शीर्ष 6 प्रकार के रेक्टीफायर्स

यह लेख कोलियरियों में प्रयुक्त शीर्ष छह प्रकार के रेक्टिफायर पर प्रकाश डालता है। प्रकार हैं: 1. मेटल प्लेट टाइप रेक्टिफायर 2. सेमी-कंडक्टर (डायोड) रेक्टिफायर्स 3. थायरिस्टर्स 4. मर्करी-आर्क रेक्टिफायर 5. रेक्टिफायर पुलों का निर्माण 6. आंतरिक सुरक्षा और आयताकार।

रेक्टिफायर: टाइप # 1. मेटल प्लेट टाइप रेक्टिफायर:

हमने देखा है कि कुछ धातु की प्लेटें, जब अन्य पदार्थों के साथ लेपित होती हैं, तो एक दिशा में करंट के पारित होने के लिए उच्च प्रतिरोध प्रदान करती हैं, जबकि विपरीत दिशा में करंट को कम प्रतिरोध प्रदान करती हैं।

आम उपयोग में दो प्रकार की धातु की प्लेटें हैं, वे कॉपर ऑक्साइड रेक्टिफायर और सेलेनियम रेक्टिफायर हैं। कॉपर ऑक्साइड रेक्टिफायर में कॉपर ऑक्साइड की पतली परत (चित्र। 4.1a) के साथ एक तरफ लेपित कॉपर प्लेट होती है। सेलेनियम आयताकार में मिश्र धातु की एक परत और स्टील प्लेट पर सेलेनियम की एक परत होती है जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। 4.1 (बी)।

यदि कॉपर कप ऑक्साइड कोटिंग के संबंध में सकारात्मक है तो कॉपर ऑक्साइड रेक्टिफायर करंट के पारित होने के लिए बहुत उच्च प्रतिरोध प्रदान करता है। यदि कॉपर प्लेट के संबंध में कप ऑक्साइड सकारात्मक है, तो रेक्टिफायर बहुत कम प्रतिरोध प्रदान करता है।

इसी तरह, सेलेनियम रेक्टिफायर प्लेटें वर्तमान के पारित होने के लिए एक उच्च प्रतिरोध प्रदान करती हैं यदि सेलेनियम परत मिश्र धातु की परत के संबंध में सकारात्मक है और बहुत कम प्रतिरोध अगर सेलेनियम परत के संबंध में सकारात्मक है।

अधिकतम वोल्टेज:

एक मेटल प्लेट रेक्टिफायर उच्च प्रतिरोध दिशा में वर्तमान प्रवाह को रोकता है केवल अगर वोल्टेज उस पर लागू एक निश्चित महत्वपूर्ण मूल्य से कम है। सेलेनियम रेक्टिफायर प्लेटों के लिए, महत्वपूर्ण मूल्य 18 वोल्ट है, कॉपर ऑक्साइड रेक्टिफायर प्लेटों के लिए यह 8 वोल्ट है। यदि महत्वपूर्ण वोल्टेज को पार कर लिया जाता है, तो रेक्टिफायर जल्दी से टूट जाता है और इसके सुधारक गुण स्थायी रूप से नष्ट हो जाते हैं।

श्रृंखला में कई प्लेटों को जोड़कर एक उच्च वोल्टेज पर काम करने के लिए एक रेक्टिफायर का निर्माण किया जाता है। एक उच्च वोल्टेज सुधारक के निर्माण की मानक विधि प्लेटों को एक केंद्रीय छड़ी पर माउंट करना है, उन्हें धातु वाशर द्वारा अलग करना है।

फिर उन्हें कसकर पैक किए गए ढेर के रूप में तैयार किया जाता है (चित्र। 4.2 ए देखें)। एक पूर्ण रेक्टिफायर के अधिकतम ऑपरेटिंग वोल्टेज की गणना ढेर पर प्लेटों की संख्या से एक प्लेट के अधिकतम ऑपरेटिंग वोल्टेज को गुणा करके की जा सकती है।

वर्तमान क्षमता:

मेटल प्लेट रेक्टिफायर की वर्तमान क्षमता सिंगल प्लेट की सतह के सीधे आनुपातिक है। यदि एक रेक्टिफायर की रेटेड वर्तमान ले जाने की क्षमता पार हो जाती है, तो प्लेट ओवरहीट हो जाती है, और रेक्टिफायर अंततः टूट जाता है। मेटल रेक्टिफायर काम करते समय कुछ उष्मा आवश्यक रूप से उत्पन्न होती है, ताकि रेक्टिफायर को आमतौर पर कूलिंग प्रशंसकों के साथ प्रदान किया जाता है जो इसे उसी तरह का रूप देता है जैसा कि चित्र 4.2 (बी) में दिखाया गया है।

