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• Willy Luque Bautista

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Electrónica de potencia CÓDIGO AE5010

LABORATORIO N° 04 “Rectificador trifásico no controlado ”

1. Luque Bautista, WillyEduardo 2. Morocco Hancco, Joel Angel

Alumno (os):

3. Vilca Lima, Luis André Grupo

:

D

Semestre

:

5

Fecha de entrega

: 09

Profesor: Huarca Quispe, Jorge Leonardo 05 19

Hora:

Nota:

ELABORACION DE ATS :

Rectificador trifásico no controlado

TAREA:

ALUMNOS (Apellidos y Nombres)

2. Morocco Hancco, Joel Ángel 3. Vilca Lima, Luis André

X

TALLER

AMBIENTE

G5

SESION Nº

04

03

05

2019

DIA

MES

AÑO

EQUIPO DE TRABAJO

MESA 06

FIRMA FIRMA FIRMA

1. Luque Bautista, Willy Eduardo

X

LABORATORIO

FIRMA

Ing. Jorge HUARCA

FIRMA FIRMA FIRMA

DOCENTE:

FECHA

ANALISIS DE TRABAJO SEGURO (ATS)

X

X

CARACTERISTICAS DE EQUIPOS Y HERRAMIENTAS ………….………….………….………….………….………….………….………….………….………….………….…………. ………….………….………….………….………….………….………….………….………….………….………….…………. ………….………….………….………….………….………….………….………….………….………….………….…………. ………….………….………….………….………….………….………….………….………….………….………….…………. ………….………….………….………….………….………….………….…………..………….………….………….…………. ………….………….………….………….………….………….………….………….………….………….………….…………. ………….………….………….………….………….…………………………………………………………..……………….…… …….………….………….………….………….………………………………………………………………………………...

OTROS RIESGOS

PASOS DE LA TAREA

MEDIDAS DE CONTROL

(ESPECIFICAR PARA CADA CASO)

1 Indicaciones del docente 2 Recepción de la llave del modulo 3 Armado del circuito rectificador de media 4 5 6 7 8 9 10 11 12

onda Revisión del circuito montado Toma de datos del circuito montado Desmontaje del circuito de rectificador Montaje del circuito resistivo y diodo volante. Revisión del circuito Toma de datos del circuito montado Desmontaje dl circuito de TRIAC Devolución de la llave del modulo Orden y limpieza.

Distracciones X X X X X X

X X X X X X X X X

Prestar atención al docente encargado. Caminar por lugares seguras Armar ordenadamente sin saltarse los pasos

X

Pedir la revisión del docente antes de energizar el circuito. Tomar los datos adecuadas del circuito montado. Apagar primero para quitar las conexiones del circuito armado. Armar el circuito de forma ordenada. Pedir la revisión del docente antes de energizar el circuito. Registrar os datos comprendidos y adecuados. Apagar el circuito comunicando para desmontar Caminar por lugares seguras Dejar el área de trabajo limpio y ordenado.

ELECTRÓNICA DE POTENCIA Tema:

Rectificador trifásico no controlado

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5 D

ÍNDICE I.

OBJETIVOS ......................................................................................................................................... 3

II. EQUIPO Y MATERIALES A UTILIZAR ............................................................................................ 3 III.

INTRODUCCIÓN TEÓRICA ........................................................................................................... 4

IV.

PROCEDIMIENTO .......................................................................................................................... 5

PARTE 1. RECTIFICADOR TRIFÁSICO NO CONTROLADO DE 3 PULSOS CON CARGA RESISTIVA ............................................................................................................................................. 5 PARTE 2. RECTIFICADOR TRIFÁSICO NO CONTROLADO DE 3 PULSOS CON CARGA RESISTIVA E INDUCTIVA ................................................................................................................. 13 PARTE 3. RECTIFICADOR TRIFÁSICO NO CONTROLADO DE 6 PULSOS CON CARGA RESISTIVA ........................................................................................................................................... 17 PARTE 4. RECTIFICADOR TRIFÁSICO NO CONTROLADO DE 6 PULSOS CON CARGA RESISTIVA E INDUCTIVA ................................................................................................................. 25 V. OBSERVACIONES. ........................................................................................................................... 28 VI.

CONCLUSIONES. .......................................................................................................................... 28

VII.

