng khi kiểm tra các mạch điều khiển hoặc an toàn nội tại.

Nếu bộ chỉnh lưu trong mạch bị hỏng, mạch có thể tiếp tục hoạt động bình thường, nhưng nó sẽ không an toàn và tai nạn có thể xảy ra do tiếp tục sử dụng. Do đó, trong khi thực hiện kiểm tra điện áp cao, cần phải ngắt mạch chỉnh lưu.