실험 4 예비(직류교류변환기)

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실험 4 예비(직류교류변환기)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

※ 실험 이론
● 사이리스터(Thyristor)
●사이리스터(Thyristor) 의 장점
●사이리스터(Thyristor) 의 단점
● SCR 구조
● SCR의 V-I 특성
● SCR의 구동
● 위상전력회로
● 트라이액(triac)
● 트라이액(triac)을 형성하는 3요소
● Triac의 V-I 특성
● 직류 전동기

본문내용

그림 (a)는 R의 저항값이 낮으므로 입력 전압이 거의 V에 이를 때 V=1.4V가 되어 SCR을 트리거 시키므로 부하는 그림과 같이 ∏/2 구간만 전력이 공급된다.
- 그림 (b)는 R2가 그림 (a)보다 크므로 보다 낮은 입력 전압에서 VR2~=1.4V에 이르기 때문에 그림과 같이 입력 전압의 낮은 구간에서 SCR이 Turn-on이 되어 그림 (a)보다 더 많은 전력 공급이 가능해진다.
- 그림 (c)는 R2가 최대치에 있으므로 거의 입력이 공급되는 순간에 SCR이 Turn-on이 되어 도통각이 거의 180°에 이르므로 최대 전력을 공급한다.
- 회로에 쓰인 다이오드 D는 입력 신호의 부(-)의 주기에서 SCR의 Gate를 보호하는 기능을 한다. (두개의 다이오드가 역 전압을 견디기 때문에)
- SCR이 트리거 위상을 제어하여 공급 전압의 위상을 제어함으로 전력을 제어하는 방식을 위상제어라고 한다.
● 트라이액(triac)
- 역병렬로 접속된 2개의 SCR과 거의 같은 기능을 가진 3단자의 교류 스위치
- 게이트가 있다.
- (+) (-) 어떤 극성의 게이트 신호라도 트리거 된다는 특성이 있다.
- 제어 회로가 간단하고 부품수도 적게 든다.
-> 교류 전력 제어에 더 적합한 소자
- 항복전압은 보통 매우 높다.
- 순방향 바이어스 트리거를 공급하여 트라이액을 구동하는 것이 정상적.
- 데이터 시트는 트라이액을 구동시키기에 필요한 트리거전압과 트리거전류를 표시하여 준다. 만일 v가 그림1-6(a)에서 나타난 극성을 가질 때 정(+)트리거를 공급하면 이것이 좌측 래치를 단락시킨다.
- 전압 v가 반대극성을 지닌 때 부(-)트리거가 필요하며 이 트리거가 우측 래치를 단락시킨다. 그림1-6(c)는 트라이액에 대한 도면기호를 나타낸 것이다.
(a) 등가구조 (b) 등가회로 (c)기호
TRIAC의 등가구조와 기호
● 트라이액(triac)을 형성하는 3요소
- 접합 게이트, 리모트 게이트, 오버랩 부를 갖는 SSS의 조합에 의하여 트라이액(triac)의 기능이 성립된다.
- 3가지 요소를 조합을 하면 어떠한 바이어스 아래에서도 동작이 가능하다.
- T1을 기준으로 했을 때 단자 T2와 게이트 단자의 바이어스 극성에 의하여 4가지의 트리거 형태가 가능하다.
● Triac의 V-I 특성
- 트라이액은 어느 방향의 전압도 저지할 수 있고 전류도 흘릴 수 있다.
- 어느 상한에 있어서나 + 또는 -의 게이트 신호에 의해 통전이 시작된다.
- 트라이액은 직병렬로 접속된 2개의 SCR과 비슷하며 제 1상한과 제 3상한 양쪽에 있어서 순방향으로 바이어스된 SCR과 같다.
