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LABORATORIO N° 03 “RECTIFICADORES CONTROLADOS”

CARRERA

: TECNOLOGÍA MECÁNICA ELÉCTRICA

CICLO

:V

SECCIÓN

: “E”

DOCENTE

: Luis Zevallos

CURSO

: Laboratorio de Electrónica Industrial

ALUMNO (S)

: -

Garcia Valerio Segundo U.

-

Segura Palomino Dimmy

FECHA DE ENTREGA : 13/ 05/ 2016

2016 I

RECTIFICADORES CONTROLADOS I.

INTRODUCCIÓN Los circuitos rectificadores se pueden sustituir, total o parcialmente, a los diodos por tiristores, de forma que se pueda obtener un sistema de rectificación controlada o semicontrolada. El principio de funcionamiento consiste en disparar los tiristores con un cierto ángulo respecto del punto de conmutación natural o paso por cero de la señal de entrada. Con ello se consigue aplicar la tensión de la fuente sobre la carga un tiempo variable, que depende del momento del disparo y por tanto se conseguirá variar los valores medios y eficaces de la tensión en la carga. Tienen una participación en electrodomésticos como: Lavadoras, aspiradoras, secadoras, Alisadores, calefactores, etc. En el campo Industrial son elementos Muy importantes en donde se requiere controlar motores eléctricos de altas potencias, como en: Procesos industriales, Escaleras mecánicas, ascensores, automatizado de funciones en embotelladoras control de procesos en la minería, etc. Estos sistemas permitirán la regulación del valor medio de la tensión en la carga. En el área de electrónica hemos empleado los diodos para hacer rectificadores como un paso esencial para transformar CA a DC.

II.

OBJETIVOS: - Comprender el funcionamiento de los Rectificadores Controlados. - Probar el funcionamiento de la etapa de control y poder detectar fallas en su funcionamiento en base a mediciones. FUNDAMENTO TEORICO

III.

TIRISTOR Es un componente electrónico constituido por elementos semiconductores que utiliza realimentación interna para producir una conmutación1. Los materiales de los que se compone son de tipo semiconductor, es decir, dependiendo de la temperatura a la que se encuentren pueden funcionar como aislantes o como conductores. Son dispositivos unidireccionales porque solamente transmiten la corriente en un único sentido. Se emplea generalmente para el control de potencia eléctrica.

Tiristor

Formas de activar un tiristor - Luz - Corriente de Compuerta - Térmica - Alto Voltaje - Elevación del voltaje ánodo-cátodo Principio de operación de un rectificador controlado: En la figura 2 se representa el diagrama de bloques un rectificador controlado. El valor medio de la tensión aplicada a la carga, Vd, puede variar de un valor máximo positivo a un valor máximo negativo, sin embargo la corriente Id sólo puede tener sentido positivo. Por tanto, el convertidor sólo puede actuar en el primer cuadrante como, en el que actúa como rectificador, o en el cuarto cuadrante en el que actúa como inversor. Control de tiristores Como hemos visto, controlando el ángulo de disparo de los tiristores se puede controlar el valor medio de la tensión en la carga. El ángulo de disparo deseado se obtendrá generando los pulsos de disparo, que se aplican en la puerta de los tiristores, en el momento adecuado.

Aplicaciones Normalmente son usados en diseños donde hay corrientes o voltajes muy grandes, también son comúnmente usados para controlar corriente alterna donde el cambio de polaridad de la corriente revierte en la conexión o desconexión del dispositivo. Se puede decir que el dispositivo opera de forma síncrona cuando, una vez que el dispositivo está abierto, comienza a conducir corriente en fase con el voltaje aplicado sobre la unión cátodo-ánodo sin la necesidad de replicación de la modulación de la puerta. Los tiristores pueden ser usados también como elementos de control en controladores accionados por ángulos de fase, esto es una modulación por ancho de pulsos para limitar el voltaje en corriente alterna. En circuitos digitales también se pueden encontrar tiristores como fuente de energía o potencial, de forma que pueden ser usados como interruptores automáticos magneto-térmicos, es decir, pueden interrumpir un circuito eléctrico, abriéndolo, cuando la intensidad que circula por él se excede de un determinado valor. De esta forma se interrumpe la corriente de entrada para evitar que los componentes en la dirección del flujo de corriente queden dañados. El tiristor también se puede usar en conjunto con un diodo Zener enganchado a su puerta, de forma que cuando el voltaje de energía de la fuente supera el voltaje Zener,

el tiristor conduce, acortando el voltaje de entrada proveniente de la fuente a tierra, fundiendo un fusible. Curva característica del SCR En la figura inferior de muestra la dependencia entre el voltaje de conmutación y la corriente de compuerta. Cuando el SCR está polarizado en inversa se comporta como un diodo común (ver la corriente de fuga característica que se muestra en el gráfico). En la región de polarización en directo el SCR se comporta también como un diodo común, siempre que el SCR ya haya sido activado (On). Ver los puntos D y E. Para valores altos de corriente de compuerta (IG) (ver punto C), el voltaje de ánodo a cátodo es menor (VC).

Algunas fuentes definen como sinónimos al tiristor y al rectificador controlado de silicio (SCR); 2 otras definen al SCR como un tipo de tiristor, a la par que los dispositivos DIAC y TRIAC.

Etapas de un circuito de disparo de Tiristores

IV.

EQUIPOS Y MATERIALES: Cantida Descripción d

Marca

Modelo

Observació n

01

NI Softwar e

Multisi m

Versión 10.0

01

Toshiba

Satellite A

Windows 10

V.

PROCEDIMIENTO RECONOCIMIENTO DE LA TARJETA 1. Analice las etapas de un circuito de disparo siguiente:

2. Implemente el siguiente circuito en el software MULTISIM.

3. Dibuja la señal resultante en el punto “A” en siguiente recuadro.

4. Dibuja la señal resultante en el punto “B” en siguiente recuadro.

5. Dibuja la señal resultante en el punto “C” en siguiente recuadro.

6. Dibuja la señal resultante en el punto “D” en siguiente recuadro.

7. Dibujar las señales de los puntos A y D en el mismo gráfico.

8. Varíe el nivel del voltaje de control con el potenciómetro P2 y comentar lo que sucede.

9. Ubicar un ángulo de disparo a 70º y graficarlo en el siguiente cuadro.

Observación. Ocurre un error en programa, esto quizás a un rápido 10. ¿Cuál es el valor en tiempo que corresponde a este ángulo de disparo?

11. Implemente el siguiente circuito y añada este a la salida del circuito anterior, así mismo adicionar una carga y una alimentación AC entre el ánodo y cátodo del SCR.

VI.

CONCLUSIONES:  Para mantener sincronizadas las ondas es preferible tener una misma frecuencia en las fuentes de alimentación.  Un pulso además de poder ratificar media onda de polaridad positiva es posible también que ratifique polaridad negativa (esto solo puede realizar cambiando el sentido de una componente del esquema).

VII.

OBSERVACIONES:  Es esencial tener en cuenta la posición y conexión de cada componente, realizar una previa revisión después de cada configuración de circuitos, ayudara a disminuir las fallas del sistema (y con mayor prioridad si es implementado físicamente).  El programa Multisim de la mesa 6 de laboratorio presentaba averías ya que al intentar usarlo no realizaba la prueba o también se cerraba repentinamente. Del cual tuvimos que pasarnos a otra mesa para poder desarrollar el laboratorio.

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