मेटल प्लेट रेक्टिफायर आमतौर पर केवल उसी जगह उपयोग किया जाता है जहां अपेक्षाकृत छोटे वर्तमान उत्पादन की आवश्यकता होती है, जैसे सिग्नलिंग सर्किट, पायलट सर्किट और मापने के उपकरण। भारी करंट आउटपुट के लिए मेटल प्लेट रेक्टिफायर बोझिल और ठंडा करने में मुश्किल होते हैं।

रेक्टिफायर: टाइप # 2. सेमी-कंडक्टर (डायोड) रेक्टिफायर:

वर्तमान में नियंत्रण में, अर्ध-कंडक्टर रेक्टिफायर का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। अधिकांश साधारण संवाहक सामग्री, जैसे कि तांबा और एल्युमिनियम, बिजली का संचालन आसानी से करते हैं जब वे शुद्ध अवस्था में होते हैं, अर्थात जब वे संयुक्त नहीं होते हैं या अन्य पदार्थों के साथ मिश्रित होते हैं। हालांकि, अर्ध-चालक, ऐसी सामग्री है जो बिल्कुल विपरीत तरीके से व्यवहार करते हैं।

अपने शुद्ध राज्य में, अर्ध-चालक विद्युत प्रवाह के लिए बहुत उच्च प्रतिरोध प्रस्तुत करते हैं, और वस्तुतः इन्सुलेटर होते हैं। जब अन्य पदार्थों की मिनट मात्रा (यानी अशुद्धियाँ) उनके साथ जोड़ दी जाती हैं, तो वे बहुत अधिक आसानी से बिजली का संचालन करते हैं। वर्तमान में उपयोग में आने वाली दो अर्ध-संचालक सामग्री जर्मेनियम और सिलिकॉन हैं।

अधिकांश साधारण संवाहक सामग्री, जैसे कि तांबा, एक नकारात्मक चार्ज (यानी अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन) को उनके माध्यम से गुजरने की अनुमति देकर बिजली का संचालन करते हैं। जब कुछ अशुद्धियों को शुद्ध अर्ध-चालक में जोड़ा जाता है, तो यह बस इस तरह से व्यवहार करता है, और एक नकारात्मक चार्ज से गुजरने की अनुमति देता है। इसे तब 'P टाइप' (पॉजिटिव) सेमी-कंडक्टर कहा जाता है।

उदाहरण के लिए, जर्मेनियम जिसमें एंटीमनी या फॉस्फोरस की अशुद्धियों को जोड़ा गया है, एक 'एन टाइप' सेमीकंडक्टर है, जबकि जर्मेनियम जिसमें एल्यूमीनियम या बोरॉन की अशुद्धियों को जोड़ा गया है, एक 'पी टाइप' सेमी-कंडक्टर है। एक सेमी-कंडक्टर रेक्टिफायर 'P टाइप' सेमी-कंडक्टर को 'N टाइप' सेमी-कंडक्टर में मिला कर बनाया जाता है।

जब 'P टाइप' सेमी-कंडक्टर 'N टाइप' सेमी-कंडक्टर के संबंध में पॉजिटिव होता है, तो 'P टाइप' सेमी-कंडक्टर में पॉजिटिव चार्ज जंक्शन की ओर बढ़ता है और इसी तरह 'N टाइप' में नेगेटिव चार्ज होता है। 'सेमी-कंडक्टर भी जंक्शन की ओर प्रवाहित होता है।

एक ही बिंदु के प्रति दो विपरीत आवेशों के प्रवाह को आपसी आकर्षण द्वारा सहायता मिलती है जो उनके बीच मौजूद है, जिससे कि धारा उस दिशा में बहुत आसानी से बहती है।

हालांकि, 'एन टाइप' सेमी-कंडक्टर 'पी टाइप' सेमी-कंडक्टर के संबंध में सकारात्मक है, सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज जंक्शन से दूर चले जाते हैं और इस दिशा में आंदोलन का विरोध आकर्षण के बीच किया जाता है। प्रभार। इसलिए, रेक्टिफायर उस दिशा में बहुत अधिक प्रतिरोध प्रस्तुत करता है।

मेटल प्लेट रेक्टिफायर की तरह, सेमी कंडक्टर रेक्टिफायर की वर्तमान क्षमता इसके कार्य पर निर्भर करती है। रेक्टिफायर का आगे का प्रतिरोध है; हालाँकि, समान आकार के मेटल प्लेट रेक्टिफायर की तुलना में कम होता है ताकि सेमी-कंडक्टर रेक्टिफायर आसानी से अधिक से अधिक करंट ले जा सके।