INVESTIGACIÓN .......................................................................................................................... 29

ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1: EQUIPOS Y MATERIALES ......................................................................................................... 3 Tabla 2: Tabla de valores medidos y calculados ........................................................................................ 10 Tabla 3: Cálculos realizados ...................................................................................................................... 10 Tabla 4:Tabla de valores medidos y calculados en Vl ................................................................................ 11 Tabla 5: CÁLCULOS REALIZADOS ....................................................................................................... 12 Tabla 6: Tabla de valores medidos en la carga .......................................................................................... 15 Tabla 7: Tabla de valores medidos y calculados ........................................................................................ 22 Tabla 8: Cálculos realizados ...................................................................................................................... 22 Tabla 9: Tabla de valores medidos y calculados en el circuito de salida Vl ............................................... 23 Tabla 10: CÁLCULOS REALIZADOS...................................................................................................... 24 Tabla 11: Tabla de valores medidos en la carga ........................................................................................ 27

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Rectificador trifásico no controlado

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5 D

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES Ilustración 1:MATERIALES ....................................................................................................................... 3 Ilustración 2: RECTIFICADOR TRIFÁSICO NO CONTROLADO DE 3 PULSOS CON CARGA RESISTIVA ................................................................................................................................................. 5 Ilustración 3:Rectificador trifásico no controlado de 3 pulsos .................................................................... 5 Ilustración 4:Tensión de entrada y tensión de salida del rectificador .......................................................... 6 Ilustración 5:Corriente de entrada y corriente de salida del rectificador..................................................... 6 Ilustración 6: La corriente de entrada que pasa en dos diodos .................................................................... 7 Ilustración 7: Tensión media y eficaz en la salida del rectificador .............................................................. 7 Ilustración 8: Potencia en la salida del rectificador .................................................................................... 8 Ilustración 9: La tensión en uno de los diodos ............................................................................................ 8 Ilustración 10: Grafica de datos a calcular y medir ..................................................................................... 9 Ilustración 11: RECTIFICADOR TRIFÁSICO NO CONTROLADO DE 3 PULSOS CON CARGA RESISTIVA E INDUCTIVA ..................................................................................................................... 13 Ilustración 12: Tensión de entrada y tensión de salida del rectificador ..................................................... 13 Ilustración 13: Corriente de entrada y corriente de salida del rectificador................................................ 14 Ilustración 14: Tensión media y eficaz de salida del rectificador .............................................................. 14 Ilustración 15: Grafica de datos a calcular y medir ................................................................................... 15 Ilustración 16: RECTIFICADOR TRIFÁSICO NO CONTROLADO DE 6 PULSOS CON CARGA RESISTIVA ............................................................................................................................................... 17 Ilustración 17: Rectificador trifásico no controlado de 6 pulsos ............................................................... 17 Ilustración 18: Tensión de entrada (considerar la señal entre L-N) y tensión de salida del rectificador ... 18 Ilustración 19: Tensión de entrada (considerar la señal entre L-L) y tensión de salida del rectificador ... 18 Ilustración 20: Corriente de entrada y corriente de salida del rectificador................................................ 19 Ilustración 21: La corriente de entrada que pasa en dos diodos ................................................................ 19 Ilustración 22: Tensión media y eficaz de salida del rectificador .............................................................. 20 Ilustración 23: Potencia en la salida del rectificador ................................................................................ 20 Ilustración 24: La tensión en uno de los diodos ........................................................................................ 21 Ilustración 25: RECTIFICADOR TRIFÁSICO NO CONTROLADO DE 6 PULSOS CON CARGA RESISTIVA E INDUCTIVA ..................................................................................................................... 25 Ilustración 26: Tensión de entrada y tensión de salida del rectificador ..................................................... 25 Ilustración 27: Corriente de entrada y corriente de salida del rectificador ................................................ 26 Ilustración 28: Tensión media y eficaz de salida del rectificador .............................................................. 26

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Rectificador trifásico no controlado

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5 D

I. OBJETIVOS  Entender el funcionamiento del rectificador trifásico no controlado de 3 pulsos con carga resistiva e inductiva.  Entender el funcionamiento del rectificador trifásico no controlado de 6 pulsos con carga resistiva e inductiva  Medir y calcular los valores medio, eficaz y los parámetros de calidad de un rectificador no controlado. II. EQUIPO Y MATERIALES A UTILIZAR    

Módulo de Electrónica de Potencia. Un multímetro digital. Un osciloscopio digital. Conectores. Tabla 1: EQUIPOS Y MATERIALES

Cajón ... A puentes U negras puentes U azules puentes U rojos puentes H negras bananas rojas bananas azules Conector DIN 7 (osciloscopio) Circuitos de conexión Adaptador USB a RS-232 Cable USB (extensión) Cable RS-232

Cantidad

16 02 02 10 04 04 01 12 01 01 01

Cajón ...B bananas color negro pequeño bananas color negro mediano bananas color negro grande bananas color plomo bananas color café bananas color verde bananas color verde – amarillo Fusibles en buen estado Fusibles en mal estado

