ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA LABORATORIO DE: ELECTRÓNICA DE POTENCIA PR
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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
LABORATORIO DE: ELECTRÓNICA DE POTENCIA
PREPARATORIO
Práctica: 8 Tema: CONVERSORES AC – AC Realizado por: Joseline Guadalupe Yanascual Espinosa
Grupo: GR2
Fecha de entrega: 2018 /06 /24
f. Recibido por:
Sanción:
Semestre:
Ene./Junio Ago/Dic.
LABORATORIO DE ELECTRÓNICA DE POTENCIA PRÁCTICA N°8 1. TEMA CONVERSORES AC – AC 2. DESARROLLO 2.1. Dimensionar cada uno de los elementos que forman parte del conversor AC-AC de la Figura 1. Considere como carga un foco de (100 W / 120V).
Ilustración 1: Convertidor AC AC
De acuerdo a la carga que se va a alimentar se utilizará IRF840, pues este soporta un voltaje de hasta 500 V. 2.2. Implementar el circuito de disparo para realizar el control tipo chopper de un conversor AC-AC monofásico mediante una señal PWM de aproximadamente 490Hz y relación de trabajo variable de 0,1 a 0,9.
Ilustración 2: Convertidor AC AC con control Chopper
CIRCUITO DE DISPARO
Ilustración 3: Circuito de disparo con relación de trabajo 0.1 a 0.9
Para 490Hz de frecuencia Con la relación de trabajo se obtiene las expresiones entre las resistencias para el generador PWM. 0.1 =
𝑅𝑎 𝑅𝑎 + 𝑅𝑏 + 𝑃
0.9 =
𝑅𝑎 + 𝑃 𝑅𝑎 + 𝑅𝑏 + 𝑃
Si Ra=Rb P=8Ra Asumo
𝐶1 = 0.01𝑢𝐹 𝐶2 = 50𝑛𝐹 1.44 (𝑅𝑎 + 𝑅𝑏 + 𝑃)𝐶2 1 1.44 𝑅𝑎 = ( − 𝑃) 2 𝑓𝐶2 1 1.44 𝑅𝑎 = ( − 𝑃) 2 490𝐻𝑧 50𝑛𝐹 𝑓=
𝑅𝑎 = 5.9𝑘Ω ≈ 5.6𝑘Ω 𝑃 = 45𝑘Ω Simulación circuito de control con relación de trabajo 0.9
2.3. Implementar el circuito de disparo para realizar el control de fase directo de un conversor AC-AC monofásico mediante una señal PWM sincronizada con la red y con variación del ángulo de disparo alfa entre 10° y 170°.
Ilustración 4: Convertidor AC AC con control de fase directo
CIRCUITO DE DISPARO
Ilustración 5: : Circuito de disparo con ángulo de disparo entre 10 y 170 grados y frecuencia 60Hz
Para ángulo de disparo de 10° 𝑡𝑑𝑖𝑠𝑝𝑎𝑟𝑜 ∗ 180° 𝑡 𝑡𝑑𝑖𝑠𝑝𝑎𝑟𝑜 10° = ∗ 180° 8.333𝑚𝑠 𝑡𝑑𝑖𝑠𝑝𝑎𝑟𝑜 = 444.44𝑚𝑠 444.444𝑢𝑠 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 = = 0.053 8.333𝑚𝑠 Para ángulo de disparo de 180° 𝑡𝑑𝑖𝑠𝑝𝑎𝑟𝑜 𝛼= ∗ 180° 𝑡 𝑡𝑑𝑖𝑠𝑝𝑎𝑟𝑜 170° = ∗ 180° 8.333𝑚𝑠 𝑡𝑑𝑖𝑠𝑝𝑎𝑟𝑜 = 7.867𝑚𝑠 7.867𝑚𝑠 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 = = 0.94 8.333𝑚𝑠 𝛼=
Para 60Hz de frecuencia Con la relación de trabajo se obtiene las expresiones entre las resistencias para el generador PWM.
Si Ra=Rb P=18Ra Asumo
𝐶1 = 0.01𝑢𝐹 𝐶2 = 1𝑢𝐹
0.05 =
𝑅𝑎 𝑅𝑎 + 𝑅𝑏 + 𝑃
0.94 =
𝑅𝑎 + 𝑃 𝑅𝑎 + 𝑅𝑏 + 𝑃
1.44 (𝑅𝑎 + 𝑅𝑏 + 𝑃)𝐶2 1 1.44 𝑅𝑎 = ( − 𝑃) 2 𝑓𝐶2 1 1.44 𝑅𝑎 = ( − 𝑃) 2 60𝐻𝑧 1𝑢𝐹 𝑓=
𝑅𝑎 = 1.2𝑘Ω 𝑃 = 21.6𝑘Ω Simulación circuito de control con relación de trabajo 0.054
2.4. Implementar el circuito de disparo, para realizar el control por ciclo integral de un conversor AC-AC monofásico mediante una señal PWM de 10 Hz de ciclo de trabajo variable entre 0,1 y 0,9. CIRCUITO DE DISPARO
Ilustración 5: Circuito de disparo con relación de trabajo 0.1 a 0.9
Para 490Hz de frecuencia Con la relación de trabajo se obtiene las expresiones entre las resistencias para el generador PWM.
Si Ra=Rb P=8Ra Asumo
𝐶1 = 0.01𝑢𝐹 𝐶2 = 10𝑢𝐹
0.1 =
𝑅𝑎 𝑅𝑎 + 𝑅𝑏 + 𝑃
0.9 =
𝑅𝑎 + 𝑃 𝑅𝑎 + 𝑅𝑏 + 𝑃
1.44 (𝑅𝑎 + 𝑅𝑏 + 𝑃)𝐶2 1 1.44 𝑅𝑎 = ( − 𝑃) 2 𝑓𝐶2 1 1.44 𝑅𝑎 = ( − 𝑃) 2 10𝐻𝑧 10𝑢𝐹 𝑓=
𝑅𝑎 = 1.4𝑘Ω ≈ 1.5𝑘Ω 𝑃 = 12𝑘Ω Simulación circuito de control con relación de trabajo 0.9
2.5. Simular en PSIM el circuito de potencia y control. Presentar formas de onda de voltaje, corriente en la carga y en la línea para las tres técnicas de control.
CONTROL TIPO CHOPPER VOLTAJE
CORRIENTE
CONTROL DE FASE DIRECTO VOLTAJE
CORRIENTE
CONTROL POR CICLO INTEGRAL VOLTAJE
CORRIENTE