उदाहरण के लिए, एक सामान्य जंक्शन आगे वोल्टेज ड्रॉप जर्मेनियम के लिए 0.3 वोल्ट और सिलिकॉन उपकरणों के लिए 0.6 वोल्ट है। सेमी-कंडक्टर रेक्टिफायर आसानी से एक बड़ा करंट ले जाने के लिए बनाया जा सकता है। सेमी-कंडक्टर जंक्शन, रेक्टिफायर प्लेटों की तुलना में अधिक रिवर्स वोल्टेज का सामना कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, एकल जंक्शन 800 वोल्ट से अधिक के रिवर्स वोल्टेज का सामना कर सकता है।

धातु की प्लेट रेक्टिफायर की तरह, हालांकि, अधिकतम रिवर्स वोल्टेज पार होने पर एक अर्धचालक सुधारक को तोड़ा जा सकता है।

उपयुक्त रूप से रेट किए गए सिलिकॉन डायोड का उपयोग धातु के प्लेट रेक्टिफायर को बदलने के लिए किया जा सकता है जो मौजूदा उपकरणों में उपयोग में हैं और जो अब इस लाभ के साथ प्राप्त करना कठिन होता जा रहा है कि डायोड से कम गर्मी उत्पन्न होती है और आउटपुट वोल्टेज में मामूली वृद्धि के कारण होने की उम्मीद की जा सकती है सबसे कम आगे वोल्टेज ड्रॉप।

रेक्टिफायर: टाइप # 3. थाइरिस्टर:

एक डायोड बस एक दो परत पीएन जंक्शन है जो एक प्रत्यावर्ती धारा को ठीक करने में सक्षम है, इसका पारंपरिक प्रतीक है-

हालांकि, थाइरिस्टर एक चार परत पीएनपीएन है जो बारी-बारी से चालू करने में सक्षम है और इसका पारंपरिक प्रतीक है

जैसा कि देखा जा सकता है, डिवाइस में एक अतिरिक्त टर्मिनल है जिसे 'गेट' कहा जाता है। जब thyristor 'सरल' डायोड के समान सर्किट में जुड़ा होता है, तो गेट टर्मिनल पर सिग्नल लागू होने तक आगे की दिशा में कोई प्रवाह नहीं होता है। उपयुक्त बाहरी सर्किटरी के माध्यम से, thyristor इनपुट प्रत्यावर्तन तरंग के किसी विशेष भाग में gated (या निकाल दिया) करने के लिए व्यवस्थित किया जा सकता है।

थायरिस्टर्स या सिलिकॉन नियंत्रित रेक्टिफायर (SCR) 1/2 से 850 amps की रेटिंग के साथ उपलब्ध हैं। वर्तमान समय में आरएमएस और 1, 800 वोल्ट तक। हालांकि, एक एम्पलीफायर के रूप में उपयोग किया जाता है, सबसे छोटे एससीआर को केवल कुछ माइक्रोवेट्स और 200 वाट स्विचिंग की गेट शक्तियों के साथ चालू किया जा सकता है। यह SCRs को सबसे संवेदनशील नियंत्रण उपकरणों को प्राप्त करने योग्य बनाने के लिए 10 मिलियन से अधिक की शक्ति प्राप्त करता है।

रेक्टिफायर: टाइप # 4. पारा-आर्क रेक्टिफायर:

एक पारा-आर्क रेक्टिफायर में ग्लास, या संभवतः स्टील से बना एक बर्तन होता है, और एक वैक्यूम होता है। कंटेनर के निचले भाग में तरल पारा का एक पूल होता है जो रेक्टिफायर के नकारात्मक पक्ष (जिसे कैथोड कहा जाता है) के रूप में कार्य करता है। रेक्टिफायर का सकारात्मक पक्ष (एनोड कहा जाता है) एक कार्बन इलेक्ट्रोड है जो पारा पूल के ऊपर स्थित कक्ष में डाला जाता है।

चित्र। 4.2 पारा-चाप सुधारक का आरेख दिखाता है। रेक्टिफायर को पारा कैथोड के माध्यम से प्रवाह करने की अनुमति देकर एक इग्निशन इलेक्ट्रोड के माध्यम से शुरू किया जाता है, जो पारा के पूल के शीर्ष को छूता है। यह वर्तमान पारा की सतह पर एक धब्बे को गर्म करता है, जिससे कुछ पारा वाष्पीकृत हो जाता है।