Ilustración 1:MATERIALES

Cantidad

08 08 04 04 04 04 04 04 00

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Rectificador trifásico no controlado

III. INTRODUCCIÓN TEÓRICA RECTIFICADOR TRIFASICO DE 3 PULSOS

Figura 1 RECTIFICADOR TRIFASICO DE 6 PULSOS

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IV. PROCEDIMIENTO PARTE 1. RECTIFICADOR TRIFÁSICO NO CONTROLADO DE 3 PULSOS CON CARGA RESISTIVA

Ilustración 2: RECTIFICADOR TRIFÁSICO NO CONTROLADO DE 3 PULSOS CON CARGA RESISTIVA

1. Armar el circuito mostrado en la figura 3, considerando en el circuito la utilización de fusibles, así como las resistencias para medir la corriente de entrada y salida (Considerar solo la carga resistiva). La conexión se realizará desde el secundario del transformador. Utilizar como tensión de línea a neutro 47V.

Ilustración 3:Rectificador trifásico no controlado de 3 pulsos

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Rectificador trifásico no controlado

2. Graficar las formas de onda de las siguientes magnitudes:  Tensión de entrada y tensión de salida del rectificador

Ilustración 4:Tensión de entrada y tensión de salida del rectificador



Corriente de entrada y corriente de salida del rectificador

Ilustración 5:Corriente de entrada y corriente de salida del rectificador

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ELECTRÓNICA DE POTENCIA Tema: 

Rectificador trifásico no controlado La corriente de entrada que pasa en dos diodos

Ilustración 6: La corriente de entrada que pasa en dos diodos



Tensión media y eficaz en la salida del rectificador

Ilustración 7: Tensión media y eficaz en la salida del rectificador

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ELECTRÓNICA DE POTENCIA Tema: 

Rectificador trifásico no controlado Potencia en la salida del rectificador

Ilustración 8: Potencia en la salida del rectificador



La tensión en uno de los diodos

Ilustración 9: La tensión en uno de los diodos

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Responder ¿Cómo es la frecuencia en la salida del rectificador con respecto a la entrada? Su frecuencia va en un solo sentido, mientras que en la entrada ya que es alterna es variable, por lo tanto, toma datos positivos como negativos. ¿Qué diferencia hay entre la tensión media y la eficaz en la carga? La diferencia es mínima ya que son parecidas, pero no idénticas. ¿Cómo es la relación entre la corriente de entrada y salida del rectificador? Los rectificadores utilizan dispositivos semiconductores que funcionan como interruptores para poder así modificar la tensión de salida. Los dispositivos utilizados son el diodo y atendiendo a estos interruptores utilizados se puede distinguir a los rectificadores con diodos o rectificadores no controlados, no permiten variar la relación entre la tensión alterna de entrada y la continua de salida, por lo tanto, esta relación es constante. ¿Cuál es el VRRM en los diodos? El VRRM es la tensión inversa máxima, vendría hacer la parte negativa pico de la tensión de entrada.

EXTRAS

Ilustración 10: Grafica de datos a calcular y medir

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Rectificador trifásico no controlado

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3. Completar la tabla que se muestra a continuación. Tabla 2: Tabla de valores medidos y calculados

Udc

Valor teórico en lado de carga 54 V

Valor medido en el lado de carga 54.97 V

Error relativo (%) 1.76 %

Uac

10 V

9.76 V

2.4 %

Umixta

55 V

55.83 V

1.48 %

Idc

194 mA

196.32 mA

1.18 %

Iac

36 mA

34.85 mA

3.19 %

Imixta

198 mA

199.39 mA

0.69 %

NOTA: PARA TENER VALORES MÁS EXACTOS, LOS CALCULOS SE REALIZARON CONSIDERANDO UN AUMENTO DE 10 OHM EN LA CARGA DEBIDO A QUE LA LÁMPARA PILOTO ESTABA CONECTADA EN SERIE CON NUESTRA CARGA DE 270 OHM. RTOTAL= 280 OHM Cálculos realizados Tabla 3: Cálculos realizados

FORMULA

= 𝟓𝟒. 𝟗𝟕 [𝑽]

𝑼𝒎𝒊𝒙𝒕𝒂 = 𝟎. 𝟖𝟒 ∗ 𝑽𝒑

= 𝟎. 𝟖𝟒 ∗ (𝟒𝟕 ∗ √𝟐)

= 𝟓𝟓. 𝟖𝟑 [𝑽]

𝑼𝒂𝒄 = √𝑼𝟐𝒎𝒊𝒙𝒕𝒂 − 𝑼𝟐𝒅𝒄

= √𝟓𝟓. 𝟖𝟑² − 𝟓𝟒. 𝟗𝟕²

= 𝟗. 𝟕𝟔 [𝑽]

