Repblica Bolivariana de VenezuelaUniversidad Nacional Experimental PolitecnicaAntonio Jos de SucreVice-Rectorado Puerto Ordaz

Practica de Laboratorio de Electronica de Potencia II

Profesor: Bachilleres:

Carlos Mijares Millan Juan C.I. 19.095.922 Rojas Alcides C.I. 19.302.520 Pastrano Antonio C.I. 20.805.362 Salazar Ral C.I.

Ciudad Guayana, Agosto del 2015INTRODUCCION.

La electrnica de potencia es la rama de la ingeniera elctrica que consigue adaptar y transformar la electricidad, con la finalidad de alimentar otros equipos, transportar energa, controlar el funcionamiento de mquinas elctricas; su principal objetivo es el procesamiento de energa con la mayor eficiencia posible. La electrnica de potencia utiliza una serie de dispositivos semiconductores de potencia los cuales derivan del diodo o el transistor desarrollados para distintas aplicaciones, entre estos se encuentran:

Diodos Tiristores Rectificador controlado de silicio (SCR) Triac IGBT IGCT Bobinas y condensadores

Los rectificadores trifsicos se utilizan normalmente en la industria para generar tensin y corrientes continuas para grandes cargas. Para las tensiones aplicadas al circuito rectificador solo puede conducir un tiristor a la vez en la mitad superior del puente (T1, T3, T5), en ese estado de LABORATORIO DE ELECTRONICA conduccin el tiristor tendr su nodo conectado a la tensin de fase de mayor valor en ese instante, en la parte inferior del puente tambin conduce un solo tiristor( T4, T6, T2) a la vez que tendr su ctodo conectado a la tensin de fase de menor valor en ese instante, ejemplo: no podrn conducir simultneamente T1 y T4 o T3 y T6. La tensin de salida en la carga es una de las tensiones de lnea del generador, por ejemplo: cuando T1 y T6 conducen la tensin de salida es R-S. La tensin de salida de mayor valor instantnea determinara los tiristores que estn en conduccin. Existen 6 combinaciones de tensiones de lnea (tres fases combinadas de dos en dos), si consideramos que un periodo del generador son 360, la transicin de la tensin de lnea de mayor valor deber producirse cada 360/6=60.

OBJETIVO GENERAL: Analizar el funcionamiento de un Convertidor Trifsico Controlado de Onda Completa.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

1. Observar y medir con el osciloscopio las formas de Onda de las tensiones de fase y de lnea que alimentan al Convertidor (Vrms y Vpico.)

2. Con carga RL mida los valores de Voltaje y Corriente promedio de salida para diferentes angulos 0, 30, 60 y 90 y compare con los valores tericos esperados. (observe como se desplaza el pulso de disparo de los tiristores al variar el angulo).

3. Observe y grafique la forma de onda de la corriente y el voltaje de salida del puente rectificador. para cada uno de los angulos anteriores.

4. Observar y medir la Tensin nodo Ctodo Vak en los tiristores y saque sus conclusiones.

5. Tambin observe la forma de onda de la corriente (mida el valor dc) y voltaje al variar R (100%, 50%, 25%)y al variar L (Max, med, 0).

6. Observar en el osciloscopio y grafique la forma de onda del voltaje y la corriente en la fase R, para ngulos de disparo de 0, 30 y 60. Saque sus conclusiones.

7. Observe (utilizando el osciloscopio) la conmutacin entre dos ramas (T1 y T3) y como varia el Angulo de solapamiento para ngulos de disparo de 0, 45 y 90.

8. En la experiencia anterior vare el valor de R de mx. a 25% para variar la corriente y observe que pasa con el Angulo de solapamiento.

9. Observe y mida el tiempo de apagado Tq del tiristor.

MATERIALES Y EQUIPOS USADOS *MODULO 013: Interruptor con fusibles y rel trmico. *MODULO 809: Interruptor para Transformador con contactos de retardo (A) y Supresin de Pulsos (B) *MODULO 801: Transformador con doble devanado en primario y secundario 208 / 120 V *MODULO 802: Unidad de Disparo de 6 Pulsos *MODULO 803: Modulo de 6 SCRs. *VOLTIMETRO DIGITAL.