एनोड और कैथोड के बीच का स्थान इसलिए पारा वाष्प से भरता है। इग्निशन इलेक्ट्रोड को तब इस पारा की सतह से हटा दिया जाता है, और पारा वाष्प को आयनित करके एक चाप निकाला जाता है। यदि एनोड कैथोड की तुलना में अधिक सकारात्मक है, तो आर्क को इग्निशन इलेक्ट्रोड से एनोड में स्थानांतरित किया जाता है, और सही करनेवाला के माध्यम से प्रवाह होता है।

यदि और जब एक वैकल्पिक विद्युत आपूर्ति को कार्बन एनोड और पारा कैथोड पर रेक्टिफायर पर लागू किया जाता है, तो यह केवल आधे चक्र के दौरान ही प्रवाहित होता है जब कार्बन एनोड पारा कैथोड के लिए सकारात्मक होता है।

यदि, कई अनुप्रयोगों में, करंट को केवल रेक्टिफायर से रुक-रुक कर खींचा जाता है, तो आर्क को एक छोटे से उत्तेजना एनोड के माध्यम से रेक्टिफायर से लगातार गुजरने की अनुमति देकर बनाए रखा जाता है।

पारा-आर्क रेक्टिफायर का उपयोग उच्च वोल्टेज पर भारी धाराओं की आपूर्ति करने के लिए किया जा सकता है और इसलिए, बड़ी प्रत्यक्ष वर्तमान मशीनरी की आपूर्ति करने में सक्षम हैं। खनन उद्योग में एक महत्वपूर्ण उपयोग बारी-बारी से चालू मेन विंडो से प्रत्यक्ष वर्तमान विंडो मोटर्स के लिए आपूर्ति प्रदान करना है।

हाफ-वेव आयतें:

यदि एक एकल रेक्टिफायर को एक सर्किट में रखा जाता है, जिसमें एक वैकल्पिक चालू आपूर्ति जुड़ी होती है, तो आपूर्ति के प्रत्येक चक्र के एक आधे हिस्से के दौरान एक धारा केवल उस सर्किट में प्रवाहित होगी। चक्र के दूसरे छमाही के दौरान, जब आपूर्ति की ध्रुवता को उलट दिया जाता है, तो वर्तमान दिशा विपरीत दिशा में बहने का प्रयास करती है, लेकिन सुधारक द्वारा अवरुद्ध कर दिया जाता है।

सर्किट में एकल आयताकार रखने का प्रभाव, इसलिए, एक दिशा में वर्तमान की दालों की एक श्रृंखला प्राप्त करना है, जब उन दोनों के बीच कोई अंतराल नहीं होता है, (छवि 4.3)। एक एकल आयताकार इसलिए आधी लहर सुधार प्रदान करता है।

पूर्ण-तरंग सुधार:

अधिक निरंतर प्रत्यक्ष वर्तमान आपूर्ति प्राप्त करने के लिए, एक शुद्ध पुल की आवश्यकता होती है। एक सिंगल फेज के लिए एक रेक्टिफायर ब्रिज, जो वर्तमान सप्लाई को वैकल्पिक बनाता है, उसमें चार रेक्टिफायर जुड़े होते हैं, जैसा कि चित्र 4.4 में दिखाया गया है। यह व्यवस्था वर्तमान को संपूर्ण वैकल्पिक चक्र के माध्यम से प्रत्यावर्ती आपूर्ति से सीधी विद्युत लाइनों में प्रवाहित करने में सक्षम बनाती है।

चक्र के एक आधे हिस्से के दौरान, एसी एसी लाइन 'ए' से सकारात्मक डीसी लाइन में रेक्टिफायर 3 से होकर प्रवाहित हो रहा है, और वर्तमान ऋणात्मक डीसी लाइन से एसी लाइन 'बी' में रेक्टिफायर 2 से बह रहा है। दूसरे आधे चक्र में, करेंट रेक्टिफायर 4 के माध्यम से एसी लाइन 'बी' से पॉजिटिव डीसी लाइन में प्रवाहित होती है, और करंट नेगेटिव डीसी लाइन से एसी लाइन ए में रेक्टिफायर 1 के माध्यम से प्रवाहित होती है।

इस प्रकार, पुल नेटवर्क का उपयोग करते हुए सुधार को पूर्ण-तरंग सुधार के रूप में जाना जाता है।

वैकल्पिक आपूर्ति के पूरे चक्र का उपयोग करते हुए, वर्तमान आपूर्ति को बारी-बारी से एकल चरण के पूर्ण-तरंग सुधार, निरंतर प्रत्यक्ष वर्तमान का उत्पादन नहीं करता है। यह बारी-बारी से आपूर्ति के आधे चक्र के अनुरूप आवेगों की एक श्रृंखला का उत्पादन करता है। प्रत्यक्ष वर्तमान आउटपुट का वोल्टेज हर वैकल्पिक चक्र में दो बार शून्य हो जाता है।

