UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA

FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA

INFORME N.-5 LABORATORIO ELECTRONICA DE POTENCIA

TEMA: RECTIFICADOR MONOFASICO DE ONDA COMPLETA CONTROLADA EN CIRCUITO RL

Autor: Velasco Salazar Andrés Fernando

avelasco@est.ups.edu.ecferavs_tska@hotmail.com

ABSTRACT: In this lab we will conduct a trigger pulse to the SCR, which generate me a single phase full wave rectifier but controlled the firing of the SCR, in the first part we will set about shooting angles with resistive and inductive load and view waveforms with an instrument (oscilloscope), in the second part we will make an ac single phase fully controlled resistive load first and then inductively in order to view the output waveforms with an oscilloscope voltage driver circuit.

KEYWORD.- Inductive load, thyristor SCR, firing angle, inductive pulse.

I.- INTRODUCCION

Lo que tenemos a continuación es un informe sobre la práctica del laboratorio de electrónica de potencia, el título de la práctica es rectificador monofásico de onda completa totalmente controlada en circuito RL, mediante el pulso de disparo y rectificador de onda completa usando un S.C.R., se empezará con un marco teórico acerca del S.C.R. su ángulo de disparo y rectificadores de onda completa, además de un circuito controlador de voltaje AC monofásico totalmente controlado utilizando 2 SCR, luego pasaremos al procedimiento en donde podrá encontrar los materiales usados y ,o que se hizo en la práctica con sus respectivas fotos, luego los resultados en donde tendremos las fotos de las formas de onda de salida y finalmente tendremos las conclusiones y recomendaciones en donde se pondrá lo más relevante con respecto a esta práctica.

II.- MARCO TEÓRICO

Tiristor

El tiristor es un componente constituido por elementos semiconductores que utiliza realimentación interna para producir una conmutación. Son dispositivos unidireccionales porque solamente transmiten la corriente en un único sentido. Se emplea generalmente para el control de potencia eléctrica.

El dispositivo consta de un ánodo y un cátodo, donde las uniones son de tipo PNPN entre los mismos. Por tanto se puede modelar como 2 transistores típicos PNP y NPN, por eso se dice también que el tiristor funciona con tensión realimentada. Se crean así 3 junturas (denominadas J1, J2, J3 respectivamente), el terminal de puerta está conectado a la unión J2 (unión NP).

Algunas fuentes definen como sinónimos al tiristor y al rectificador controlado de silicio (SCR)

Activación Del Tiristor

Un tiristor se activa incrementando la corriente del ánodo. Esto se puede llevar a cabo mediante una de las siguientes formas:

ALTO VOLTAJE. Si el voltaje directo ánodo a cátodo es mayor que el voltaje de ruptura directo VBO, fluirá una corriente de fuga suficiente para iniciar una activación regenerativa. Este tipo de activación puede resultar destructiva por lo que se debe evitar.

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CORRIENTE DE COMPUERTA: Si un tiristor está polarizado en directa, la inyección de una corriente de compuerta al aplicar un voltaje positivo de compuerta entre la compuerta y las terminales del cátodo activará al tiristor. Conforme aumenta la corriente de compuerta, se reduce el voltaje de bloqueo directo, pudiendo llegar a activarse.

TERMICA: Si la temperatura de un tiristor es alta habrá un aumento en el número de pares electrón-hueco, lo que aumentará las corrientes de fuga. Este aumento en las corrientes hará que a1 y a2 aumenten. Debido a la acción regenerativa (a1 + a2) puede tender a la unidad y el tiristor pudiera activarse. Este tipo de activación puede causar una fuga térmica que por lo general se evita. [3]

Rectificador Monofásico De Onda Completa Controlada

Se utilizan 4 tiristores para obtener un control completo sobre el puente rectificador, el Angulo de disparo, es el intervalo angular entre la polarización directa del tiristor y la aplicación de la señal de puerta, si el Angulo es cero el circuito se comporta como un rectificador no controlado.

Fig1. Rectificador monofásico de onda completa controlada [1]

Controlador Monofasico Bidireccional

Durante el semiciclo de voltaje de entrada, se controla el flujo de potencia variando el ángulo de retraso del tiristor T1; el tiristor T2 controla el flujo de potencia durante el semiciclo de voltaje de entrada.  Los pulsos de disparo de T1 y T2 se conservan a 180º uno del otro.

Fig2.- Controlador monofásico onda completa. [2]

III.- MATERIALES

EXPERIMENTO 2-4

Transformador de aislamiento Juego de fusibles Juego de Tiristores x 2 Medidor RMS Suministro de potencia DC Amplificador diferencial Unidad de carga resistiva Unidad de carga inductiva Transductor de corriente Generador variable de referencia Controlador de ángulo de fase 3Φ Osciloscopio de almacenamiento dig. Cables de conexión y enchufes de

puenteo

EXPERIMENTO 2-5

Transformador de aislamiento Juego de fusibles Juego de tiristor Medidor RMS Amplificador diferencial Unidad de carga resistiva Unidad de carga inductiva Transductor de corriente Suministro de potencia DC Generador variable de referencia Controlador de ángulo de fase de 3ø Osciloscopio de almacenamiento dig. Cables de conexión y enchufes de

puenteo

IV.- PROCEDIMIENTO

EXPERIMENTO 2-3

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EL RECTIFICADOR MONOFÁSICO DE MEDIA ONDA CONTROLADO.

