Rectificador monofásico semicontrolado- electronica de potencia PDF

Title Rectificador monofásico semicontrolado- electronica de potencia
Author OSORIO GALVEZ JORGE MIGUEL
Course Ingeniería Electrónica
Institution Universidad Nacional del Callao
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Summary

potencia de un motor DC.Rectificador Monofásico SemicontroladoHendenmann Sulca Diego Armando, Osorio Gálvez Jorge Miguel, Guillen Peña Raúl Gonzalo, Torpoco Izquierdo André Marcel y Trujillo Zulueta Renato Ángelo [email protected], [email protected], [email protected], [email protected] , ...


Description

Universidad Nacional del Callao. Hendenmann Sulca, Osorio Gálvez, Guillen Peña, Torpoco Izquierdo, Trujillo Zulueta. Control de potencia de un motor DC.

Rectificador Monofásico Semicontrolado Hendenmann Sulca Diego Armando, Osorio Gálvez Jorge Miguel, Guillen Peña Raúl Gonzalo, Torpoco Izquierdo André Marcel y Trujillo Zulueta Renato Ángelo [email protected], [email protected], [email protected], [email protected] , [email protected] Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica – UNAC Escuela Profesional de Ingeniería Electrónica. Electrónica de Potencia Resumen: Los Rectificadores Semicontrolados monofásicos son un tipo de convertidor de un sólo cuadrante y tiene una misma polaridad de voltaje y de corriente de salida. Emplean en su configuración 2 ramas rectificadoras con un diodo y un tiristor SCR en cada una de ellas. El presente laboratorio busca un método de implementación para el circuito que nos permite variar el ángulo de disparo de los SCR. Palabras clave: SCR, puente rectificador, ángulo de disparo. I. INTRODUCCION

generación de rampa, comparación y disparo. Realizamos la prueba de cada uno de las etapas del control, así como del circuito de potencia. Uno de los objetivos de la práctica era verificar de manera experimental la operación del rectificador monofásico semicontrolado e identificar la forma de tensión cada uno de los elementos II.

MATERIALES Y METODOS

A. Equipos, materiales y herramientas utilizados Los materiales a utilizar dentro de la etapa de simulación son los siguientes:  2 Opamp IC LM339AD  Resistencias de 10K, 100K, 4.16K, 2.2K.  3 capacitores de 1uF  4 diodos BT151_500R  Potenciómetro de 100k  1 foco

Fig. 1. Semi convertidor en puente monofásico.

El circuito rectificador monofásico semicontrolado que se muestra en la figura 1, permite variar la componente de la tensión de salida en función del troceado producido por una pareja de tiristores de acuerdo con el ángulo de fase de disparo de los mismos.

Dentro de las herramientas necesarias de monitoreo usadas en la simulación están:    

Osciloscopio Fuente variable de poder DC PROTEUS Multisim

B. Esquemas

En nuestra práctica implementamos el sistema de gobierno de los tiristores necesario que incluyó la sincronización (detección de cruce por cero),

Informe Final de práctica de laboratorio de Electrónica de Potencia I. Profesor del curso: MSc. Ing. Russell Córdova Ruiz

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cambio de polaridad a la salida del Opamp de la primera etapa. Para su cálculo se consideró que la constante de carga debe ser menor o igual a ¼ del periodo del voltaje del generador, por tanto, sería equivalente a 1/240.

Fig. 2. Circuito de control de ángulo de disparo de SCR.

Los esquemas mostrados nos muestran el circuito utilizado a implementar en la experiencia. La figura 2 muestra el circuito de control de ángulo de disparo de SCR y la figura 3 nos muestra el puente rectificador semicontrolado cuyo elemento de carga es una resistencia.

Fig 4. Referencia de tiempo de carga igual a ¼ del periodo

Cálculos:

T T



1 f 1

4

4  60 



1 0.00416 240

Siendo la constante Tao equivalente: Fig. 3 Circuito implementado a implementar

C. Procedimiento Se realizaron algunos cambios al circuito original de control de ángulo de disparo, se hace mención de las modificaciones realizadas a continuación: Constante de carga del condensador Debido a que se trabaja con una fuente alterna de 60 Hz de frecuencia, es necesario comprobar que nuestro capacitor tenga un tiempo de carga suficiente que le permita cargarse y descargarse antes de que ocurra el

 RC Asumiendo capacitor:

un valor

de 1uF

del

  RC 0.00416  R (1uF ) R  4.16k Otro elemento de guía es considerar que el tiempo total necesario para carga un condensador es de 5 veces Tao mientras que, a un valor de 1 Tao, su voltaje final de carga es equivalente al 63% del voltaje de suministro.

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sobrepase el voltaje de referencia, el voltaje a la salida del OpAmp cambiará su voltaje de polarización.

Fig 5. Gráfica de carga de capacitor según constante de tiempo

Adicional a ello se realizó la adición de un diodo Zener en paralelo para suprimir picos de voltaje por cambio de polaridad en los amplificadores operacionales. Con estas consideraciones, la etapa del condensador quedaría de la siguiente forma:

Fig 6. Etapa de capacitor y resistencia

Fig 8. Salida de los comparadores

Conexión con los SCR Procedemos a realizar la conexión con el puente de diodos semicontrolados, obteniendo las siguientes gráficas de salida.

Fig 9. Angulo de disparo al 100%

Se procede a verificar el voltaje en la segunda etapa del comparador entre el voltaje de carga del capacitor y el voltaje a la salida del potenciómetro.

Fig 10. Angulo de disparo al 50%

De igual forma se presenta para un ángulo de disparo próximo a anular el voltaje de salida. Fig 7. Comparación de voltaje de referencia y carga de capacitor

La salida del potenciómetro permite controlar el ángulo de disparo de los SCR, este nivel se compara con el voltaje de carga del condensador, por lo que, cada vez que el voltaje de carga Informe Final de práctica de laboratorio de Electrónica de Potencia I. Profesor del curso: MSc. Ing. Russell Córdova Ruiz

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Se procedió a verificar que el circuito controla de forma casi exacta el ángulo de disparo de nuestros SCR. Existe un pequeño margen de diferencia entre el valor del potenciómetro y el ángulo de disparo esperado en el SCR. Fig 11. Angulo de disparo al 5%

III. DISEÑO DE TARJETA

A continuación, se muestra el diseño implementado a través de la herramienta de proteus para previsualizar el modelo final de la tarjeta.

Fue necesario ajustar los valores de la fuente de alimentación en algunos puntos del circuito para obtener un menor recorrido del potenciómetro. V.

REFERENCIAS

[1]. Muhammad Rashid; Electrónica de potencia, circuitos, dispositivos y aplicaciones; Prentice Hall, E.E.U.U 1995. [2]. Machorro Viñas José Fernando; Estudio de balastros electrónicos para el ahorro de la energía; universidad de las Américas de Puebla, otoño 2003. [3]. W. Elenbass; Fluorescent lamps and lighting; MacMillan. 2da. Edicion 1971. [4]. A. Calleja. M. Alonso, E. Lopez; Analysis and experimental results of a single-stange highpower-factor electronic ballast base don flyback converter; IEEE. Trans. Power Electron, vol 14, pp.998-1006, Nov. 1999.

Fig 12. Modelo 3D de placa

Se ha considerado el uso de borneras simples para la conexión de las fuentes de alimentación. De igual manera el uso de la bornera nos permitirá conectar el sócate para la adición de un foco.

Fig 13. Vista de las pistas del circuito

IV. RESULTADOS y CONCLUSIONES

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