तीन चरण आपूर्ति सुधार:

तीन चरण की आपूर्ति को सुचारू करके एक चिकनी प्रत्यक्ष वर्तमान उत्पादन प्राप्त किया जा सकता है जो प्रत्यक्ष वर्तमान उत्पादन देता है जो लगभग स्थिर है। आउटपुट में आपूर्ति के हर चक्र में छह छोटी चोटियों से युक्त एक लहर होती है। नेटवर्क के माध्यम से वर्तमान पथ को आंकड़े में भी दिखाया गया है।

रेक्टिफायर: टाइप # 5. रेक्टिफायर ब्रिज का निर्माण:

सुधार के सिद्धांत धातु और पारा-चाप दोनों पर लागू होते हैं। फुल-वेव मेटल रेक्टिफायर्स को एक छड़ पर निर्मित चार या छह खंडों के साथ प्राप्त किया जा सकता है ताकि एक पुल नेटवर्क के लिए सभी सुधारक इकाइयां एक घटक में समाहित हो जाएं। सर्किट में दिए गए टर्मिनलों को सही बिंदुओं से जोड़ना आवश्यक है।

पारा-रेक्टिफायर के प्रकार कोयले की खानों में ज्यादातर इस्तेमाल किए जाते हैं, जिन्हें छह रेक्टिफायर ब्रिज से प्राप्त किया जाता है, तीन चरण की आपूर्ति से एक सही प्रत्यक्ष उत्पादन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस तरह के एक रेक्टिफायर में छह एनोड होते हैं, जो सभी पारे के एकल पूल से संचालित होते हैं।

सुधारक एक ट्रांसफार्मर के माध्यम से तीन चरण की आपूर्ति से जुड़ा होता है जिसमें डबल स्टार में छह प्राथमिक घुमाव जुड़े होते हैं जो एक छह चरण आपूर्ति प्रदान करता है। जब चाप बाहर निकाला जाता है, तो यह हमेशा एनोड में स्थानांतरित हो जाता है जो उस समय सबसे अधिक सकारात्मक होता है। इसलिए, यह प्रत्येक चक्र में एक बार प्रत्येक एनोड पर जाता है और वर्तमान में लगातार प्रवाहित होता है, हालांकि रेक्टिफायर।

रेक्टिफायर: टाइप # 6. आंतरिक सुरक्षा और रेक्टिफायर:

सर्किट के टूटने पर निकलने वाली ऊर्जा को डिस्चार्ज करने के लिए कुछ प्रकार के आंतरिक उपकरणों में रेक्टिफायर का उपयोग किया जाता है। एक विधि सर्किट के आगमनात्मक भाग के साथ समानांतर में एक आयताकार कनेक्ट करना है। रेक्टिफायर की ध्रुवीयता को व्यवस्थित किया जाता है ताकि यह निर्वहन के समय स्व-प्रेरित सर्किट के लिए कम प्रतिरोध पथ प्रदान करता है, लेकिन सामान्य ऑपरेटिंग सर्किट के लिए समानांतर पथ प्रदान नहीं करता है।

सावधान:

हालाँकि यह हमेशा याद रखा जाना चाहिए कि एक उच्च वोल्टेज परीक्षण, या एक उच्च वोल्टेज मेगर परीक्षण का उपयोग एक बर्गर या मेट्रो द्वारा कभी भी किसी भी सर्किट पर नहीं किया जाना चाहिए जिसमें धातु या अर्ध-कंडक्टर रेक्टिफायर होता है। सर्किट में एक रेक्टिफायर के साथ एक उच्च वोल्टेज परीक्षक के उपयोग से प्लेटों में एक उच्च वोल्टेज लागू हो सकता है और रेक्टिफायर टूट जाता है।

यह एहतियात विशेष रूप से महत्वपूर्ण है जब आंतरिक रूप से सुरक्षित या नियंत्रण सर्किट का परीक्षण किया जाता है।

यदि सर्किट में रेक्टिफायर टूट गया है, तो सर्किट सामान्य रूप से काम करना जारी रख सकता है, लेकिन यह असुरक्षित होगा और इसके निरंतर उपयोग से दुर्घटना हो सकती है। इसलिए, उच्च वोल्टेज परीक्षण करते समय, यह आवश्यक है कि रेक्टिफायर सर्किट को काट दिया जाए।