SCR (Silicon Controlled Rectifier)

Es un tipo de tiristor formado por cuatro capas de material semiconductor con estructura PNPN o bien NPNP. El nombre proviene de la unin de Tiratrn (tyratron) y Transistor. Un SCR posee tres conexiones: nodo, ctodo y gate (puerta). La puerta es la encargada de controlar el paso de corriente entre el nodo y el ctodo. Funciona bsicamente como un diodo rectificador controlado, permitiendo circular la corriente en un solo sentido. Mientras no se aplique ninguna tensin en la puerta del SCR no se inicia la conduccin y en el instante en que se aplique dicha tensin, el tiristor comienza a conducir. Trabajando en corriente alterna el SCR se desexcita en cada alternancia o semiciclo. Trabajando en corriente continua, se necesita un circuito de bloqueo forzado, o bien interrumpir el circuito. El pulso de conmutacin ha de ser de una duracin considerable, o bien, repetitivo si se est trabajando en corriente alterna. En este ltimo caso, segn se atrase o adelante el pulso de disparo, se controla el punto (o la fase) en el que la corriente pasa a la carga. Una vez arrancado, podemos anular la tensin de puerta y el tiristor continuar conduciendo hasta que la corriente de carga disminuya por debajo de la corriente de mantenimiento.

La Conmutacin

Se define como conmutacin, al paso de una corriente I de una rama a otra donde ambas ramas conducen simultneamente. Tensin de Conmutacin En los sistemas de conmutacin por red, la tensin de conmutacin uk(t), es una tensin alterna senoidal que resulta de la diferencia de dos fases de conmutacin mutua. Su valor eficaz ser dado por la ecuacin:

Angulo de Solapamiento () Es el ngulo durante el cual dos ramas relevadoras conducen la corrientesimultneamente. La conmutacin termina cuando i1(t) se hace cero.

Angulo de Apagado ()

Es funcin de la respuesta dinmica del semiconductor en su curva de apagado y establece que un voltaje inverso debe ser aplicado por lo menos durante un tiempo mayor a tq para garantizar el bloqueo del dispositivo.

> tq donde tq es el tiempo de apagado y tq = trr + tgr

El tiempo de apagado Th, se expresar en grados elctricos y por razones de seguridad se establecer entre 1,5 y 2,0 veces tq se denominar con la letra griega .

1,5 tq 2 tq

Angulo de Avance ()

Es el mximo ngulo de disparo al que se puede controlar el convertidor sin producir fallas de conmutacin. Por lo tanto:

Desarrollo de la prctica:

1) Observar y medir con el osciloscopio las formas de Onda de las tensiones de fase y de lnea que alimentan al Convertidor (Vrms y Vpico.)

Con carga RL mida los valores de Voltaje y Corriente promedio de salida para diferentes angulos 0, 30, 60 y 90 y compare con los valores tericos esperados. (observe como se desplaza el pulso de disparo de los tiristores al variar el angulo).

Angulo ()Tensin (V)Corriente (A)

0157.141.6

30130.91.2

6079.920.8

9000.4

Para un ngulo de disparo de 0Tericamente:

Vdc= 1,35*Vl*Il cos 1,35 120 cos(0) = 160

Para un ngulo de disparo de 30Tericamente:

Vdc= 1,35*Vl*Il cos 1,35 120 cos(30) = 140.29

Para un ngulo de disparo de 0Tericamente:

Vdc= 1,35*Vl*Il cos 1,35 120 cos(60) = 81

Para un ngulo de disparo de 90Tericamente:

Vdc= 1,35*Vl*Il cos 1,35 120 cos(90) = 0

los valores tericos y los valores prcticos obtenidos, en ciertosngulos de disparo, no son parecidos, debido a que en el mdulo, donde se ajustaba el disparo, la perilla esta desajustada, es decir donde se colocaba 30, realmente es otro valor, por ende, los clculos presentan desigualdad, pero en la realidad, debera corresponder o por lo menos tener un valor cercano, estos dos datos, es decir, el error es pequeo.

Observe y grafique la forma de onda de la corriente y el voltaje de salida del puente rectificador. para cada uno de los angulos anteriores.

Corriente para 0 Corriente para 30

Corriente para 30

Corriente para 60

Corriente para 90LABORATORIO DE ELECTRONICA DE POTENCIA II

Grficas de los voltajes:

Voltaje para 30

Voltaje para 60

Voltaje para 90

Observar y medir la Tensin nodo Ctodo Vak en los tiristores y saque sus conclusiones.

Tambin observe la forma de onda de la corriente (mida el valor dc) y voltaje al variar R (100%, 50%, 25%)y al variar L (Max, med, 0).

Observar en el osciloscopio y grafique la forma de onda del voltaje y la corriente en la fase R, para ngulos de disparo de 0, 30 y 60. Saque sus conclusiones.

Observe (utilizando el osciloscopio) la conmutacin entre dos ramas (T1 y T3) y como varia el Angulo de solapamiento para ngulos de disparo de 0, 45 y 90.

En la experiencia anterior vare el valor de R de mx. a 25% para variar la corriente y observe que pasa con el Angulo de solapamiento.

Observe y mida el tiempo de apagado Tq del tiristor.