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• Gilbert Andres Angulo Saucedo

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA Profesor: Ing. Giovanni Baquero Rozo. LABORATORIO ELECTRONICA de POTENCIA Objetivos: Al finalizar el semestre, el estudiante debe estar familiarizado con los dispositivos y el control de potencia para diferentes aplicaciones, sus características y su uso, el diseño y utilización de circuitos y dispositivos driver para los dispositivos de potencia, y el manejo térmico de todos los elementos de potencia. Metodología Se pueden hacer grupos de 3 personas máximo, aunque esto dependerá de la cantidad de estudiantes por curso, Aunque los preinformes/informes de las prácticas, montajes, proyectos son en grupo, pero las notas son de carácter individual. Todas las prácticas serán preparadas antes del laboratorio, las horas de trabajo en el laboratorio básicamente son para la prueba, puesta a punto y revisión de las prácticas. Las practicas y proyectos deben montarse en el protoboard, y los estudiantes deben llegar con ellas listas para que el laboratorio se use solo para mediciones y comprobaciones. Los informes de laboratorio anexaran al correspondiente preinforme, las mediciones y observaciones de la práctica realizada, con lo cual se podrá hacer la comparación respectiva entre los resultados obtenidos y los esperados. En cuanto a la evaluación del laboratorio, durante el desarrollo de la práctica, se realizaran preguntas a cada persona (que afectaran la calificación individual), Se supone que todos los estudiantes han preparado cada práctica. EL INFORME DE LABORATORIO POR GRUPO SE RECOGERÁ EN LA SIGUIENTE SESIÓN. Se supone que el estudiante tiene conocimiento de maquinas eléctricas, circuitos eléctricos y domina electrónica análoga I y electrónica análoga II. SIMULACION: Se recomienda que las simulaciones se realicen con la herramienta LT-SPICE, de uso libre. Para los diseños con ferritas y materiales aglutinados se puede usar la información de AMIDON, COILCRAFT, MICROMETALS, MAGNETICS y de otros fabricantes de Núcleos que se encuentra en internet. Se debe conseguir la información técnica del fabricante (Data sheet) de cada componente que se use, especialmente de los componentes de estado sólido antes de entrar al laboratorio. La pueden obtener con la ayuda de Internet o fotocopiándola de los manuales que están en el laboratorio. (NO ECG!)

Es necesario ser cuidadoso al manipular voltajes superiores a 40 V!

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PRACTICAS DE LABORATORIO: A continuación solo se enunciara el orden de las clases y prácticas, las cuales serán dadas específicamente en la segunda semana de clases, junto con su duración en sesiones. Práctica # 0. Charla de Introducción al laboratorio: normas de seguridad eléctrica, equipo de protección obligatorio- Gafas, guantes, pinzas y pelacables - materiales y equipos a usar, cuidados que se debe tener, Informe y charla con:        

Peligros de la corriente eléctrica. Ionización. Distribución eléctrica. Equipo de protección. Normas existentes. Reglas de montaje y comprobación. Primeros auxilios etc.

Práctica # 1. Características de conmutación de los Diodos, y rectificadores monofásicos Carga resistiva. Práctica # 2. Rectificadores monofásicos: Carga RC Práctica # 3. Rectificadores monofásicos: Carga RL Práctica # 4. Rectificadores trifásicos. Práctica # 5. Características de los tiristores: El SCR en DC y en AC. Práctica # 6. Control de fase de Tiristores: DIMMER con UJT y SCR. Práctica # 7. Control de fase de Tiristores: DIMMER con Diac y TRIAC. Práctica # 8. Control de fase para SCR usando el método de rampa con Amplificadores Operacionales. Práctica # 9. INVERSOR S-PWM: modulación BIPOLAR. Práctica # 10. CONVERTIDORES DC-DC: CHOPPER ELEVADOR.

Importante: En los laboratorios se exigirá el uso de: gafas, guantes, pinzas(con mango aislado) y pelacables.

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Práctica # 6. El SCR: RECTIFICACION CONTROLADA: Control de Fase 0-180º: DIMMER con UJT-SCR Para el circuito, utilice: 

Transistor: UJT 2N2646 y Disipador (En caso de ser necesario).

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Diodos: 1N4004

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Condensador: Valor dependiendo del diseño. Diodo Zener (Dependiendo el diseño).

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Fuentes de alimentación AC: 120Vrms.

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Resistencias: Valores dependiendo del diseño realizado. Prestar especial atención a la potencia de cada una de ellas.

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Potenciómetro o Dimmer: Valor según cálculos de diseño.

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SCR: C-106.

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Bombilla incandescente: 120Voltios/60Watios, y roseta (para facilitar la conexión).

Diseñe y construya un circuito para control de fase de un SCR usando un UJT (transistor monojuntura), DIMMER para red 120Vrms-60Hz. Teniendo como carga una bombilla de 60-100Watts. Compare los resultados con la teorí a y la simulación.

Recomendación: escoja la topología mas adecuada para lograr acercarse lo mejor posible al control de fase de 0º a 180º.

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ASPECTOS A EVALUAR: 1) Marco Teórico Transistor UJT, características generales, curva característica y teoría de funcionamiento. 2) Marco teórico: Características generales de diodo zener. 3) Marco teórico: Modelo de SCR, características físicas, curvas de funcionamiento. 4) Cálculo de polarización de UJT. (Valores de resistencias, capacitancia, DIMMER y diodo Zener). 5) Medición Corriente sobre resistencia R4 (Medición por tensión) frente a variación de DIMMER. 6) Visualización de corriente sobre resistencia R3 (Medición por tensión). 7) Medición de la onda de tensión sobre la bombilla, frente a la variación de impedancia dad por el DIMMER. 8) Análisis y comparación de corriente y tensión de todas las señales mencionadas en los puntos 5, 6 y 7. La comparación debe incluir el efecto del cambio de impedancia en el DIMMER y del ángulo de rectificación. 9) Comparación de resultados obtenidos, con los esperados en simulación y cálculos matemáticos. 10) Proposición de otras dos (2) topologías para el control de fase con UJT. 11) Bibliografía y uso de las referencias bibliográficas en el documento

Ing. Giovanni Baquero Rozo Profesor. Anotación: Este documento se Desarrolló con la Colaboración con el Estudiante/monitor: David R. Hernández P, con adecuación de Daniel Chaparro Arce

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