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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