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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENERIA MECÁNICA

Ciclo: 2020-1

Departamento de Ingeniería Aplicada

Fecha: 15-04-2020

PRACTICA DIRIGIDA DE ELECTRÓNICA DE POTENCIA (ML839A/B)

NOTA: SE PERMITE EL USO DE FORMULARIO 1. El circuito de la figura representa un circuito simple de control de potencia, que utiliza un tiristor como elemento de control de una carga resistiva, se pide: a) El valor de V necesario para disparar el tiristor cuando se cierra SW. b) Calcular el ángulo de disparo del tiristor. c) Hallar la potencia que disipa la carga para el ángulo hallado en (b). d) Suponiendo que se abre el interruptor una vez disparado el tiristor, calcular el valor de VE, para apagar el tiristor.

RL

SW

R

T

+ V

VE

-

60Hz

Datos: VE=300V, R=500Ω, RL=20Ω, VAK=2V, IH=100mA, VGT(min.)=0.75V, IGT(min.=10mA Solución: a) Al cerrar sw se tiene: V rms =Rx I ¿(min .)+ V ¿(min .)

V rms =0.5 x 10 mA + 0.75V =5.75 V b) 5.75 x √ 2 sen ∝=5.75 →∝=45 ° ( 300−2 )2 V 2 c) P RL= =4440.2 W 20 Ω d) V E=20 Ω x 100 mA +2 V =4 V

1

2. Para el circuito que, se pide: a) Calcular V para disparar el tiristor. b) Determinar RL, si disipa una potencia de 1200W. c) Graficar la forma de onda de la tensión y la corriente si el ángulo de disparo es 60°. d) Calcular la potencia que disipa la carga para el ángulo de (c).

15V

10K

RL

Q 1K

+

D

T

440V 60Hz

V

-

1K

Datos: IGT(min)=2mA, VGT(min)=1.2V, Vɣ=0.7V,VBE=0.7V, β=50, rD=0 Solución: a) Para el circuito: V 1=1 K x I ¿ ( min . )+V γ +V ¿(min.)

V 1=1 K x 2 mA +0.7 V +1.2 V → V 1=3.9 V V1 I= =3.9 mA ; I E =I + I ¿(min.) 1K I E =3.9 mA +2 mA=5.9 mA IE mA ∴ I B= =5.9 =0.12 mA β+1 51 ∴ V =10 K x I B +0.7 V +V 1 →V =5.8V b) P RL=

V 2RL =(440¿ ¿2)V 2 /R L ¿ RL

4402 V 2 → R L= =161.33 1200W c)

I m=

2

440 √ 2V =3.86 A 161.33 Ω

d) V

V

2 rms

2 rms

1 = 2π

180

2

∫ (440 √ 2 sen ∝) d ∝ 60

π

2

440 x 2 = ∫ ¿ ¿¿ 2 π π /3 ¿

4402 1 π 1 α − sen 2 ∝ 180 π 2 π/3 4 60

[

]

¿ 79065.43 V 2 V2 P RL=79065.43 =490.1W 161.33 Ω

3. Una fuente de 330V, 60Hz, se conecta con un circuito RC, como muestra la figura. Si R es variable, VGK=2V y C=0.33uF, determine: e) El valor de R si el ángulo de disparo es de 90° considerar que D1 es de silicio. f) La potencia que disipa la carga si RL es 52Ω, y el ángulo de disparo es 90°. RL

R

330V 60Hz

D1

T R1

C

Solución:

´ =R− j 1 De la figura: Z

wc

Z´ =R− j

1 2 π x 60 x 0.33 uF

Z´ =R− j

1 x 10 6 Ω 124.41

´ Z=R− j 8.04 → Z=Z ⌊ θ ¿¿ 3

vC ( t )=330 √ 2 sen ( α −θ−90 ° ) ; v C ( t )=0.7 V +2 V vC ( t )=2.7 V =330 √ 2 sen (90−θ−90) sen (−θ )=

2.7 V → sen (−θ ) =5.785 x 10−3 330 √ 2

−θ=0.33 ° → θ=−0.33°

tg θ= R=

−8.04 R

8.04 → R=1.4 x 10 3 K → R=1.4 M −3 5.76 x 10

b) V

2 rms

1 = 2π

180

2

∫ (330 √2 senα ) dα 90

180

V 2rms = 2

V rms =

3302 x 2 1−cos 2 α ( ¿ ) dα ¿ ∫ 2 π 90 2 3302 2 V 4

3302 2 2 V V 4 P R = rms = =523.56 W RL 52 Ω L

4. En el circuito de la figura, se emplea un BJT para disparar el tiristor. Para disparar el tiristor se lleva el transistor al corte. La carga inicial del condensador es de 240V. Se pide: a) Decir que función cumple el diodo justificando su respuesta. b) Hallar el valor máximo de R2. c) Determinar el valor mínimo de VB. d) Hallar el tiempo de descarga del condensador.

Datos: Diodo real de silicio, β=120, VBE=0.7V, VCE(sat.)=0V, VGT(min.)=2.5V, IGT(min.)=32mA. rD=2Ω.

4

100ohmios 1K D T

500uF

R2 1K

VB

Q

+ -

Solución: a) La función del deodo es conducer la corriente para disparar al tiristor, mientras el transistor Q está cortado, y también proteger al tiristor contra tensiones inversas entre puerta y cátodo. b) Calcular el valor máximo de R2 :

240 V =1 K x 32 mA +0.7 V + R2 x 32 mA +2.5 V +2 Ω x 32mA R2=6.4 K c) V B =1 K x I B +0.7 V → SiQ está saturado

240V 240 mA =240mA → I B= =2 mA 1K 120 Ω ∴ V B=1 K x 2 mA +0.7 V =2.7 V I C=

d) τ D =100 Ω x 500uF=50 mS

Ing. Robinson Arévalo Macedo Docente del curso

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