𝑰𝒅𝒄 =

𝒏% =

RESULTADO

3 ∗ √3 ∗ (47 ∗ √2) 2𝜋

𝑼𝒅𝒄 =

𝟑 ∗ √𝟑 ∗ 𝑽𝒑 𝟐𝝅

VALORES =

𝑼𝒅𝒄 𝑹𝒅𝒄

𝑼𝒅𝒄 𝑻𝒆𝒐𝒓𝒊𝒄𝒐 − 𝑼𝒅𝒄 𝒎𝒆𝒅𝒊𝒅𝒐 𝟏𝟎𝟎% 𝑼𝒅𝒄 𝑻𝒆𝒐𝒓𝒊𝒄𝒐

𝟓𝟒. 𝟗𝟕 𝟐𝟖𝟎

= 𝟏𝟗𝟔. 𝟑𝟐 [𝒎𝑨]

𝟓𝟒. 𝟗𝟕 − 𝟓𝟒 𝟏𝟎𝟎% 𝟓𝟒. 𝟗𝟕

= 𝟏. 𝟕𝟔%

=

=

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Rectificador trifásico no controlado

4. Para el circuito de salida 𝑉𝐿 determine los valores mostrados en la tabla: Tabla 4:Tabla de valores medidos y calculados en Vl

Salida de potencia DC Salida de potencia RMS Eficiencia Factor de forma (FF) Factor de componente ondulatoria (RF) Factor de utilización del transformador (TUF) Voltaje PIV

Cálculo con los valores teóricos 10.79 W

Cálculo con los valores medidos

Error relativo (%)

10.41 W

3.52 %

11.13 W

10.80 W

2.96 %

96.94% 1.015

96.38 % 1.018

0.57 % 0.29 %

0.17

0.19

10.52%

0.118

0.118

0%

-130 V

-130 V

0%

5 D

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Rectificador trifásico no controlado

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CÁLCULOS REALIZADOS Tabla 5: CÁLCULOS REALIZADOS

FORMULA

VALORES

𝑭𝑭 = 𝑼𝒎𝒊𝒙𝒕𝒂 /𝑼𝒅𝒄

𝑭𝑹 = (𝑭𝑭𝟐 − 𝟏)

𝟏⁄ 𝟐

𝑷𝒅𝒄 𝑼 𝑼𝒔 𝑰𝒔 𝒔 = 𝟎. 𝟕𝟎𝟕 ∗ 𝑼𝒎 𝑰𝒔 = 𝟎. 𝟓 ∗ 𝑼𝒎 /𝑹 𝑻𝑼𝑭 =

𝑷𝒅𝒄 =

𝑽𝟐𝒅𝒄 /𝑹

=(

𝟓𝟓. 𝟖𝟑 ) 𝟓𝟒. 𝟗𝟕

= (𝟏. 𝟎𝟏𝟐 − 𝟏)

= 𝟎. 𝟓 ∗ (

𝟏⁄ 𝟐

𝟔𝟔. 𝟒𝟕 ) 𝟐𝟖𝟎

= 𝟏. 𝟎𝟏

= 𝟎. 𝟏𝟒

= 𝟎. 𝟏𝟏𝟖

𝟓𝟒. 𝟗𝟕𝟐 =( ) 𝟐𝟖𝟎

= 𝟏𝟎. 𝟕𝟗 [𝑾]

(𝟗. 𝟕𝟔𝟐 ) ) 𝟐𝟖𝟎

= 𝟎. 𝟑𝟒 [𝑾]

(𝟓𝟓. 𝟖𝟑𝟐 ) ) 𝟐𝟖𝟎

= 𝟏𝟏. 𝟏𝟑 [𝑾]

𝟏𝟎. 𝟕𝟗 ) ∗ 𝟏𝟎𝟎% 𝟏𝟏. 𝟏𝟑

= 𝟗𝟔. 𝟗𝟒%

𝑷𝒂𝒄 = 𝑽𝟐𝒂𝒄 /𝑹

=(

𝑷𝒎𝒊𝒙𝒕𝒂 = 𝑽𝟐𝒎𝒊𝒙𝒕𝒂 /𝑹

=(

𝜼 = (𝑷𝒅𝒄 /𝑷𝒎𝒊𝒙𝒕𝒂 )*100%

RESULTADO

=(

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Rectificador trifásico no controlado

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PARTE 2. RECTIFICADOR TRIFÁSICO NO CONTROLADO DE 3 PULSOS CON CARGA RESISTIVA E INDUCTIVA

Ilustración 11: RECTIFICADOR TRIFÁSICO NO CONTROLADO DE 3 PULSOS CON CARGA RESISTIVA E INDUCTIVA

1. Armar el circuito implementado en la primera parte, pero ahora considere las siguientes cargas: 𝑅 = 270 Ω 𝐿 = 0.3 𝐻 2. Graficar las formas de onda de las siguientes magnitudes,  Tensión de entrada y tensión de salida del rectificador.