Para realizar esta práctica debemos colocar todos los materiales que necesitamos en la mesa de trabajo, después debemos configurar los controles de la siguiente manera:

1. Colocar el interruptor de encendido del transformador de aislamiento y el de suministro de potencia DC en posición apagado.

2. La perilla de control V de referencia debe estar en la posición 0 %.

3. En el controlador de ángulo de fase de 3ø coloque alfa mí = 0o y alfa max = 180o

Para las conexiones de los tableros nos guiaremos de la figura 1:

Fig3. Diagrama de conexión

Una vez realizada estas conexiones debemos colocar el osciloscopio donde usaremos tanto el canal CH1 como el canal CH2, Finalmente el armado de esta práctica nos queda de la siguiente manera como se presenta en la figura 2.

Fig4. Formas de onda obtenidas a la salida

La figura 4 muestra la rectificación de onda completa controlada solo con carga de tipo resistiva por ende no se observa el sobre pulso

inductivo, se va variando el Angulo de disparo en este caso el Angulo menor de 90.

Fig5. Conexión del circuito rectificador.

Con carga Inductiva y resistiva

Fig6. Formas de onda obtenidas a la salida

La figura 6 muestra la rectificación de onda completa controlada solo con carga de tipo resistiva e inductiva por ende se observa el sobre pulso inductivo, se va variando el Angulo de disparo en este caso el Angulo mayor a de 90.

Fig7. Formas de onda obtenidas a la salida

La figura 7 muestra la rectificación de onda completa controlada solo con carga de tipo resistiva e inductiva por ende se observa el sobre pulso inductivo, se va variando el Angulo de disparo en este caso el Angulo menor a de 90.

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Fig8. Conexión del circuito rectificador carga

RL y alfa 85.

La figura 8 muestra la conexión del circuito RL con un Angulo de disparo de 85 grados, obteniendo las formas onda mostradas en la figura 7.

EXPERIMENTO 2-4

CONTROLADOR MONOFÁSICO BIDIRECCIONAL

Para realizar esta práctica debemos colocar todos los materiales que necesitamos en la mesa de trabajo, Para las conexiones de los tableros nos guiaremos de la figura 3:

Fig3. Diagrama de conexión

Una vez realizada las conexiones ajuste la perilla del generador variable de referencia hasta un ángulo de disparo de 90o, configure los interruptores de selección, coloque los canales CH1 y CH2 para observar las formas de onda que nos va a dar en esta práctica.

Los interruptores de selección (SW2) debemos colocarlo AC+DC/AC y el interruptor (SW1) colocaremos en RMS/AV del medidor RMS, para esta práctica debemos medir el voltaje de salida cuando el ángulo de disparo es alfa = 0o, 30 o, 60 o, 120 o, 150 o y 180 o, en esta práctica

conectaremos una carga resistiva y nos queda nuestro circuito armado de la siguiente manera:

Fig4. conexión con carga resistiva

Fig6. Formas de onda obtenidas a la salida tanto

antes de 90 y después de 90 grados respectivamente

También tendremos un circuito con carga resistiva e inductiva como se muestra en la figura 5:

Fig7. Diagrama de conexión con carga resistiva e inductiva

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Fig7. Formas de onda obtenidas a la salida con

alfa menor a 90 es decir 70

Fig8. Formas de onda obtenidas a la salida con

alfa igual a 90

Fig9. Formas de onda obtenida a la salida con

alfa mayor a 90 es decir 130 grados.

Fig10. Angulo de disparo de 130 en circuito RL

Las figuras 8, 9 y 10 muestran las formas de onda tanto en disparos de antes de 90 grados en 90 grados y después de 90 grados, lo que permite determinar sus diferencias y observar el sobre pulso inductivo característico de la carga RL.

CONCLUSIONES

El ángulo de disparo caracteriza a la onda rectificada, ya que hace que el circuito tenga más zona de trabajo.

Los ángulos de disparo para activar al SCR pueden variar en un rango determinado, y eso nos ayuda a ver en qué momento el SCR comienza a conducir y trabajar.

Si en el Angulo de disparo es igual a 0 se convierte en un circuito rectificador no controlado de onda completa

RECOMENDACIONES Seguir lo que dice la guía y/o preguntar

al encargado del laboratorio al momento de hacer mediciones o antes de encender.

Usar el equipo de protección personal es importante porque nos ayuda a evitar accidentes.

BIBLIOGRAFIA

[1] Y. Cevallos, “ESTUDIO DE RECTIFICADORES CONTROLADOS”2001 [En línea] Disponible en: http://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/3026/1/5543.pdf

[2] L. Toapanta, “CONTROLADORES DE VOLTAJE”, 2005, [En línea] Disponible en: http://cesarpfc.50webs.com/c5.htm

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