- 인 동안에는 소자는 정격전압까지 어느 방향으로도 전압을 저지하고, 작은 누설 전류만이 흐른다. 가해진 전압이을 넘으면 트라이액은 에벌런치(avalanche)를 일으켜서 그 자신이 턴온(Turn-On)된다. 에벌런치 현상이 양쪽 방향으로 일어나므로 SCR과는 달리 트라이액은 즉시 턴온하고 흐르는 부하전류가 트라이액의 전류용량 이하이면 파괴되지 않는다. 게이트 전류가 극성에 관계없이 가해지면 게이트 개방시의 브레이크 오버(Breakover)와 도통상태 사이의 V-I 특성영역이 양쪽 방향 모두 없어지고 V-I 특성은 본질적으로 P-N 정류소자와 같아진다.
- SCR과 마찬가지로 유지 전류 특성이 있고 또한 온도의 영향을 크게 받는다.
- 4가지의 트리거 감도를 비교했을 때 1+,3-모드가 가장 높고 3+의 모드가 상당히 낮게 되어있는 것이 보통이다.
: 1+모드 : (T2:+, G: +)
1- 모드 : (T2:+, G: -)
3+모드 : (T2:-, G: +)
3- 모드 : (T2:-, G: -)
트라이액의 교류 V-I특성 곡선
위와 같은 SCR이나 TRIAC은 스스로 스위치 ON/OFF를 할 수 없고 트리거용 소자를 통해서 동작할 수 있다. 트리거용 소자로는 보통 UJT와 DIAC을 사용한다.
● 직류 전동기
- 직류 직권 전동기(DC Series Motor), 직류 분권 전동기(DC Shunt Motor), 직류 복권 전동기(DC Compound Motor)로 크게 3가지의 종류가 있다.
- 직권, 분권, 또는 복권이라고 함은 아마튜어와 계자 회로의 연결 방식을 말하는 것으로서, 직권은 굵은 권선이 아마튜어와 직렬 연결된 것이고, 분권은 가늘고 많은 턴(Turn)수의 계자 권선이 아마튜어와 병렬로 연결된 것이며 복권은 직권 및 분권 계자를 동시에 가지고 있는 것을 말한다.
- 각기 형식에 따라 사용 용도가 다르며 제어하는 방식도 달라진다.
- 직류 전동기와 직류 발전기는 그 동작 원리는 거의 동일하다.
- 플레밍의 오른손 법칙(발전기) 또는 왼손 법칙(전동기)이 적용되며 자장 속에서 회전(힘)을 시키면 전류가 흘러 발전기가 되고 자장 속에서 전류를 흘리면 회전력이 발생되는 것이 전동기의 원리이다.
- 분권 계자가 있는 것이 계자 전류를 조정하여 발전기의 출력을 조정하기가 쉽기 때문에 직류 분권 또는 직류 복권 방식이 발전기로 많이 사용됩니다.
- 직권(直捲)전동기(series-wound motor)
① 계자극 권선과 전기자 권선이 직렬로 연결된 직류전동기이다.
② 기동 토르크가 크고, 부하가 적어지면 속도는 상승하여 완전 무부하로 되면
속도가 무한에 가까워져서 위험.
③ 변속도 특성 때문에 제어용으로는 부적합하고, 자동차의 시동전동기,크레인,
전동차등에 사용된다.
- 분권(分捲)전동기(shunt-wound motor)
① 계자극 권선과 전기자 권선이 병렬로 연결된 직류전동기다.
② 부하변동에 따른 속도변화가 적다.(정속도 특성)
③ 컨베이어 벨트, blower, 공작기계 등에 사용된다.
- 복권(複捲)전동기(compound motor)
① 전기자 권선과 직렬 및 병렬로 연결된 계자극 권선을 가지고 있다.
② cumulative compound motor(가동복권 전동기)와 differential compound motor(차동복권 전동기)가 있다.
- 타여자(他勵磁)전동기(separately excited motor)
① 전기자 권선과 계자극 권선이 별도로 분리되어 있다.

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전기공학실험,   직류교류변환장치,   사이리스터,   직류교류변환기