Ilustración 12: Tensión de entrada y tensión de salida del rectificador

5 D

ELECTRÓNICA DE POTENCIA Tema: 

Rectificador trifásico no controlado Corriente de entrada y corriente de salida del rectificador.

Ilustración 13: Corriente de entrada y corriente de salida del rectificador



Tensión media y eficaz de salida del rectificador.

Ilustración 14: Tensión media y eficaz de salida del rectificador

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Rectificador trifásico no controlado

EXTRAS

Ilustración 15: Grafica de datos a calcular y medir

Mediciones Completar la tabla que se muestra a continuación. Tabla 6: Tabla de valores medidos en la carga

Udc

Valor medido en el lado de carga 54

Uac

10

Umixta

55

Idc

185 mA

Iac

23 mA

Imixta

187 mA

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Rectificador trifásico no controlado

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5 D

Responder ¿Cómo es el voltaje en la salida del rectificador, existe diferencia con la gráfica obtenida en considerando la carga puramente resistiva? Tiene una sola dirección ya que es un voltaje rectificado. Comparando ambos gráficos podemos observar que las gráficas son muy parecidas, pero la diferencia vendría a ser que en la carga resistiva la corriente no está desfasada, mientras que en la inductiva si lo está. ¿Qué sucede con la corriente? Tiene un desfasaje mínimo respecto a la carga puramente resistiva, esto se debe, ya que es resistiva e inductiva. ¿Las expresiones para determinar los valores teóricos para carga resistiva son los mismos que para carga inductiva? No, debido a que la carga inductiva además de generar una resistencia adicional debido a su impedancia también desfasa nuestras señales. Pero son parecidos ya que ambos tienen carga resistiva.

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PARTE 3. RECTIFICADOR TRIFÁSICO NO CONTROLADO DE 6 PULSOS CON CARGA RESISTIVA

Ilustración 16: RECTIFICADOR TRIFÁSICO NO CONTROLADO DE 6 PULSOS CON CARGA RESISTIVA

1. Armar el circuito mostrado en la figura 4, considerando en el circuito la utilización de fusibles, así como las resistencias para medir la corriente de entrada y salida (Considerar solo la carga resistiva). La conexión se realizará desde el secundario del transformador. Utilizar como tensión de línea al punto común 47V.

Ilustración 17: Rectificador trifásico no controlado de 6 pulsos

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Rectificador trifásico no controlado

Semestre: Grupo:

2. Graficar las formas de onda de las siguientes magnitudes:  Tensión de entrada (considerar la señal entre L-N) y tensión de salida del rectificador

Ilustración 18: Tensión de entrada (considerar la señal entre L-N) y tensión de salida del rectificador



Tensión de entrada (considerar la señal entre L-L) y tensión de salida del rectificador

Ilustración 19: Tensión de entrada (considerar la señal entre L-L) y tensión de salida del rectificador

5 D

ELECTRÓNICA DE POTENCIA Tema: 

Rectificador trifásico no controlado Corriente de entrada y corriente de salida del rectificador

Ilustración 20: Corriente de entrada y corriente de salida del rectificador



La corriente de entrada que pasa en dos diodos

Ilustración 21: La corriente de entrada que pasa en dos diodos

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5 D

ELECTRÓNICA DE POTENCIA Tema: 

Rectificador trifásico no controlado Tensión media y eficaz de salida del rectificador

Ilustración 22: Tensión media y eficaz de salida del rectificador



Potencia en la salida del rectificador

Ilustración 23: Potencia en la salida del rectificador

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5 D

ELECTRÓNICA DE POTENCIA Tema: 

