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• Victoria Yánez

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Rectificadores de Media Onda con una Carga RL y Carga RE Cinthya Calder´on, Stefanny Gavilema, Victoria Y´anez Departamento de El´ectrica y Electr´onica, Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE Sangolqu´ı-Ecuador [email protected], [email protected], [email protected]

Resumen—En el presente informe se presentan los resultados de la pr´actica de laboratorio de electr´onica de potencia. Se implementaron circuitos rectificadores de media onda no controlados y se realizaron mediciones de voltaje y corriente (instant´aneo, ˜ RMS y medios) con el fin de observar y conocer el desempeno que tienen estos circuitos internamente. Abstract—The present report presents the results of the laboratory practice of power electronics. Uncontrolled half-wave rectifier circuits were implemented and voltage and current measurements (instantaneous, RMS and Mids) were performed in order to observe and know the performance of these circuits internally.

I.

Figura 1. Rectificador de media onda

Tensi´on media 1 Vo = 2π

β

Z

Vm sin ωtdωt

(1)

(Vm sin ωt)2 dωt

(2)

0

Tensi´on RMS s VR =

1 2π

Z

β

0

O BJETIVOS

General: Implementar un rectificador no controlado con carga tipo RL y un motor DC. Espec´ıficos: Identificar, materiales y equipos a utilizar. Armar el circuito de pr´actica. Verificar el funcionamiento. Medir las diferentes caracter´ısticas con las herramientas. ´ II. M ARCO T E ORICO II-A. Circuitos Rectificadores Son convertidores de corriente alterna en corriente directa. El tipo de media onda es el m´as sencillo. Poco utilizado en aplicaciones industriales.

Figura 2. Gr´aficas funcionamiento del rectificador de media onda

III. II-B. Circuito Rectificador con carga R-L La bobina no permite cambios bruscos en la corriente y el diodo conduce mas all´a de 180o debido a ese comportamiento. La tensi´on en la bobina no es senoidal y la corriente en la carga es una combinaci´on de exponencial y senoidal. [1]

E QUIPOS Y M ATERIALES

Diodos de potencia. Transformador, resistencias. Carga: RL Cables, suelda, puntas de osciloscopio atenuaci´on x10 y material fungible. Mult´ımetro. Osciloscopio. Caut´ın, pinzas. IV. IV-A.

´ P ROCEDIMIENTO DE LA P R ACTICA

Primer Circuito

1. Verificar las caracter´ısticas de corriente y voltaje en el circuito de la figura. Valores instant´aneos (gr´aficas

i(t), v(t)) osciloscopio y valores medios.

Figura 2. a) Valor de β b) Voltajes RMS y medio cuando ωt = R Figura 2. Rectificador con carga R-L

Cuando ωt >> R El valor de la inductancia es de L = 3H y R = 100

Cuando ωt > R

IV-B.

Segundo Circuito

Figura 2. a) Valor de β b) Voltajes RMS y medio cuando ωt > R Se calcula el error experimental porcentual de acuerdo a los valores obtenidos en la tabla I. Voltaje RMS Error % =

|V alorT eorico − V alorExperimental| · 100 % V alorT eorico (3) Error %

= =

Figura 2. Forma de onda en la carga y valor de β cuando ωt >> R

2. Probar el circuito con el motor DC en lugar de RL y medir indirectamente Lm a partir de i(t).

|10,2V − 10,6V | 10,2 3,9 %

Corriente RMS Error %

= =

|79mA − 81,4mA| 79mA 3,03 %

Valor medio del voltaje Error %

VI.

= =

|6,2V − 6,99V | 6,2V 12 %

Valor medio de la corriente |49mA − 53,1mA| Error % = 49mA = 8% Por lo que se concluye que los valores RMS tienen un error menor a los del valor medio ya que estos u´ ltimos se midieron tambi´en con el mult´ımetro. V-B.

Segundo Circuito

C ONCLUSIONES

Se logr´o implementar exitosamente el circuito rectificador monof´asico de media onda con carga RL y con un motor DC, observando y comprobando su forma onda en los ciclos de trabajo de la onda fuente. El rectificador implementado funciona en el r´egimen de conducci´on discontinua, y en el cual la inductancia de la carga aumentar´a el a´ ngulo de conducci´on y disminuir´a el valor medio de la tensi´on rectificada. La respuesta forzada para esta aplicaci´on, es la corriente existente despu´es de que la respuesta natural haya deca´ıdo a cero. En este caso la corriente sinusoidal de r´egimen permanente que existir´ıa en el circuito si el diodo no estuviera presente. La respuesta natural es el transitorio que tiene lugar cuando se proporciona energ´ıa a la carga.

Cuadro II VALORES RMS Y MEDIOS DE LA CARGA EN EL CIRCUITO II Par´ametro V lRM S IlRM S < vL > < iL > β

Valor te´orico 10.2V 93.6mA 6.87V 61.4mA 179.9◦

Valor medido 10.7 V 94.5mA 7.08V 62.2mA 182.16◦

Voltaje RMS Error % =

|V alorT eorico − V alorExperimental| · 100 % V alorT eorico (4) Error %

= =

|10,2V − 10,7V | 10,2 4%

Corriente RMS Error %

|62,2mA − 81,4mA| 62,2mA 2%

= =

Valor medio del voltaje Error %

= =

|6,87V − 7,08V | 6,87V 3%

Valor medio de la corriente Error %

= =

|61,4mA − 62,2mA| 61,4mA 1,3 %

Esto nos permite concluir que el diodo volante nos permite estabilizar los valores teniendo un menor error experimental.

VII.

R ECOMENDACIONES

Al trabajar con rectificadores monof´asicos de carga RL es recomendable usar un diodo de libre circulaci´on pues permite atenuar el ruido que se genera al trabajar con valores altos de la bobina permitiendo tener un rectificador estable y lo m´as ideal posible.

R EFERENCIAS [1] Muhammand H. Rashid, Electr´onica de Potencia, circuitos, dispositivos y aplicaciones III edici´on, 2004, Prentice Hall. [2] Hart D. M. Electr´onica de potencia, 2000, Prentice Hall