Rectificador trifásico no controlado

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5 D

La tensión en uno de los diodos

Ilustración 24: La tensión en uno de los diodos

Responder ¿Cómo es la frecuencia en la salida del rectificador con respecto a la entrada? Su frecuencia va en un solo sentido (NO ES VARIABLE), mientras que en la entrada ya que es alterna es variable, por lo tanto, toma datos positivos como negativos. ¿La intensidad luminosa de lámpara es mayor con respecto al circuito de 3 pulsos? ¿por qué la diferencia? La diferencia es que el de 6 diodos tiene un desfase de 120° provocando un ángulo de desfase, haciendo que tenga más luminosidad. ¿Qué diferencia hay entre la tensión media y la eficaz en la carga? La tensión eficaz o valor eficaz de la tensión es el valor medido por la mayoría de los voltímetros de corriente alterna. Equivale a una tensión constante que, aplicada sobre una misma resistencia eléctrica, consume la misma potencia eléctrica en un período, transformando la energía eléctrica en energía térmica por efecto Joule.Mientras que la tensión media es el voltaje DC. V cd: Es la componente de corriente continua de una señal de voltaje. Vrms: Puede ser definido para una función constantemente variable en términos de la integral del cuadrado de los valores instantáneos durante un ciclo. ¿Cómo es la corriente de salida? Su forma vendría hacer la de una onda senoidal normal rectificada. ¿Cómo es la relación entre la corriente de entrada y salida del rectificador? Los rectificadores utilizan dispositivos semiconductores que funcionan como interruptores para poder así modificar la tensión de salida. Los dispositivos utilizados son el diodo y atendiendo a estos interruptores utilizados se puede distinguir a los rectificadores con diodos o rectificadores no controlados, no permiten variar la relación entre la tensión alterna de entrada y la continua de salida, por lo tanto, esta relación es constante. ¿Cuál es el VRRM en los diodos? El VRRM es la tensión inversa máxima, vendría hacer la parte negativa pico de la tensión de entrada.

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Rectificador trifásico no controlado

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3. Completar la tabla que se muestra a continuación. Tabla 7: Tabla de valores medidos y calculados

Udc

Valor teórico en lado de carga 107 V

Valor medido en el lado de carga 109.38 V

Error relativo (%) 1.26 %

Uac

8V

8.10 V

1.23 %

108 V

109.68 V

1.35 %

Idc

402 mA

390.44 mA

2.82 %

Iac

31 mA

26.96 mA

13.03 %

Imixta

403 mA

391.37 mA

2.88 %

Umixta

NOTA: PARA TENER VALORES MÁS EXACTOS, LOS CALCULOS SE REALIZARON CONSIDERANDO UN AUMENTO DE 10 OHM EN LA CARGA DEBIDO A QUE LA LÁMPARA PILOTO ESTABA CONECTADA EN SERIE CON NUESTRA CARGA DE 270 OHM. RTOTAL= 280 OHM Cálculos realizados Tabla 8: Cálculos realizados

FORMULA 𝑼𝒅𝒄 =

VALORES

𝟑√𝟐 ∗ 𝑽𝒍𝒍 𝝅 𝟏 𝟐

=

𝟑√𝟐 ∗ 𝟖𝟏 𝝅 𝟏 𝟐

RESULTADO = 𝟏𝟎𝟗. 𝟑𝟖 [𝑽]

𝟑 𝟗√𝟑 √𝟐 𝑼𝒎𝒊𝒙𝒕𝒂 = ( + ) ( ) ∗ 𝑽𝒍𝒍 𝟐 𝟒𝝅 √𝟑

𝟑 𝟗√𝟑 √𝟐 =( + ) ( ) ∗ 𝟖𝟏 𝟐 𝟒𝝅 √𝟑

= 𝟏𝟎𝟗. 𝟔𝟖 [𝑽]

𝑼𝒂𝒄 = √𝑼𝟐𝒎𝒊𝒙𝒕𝒂 − 𝑼𝟐𝒅𝒄

= √𝟏𝟎𝟗. 𝟔𝟖𝟐 − 𝟏𝟎𝟗. 𝟑𝟖²

= 𝟖. 𝟏𝟎 [𝑽]

𝑰𝒅𝒄 =

𝒏% =

𝑼𝒅𝒄 𝑹𝒅𝒄

𝑼𝒅𝒄 𝑻𝒆𝒐𝒓𝒊𝒄𝒐 − 𝑼𝒅𝒄 𝒎𝒆𝒅𝒊𝒅𝒐 𝟏𝟎𝟎% 𝑼𝒅𝒄 𝑻𝒆𝒐𝒓𝒊𝒄𝒐

𝟏𝟎𝟗. 𝟑𝟖 𝟐𝟖𝟎

= 𝟑𝟗𝟎. 𝟒𝟒 [𝒎𝑨]

𝟏𝟎𝟗. 𝟑𝟖 − 𝟏𝟎𝟖 𝟏𝟎𝟎% 𝟏𝟎𝟗. 𝟑𝟖

= 𝟏. 𝟐𝟔 %

=

=

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Rectificador trifásico no controlado

4. Para el circuito de salida 𝑉𝐿 determine los valores mostrados en la tabla: Tabla 9: Tabla de valores medidos y calculados en el circuito de salida Vl

Salida de potencia DC Salida de potencia RMS Eficiencia Factor de forma (FF) Factor de componente ondulatoria (RF) Factor de utilización del transformador (TUF) Voltaje PIV

Cálculo con los valores teóricos 42.73 W

Cálculo con los valores medidos

Error relativo (%)

40.88 W

2.5 %

42.96 W

41.66 W

3.02 %

99.46 % 1.01

98.12 % 1.02

1.34 % 0.99 %

0.142

0.195

27.17 %

0.144

0.144

0%

-125 V

-125 V

0%

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Rectificador trifásico no controlado

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CÁLCULOS REALIZADOS Tabla 10: CÁLCULOS REALIZADOS

FORMULA

VALORES 𝟏𝟎𝟗. 𝟔𝟖 =( ) 𝟏𝟎𝟗. 𝟑𝟖

𝑭𝑭 = 𝑼𝒎𝒊𝒙𝒕𝒂 /𝑼𝒅𝒄

𝑭𝑹 = (𝑭𝑭𝟐 − 𝟏)

𝟏⁄ 𝟐

= (𝟏. 𝟎𝟏𝟐 − 𝟏)𝟏/𝟐

𝑷𝒅𝒄 𝑼 𝑼𝒔 𝑰𝒔 𝒔 = 𝟎. 𝟕𝟎𝟕 ∗ 𝑼𝒎 𝑰𝒔 = 𝟎. 𝟓 ∗ 𝑼𝒎 /𝑹 𝑻𝑼𝑭 =

𝑷𝒅𝒄 =

𝑽𝟐𝒅𝒄 /𝑹

= 𝟎. 𝟓 ∗ (

𝟏𝟎𝟗. 𝟑𝟖𝟐 =( ) 𝟐𝟖𝟎

𝑷𝒂𝒄 = 𝑽𝟐𝒂𝒄 /𝑹 𝑷𝒎𝒊𝒙𝒕𝒂 = 𝑽𝟐𝒎𝒊𝒙𝒕𝒂 /𝑹

𝜼 = (𝑷𝒅𝒄 /𝑷𝒎𝒊𝒙𝒕𝒂 )*100%

𝟖𝟏 ) 𝟐𝟖𝟎

= 𝟏. 𝟎𝟏

= 𝟎. 𝟏𝟒𝟐

= 𝟎. 𝟏𝟒𝟒

= 𝟒𝟐. 𝟕𝟑 [𝑾]

𝟖𝟐 ) 𝟐𝟖𝟎

= 𝟎. 𝟐𝟑 [𝑾]

𝟏𝟎𝟗. 𝟔𝟖𝟐 ) 𝟐𝟖𝟎

= 𝟒𝟐. 𝟗𝟔 [𝑾]

𝟒𝟐. 𝟕𝟑 ) ∗ 𝟏𝟎𝟎% 𝟒𝟐. 𝟗𝟔

= 𝟗𝟗. 𝟒𝟔 %

=(

=(

=(

RESULTADO

5 D

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PARTE 4. RECTIFICADOR TRIFÁSICO NO CONTROLADO DE 6 PULSOS CON CARGA RESISTIVA E INDUCTIVA

Ilustración 25: RECTIFICADOR TRIFÁSICO NO CONTROLADO DE 6 PULSOS CON CARGA RESISTIVA E INDUCTIVA

1. Armar el circuito implementado en parte 3 pero ahora considere las siguientes cargas: 𝑅 = 270 Ω 𝐿 = 0.3 𝐻 2. Graficar las formas de onda de las siguientes magnitudes:  Tensión de entrada y tensión de salida del rectificador

Ilustración 26: Tensión de entrada y tensión de salida del rectificador

5 D

ELECTRÓNICA DE POTENCIA Tema: 

Rectificador trifásico no controlado Corriente de entrada y corriente de salida del rectificador

Ilustración 27: Corriente de entrada y corriente de salida del rectificador



Tensión media y eficaz de salida del rectificador

Ilustración 28: Tensión media y eficaz de salida del rectificador

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ELECTRÓNICA DE POTENCIA Tema:

Rectificador trifásico no controlado

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Mediciones Completar la tabla que se muestra a continuación. Tabla 11: Tabla de valores medidos en la carga

Udc

Valor medido en el lado de carga 108 V

Uac

8V

Umixta

108 V

Idc

403 mA

Iac

16 mA

Imixta

403 mA

Responder ¿Cómo es el voltaje en la salida del rectificador, existe diferencia con la gráfica obtenida en considerando la carga puramente resistiva? El voltaje en la salida esta rectificado va en una sola dirección. La diferencia vendría hacer que este es de 6 pulsos mientras que la resistiva tiene 3 pulsos, en conclusión, la de 6 pulsos tiene mas oscilaciones. ¿Qué sucede con la corriente? La corriente de salida esta rectificada en forma senoidal y la de entrada tiene una forma cuadrática.

ELECTRÓNICA DE POTENCIA Tema: V.

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OBSERVACIONES.

 Observamos que cuando trabajamos con la carga inductiva en serie con la resistiva pudimos notar un desfaze positivo en la señal de corriente con respect a la señal de voltaje.  Observamos que las señales a la entrada del rectificador poseian su forma señoidal cubriendo tanto regimen positive como el negativo y las de salida eran completamente positivas.  Observamos que en la prueba con carga unicamente resistiva la curva de corriente al llegar al final de su periodo llega al valor de 0, a diferencia del caso con la inductancia en serie donde se ve que la corriente no toca el 0.  Observamos que múltiples fusibles de los módulos de trabajo estaban no operativos o que simplemente no estaban en su lugar.  Se observó que el voltaje eficaz e el voltaje RMS para una rectificador de onda completa.  Se observó que los multímetros comunes censan la señal de voltaje en función a una sinusoidal  Concluimos que las inductancias tienen la propiedad de conservar energía una vez desenergizadas y esto es lo que mantiene nuestra señal de corriente a un nivel superior de 0.

VI.

CONCLUSIONES.

 Al analizar la curva del circuito en el osciloscopio pudimos observar que existe ruido en las conexiones las cuales no permiten tener una gráfica de onda perfecta.  Es necesario tener un transformador de buena calidad ya que si no el voltaje de salida puede tener un alto grado de error.  En esta práctica nos dimos cuenta que la parte práctica y la simulación coincidían bastante en valores y resultados.  Mediante esta práctica observamos los efectos de diferentes tipos de rectificadores de onda (media y completa onda) con diferentes componentes y circuitos.  Siempre se debe de usar un rectificador de onda completa ya que nos permite obtener un mejor Vrms y además con puente de diodos nos permite tomar 2 rangos de voltaje gracias a la arquitectura del transformador.  Siempre se debe Verificar el uso del Transformador ya que en nuestro caso el Voltaje de transformación no era el requerido por lo que los cálculos no se vuelen ideales.  Concluimos que un rectificador de onda completa cambia la señal de voltaje en todos sus grados al régimen positivo.

ELECTRÓNICA DE POTENCIA Tema: VII.

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INVESTIGACIÓN

Tema: Análisis de un rectificador no controlado de 6 pulsos carga resistiva e inductiva.

El rectificador puente Graetz es un rectificador trifásico de seis pulsos, su funcionamiento es análogo al puente rectificador monofásico estudiado con anterioridad, ya que se utilizan ambas polaridades de la señal alterna a rectificar, aunque ahora se trate de una red trifásica. La ventaja de esta configuración consiste en un voltaje de salida con un valor medio elevado, bajo rizado y corriente alterna en la entrada del rectificador A continuación se muestra el diagrama del rectificador.

Con esta configuración, el voltaje que se refleja en la carga será el de la fuente de voltaje que posee mayor magnitud, sea positiva o negativa, la fuente de mayor magnitud polarizará sus diodos correspondientes para formar una trayectoria cerrada. En la figura 1 se han graficado las tensiones de línea, tanto para los valores positivos y negativos de la señal, así se visualiza de forma más convincente que el voltaje de salida del rectificador es la tensión entre líneas de la red. Análisis de la conmutación en los diodos. A continuación se muestra la condición de cada diodo para distintos valores de tensión en la red trifásica.

El diodo n º 1 conduce ya que es polarizado por la fuente Va, en la carga llega un voltaje de líneas entre la fuente Va y Vc. Dado que la fuente Vb es “más negativa” que la fuente Vc, el retorno de la corriente será por el diodo n º 6.

ELECTRÓNICA DE POTENCIA Tema:

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El diodo n º 1 sigue conduciendo ya que Va sigue siendo mayor en magnitud, el retorno de la corriente es a través del diodo n º 2, ya que ahora la magnitud de la fuente Vc es “más negativa” que Vb. La siguiente tabla muestra el estado de cada diodo para los distintos ángulos de la señal de corriente alterna.

Una observación importante en este rectificador es que no deben entrar en modo de conducción los dos diodos de una misma pierna del puente, ya que se presentaría un cortocircuito, anulando la tensión en la carga. Si además de esta condición existe otro diodo que entre en conducción, el cortocircuito afectará a la red de alimentación.

La tensión en la carga corresponde al voltaje entre líneas de la entrada entre 60º y 120º con un período de T/6, siendo T el período de la señal alterna de entrada. Según el análisis de Fourier, el voltaje de salida y considerando que en una función par se anulan los componentes seno se puede expresar de la siguiente forma:

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