Laboratorio #3 – Electronica de Potencia(1)

  • 7/24/2019 Laboratorio #3 – Electronica de Potencia(1)1/15UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE PANAMSEDE CAMPUS DR. VCTOR LEVISASSOFACULTAD DE INGENIERA ELCTRICALICENCIATURA EN INGENIERAELECTROMECNICAELECTRNICA DE POTENCIALABORATORIO #3CIRCUITO DE CONTROL DE POTENCIA CON UN SCRFACILITADOR:Ing. Ral PalaciosESTUDIANTESEspinosa, Ei!a «#»$%#&'(L)p*+, Ana #»&’#%-P/*+, 0ai1* #»&’#(-Oc2oa, Al3in #»‘$4*gaa, 45c6o «#»$»#&'»
  • 7/24/2019 Laboratorio #3 – Electronica de Potencia(1)2/15En6*ga7o *l ‘ 7* no3i*18* 7* $&9SEUNDO SE;ESTREINTRODUCCINEn electrnica de potencia los rectificadores controlados desilicio SCR son empleadoscomo dispositivo de control, debido a queel rectificador controlado de silicio SCR, es unsemiconductor quepresenta dos estados estables: en uno conduce, y en otro est encorte,llamados de otra forma el dispositivo esta en bloqueodirecto, bloqueo inverso yconduccin directa, en pocas palabras este dispositivo puede serusado como interruptor eincluso como variador de intensidad como loveremos en este laboratorio.El objetivodel rectificador controladode silicio SCR es retardar la entrada en conduccindel mismo, ya quecomo se sabe, un rectificador controlado de silicio SCR sehaceconductor no slo cuando la tensin en sus bornes se hacepositiva o ms bien dicho cuandola tensin de nodo es mayor que latensin de ctodo, sino cuando siendo esta tensinpositiva, se enva unimpulso de cebado a su puerta.El parmetro principal de losrectificadores controlados es el n!ulo de retardo, » elcualpodremos variar en esta e#periencia de laboratorio.Como losu!iere su nombre, el SCR es un rectificador, por lo que pasacorriente slodurante los semiciclos positivos de la fuente de C.$.El semiciclo positivo es el semicicloen que el nodo del SCR es ms positivo que el ctodo. Estosi!nifica que el SCR no puedeestar encendido ms de la mitad deltiempo. %urante la otra mitad del ciclo cuando elsistema est en elsemiciclo ne!ativo, la polaridad de la fuente es ne!ativa, y estapolaridadne!ativa hace que el SCR ten!a polari&acin inversa,evitando el paso de cualquiercorriente a la car!a, de manera que enesta confi!uracin de SCR la mitad de la potencia sedesperdicia porlo que la manera de aprovechar toda la potencia entre!ada por lafuente loveremos en el pr#imo laboratorio ya que el objetivoprincipal de este laboratorio solo serre!ular la intensidad de unacar!a puramente resistiva ‘un foco(, mientras observamoscmo cambianlas se)ales en el SCR y en la Car!a con ayuda del osciloscopio.http://www.monografias.com/trabajos14/control/control.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/objetivos-educacion/objetivos-educacion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos901/evolucion-historica-concepciones-tiempo/evolucion-historica-concepciones-tiempo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/objetivos-educacion/objetivos-educacion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos901/evolucion-historica-concepciones-tiempo/evolucion-historica-concepciones-tiempo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/control/control.shtml
  • 7/24/2019 Laboratorio #3 – Electronica de Potencia(1)3/15*+E-/*S*bservar la operacin y las formas de onda de un SCR que activauna car!aresistiva%eterminar las caractersticas el0ctricas de un SCR particular*bservar la estabili&acin de temperatura usando un dispositivode transicinconductiva ‘%$C(1$-ER$2ES 3 E456*S1ultmetro %i!ital 1ultmetro $nlo!o *sciloscopio di!ital 7uentede voltaje variable de $CSCR S89% o equivalente R;< 8.8= > R8< potencimetro de8?@ > RA< ;= > C
  • 7/24/2019 Laboratorio #3 – Electronica de Potencia(1)4/15MARCO TERICORectificador controlado de silicio SCR (silicon controlledrectifier):Es un dispositivo semiconductor biestable formado por tresuniones pn con la disposicinpnpn. Est formado por tres terminales,llamados Fnodo, Ctodo y 6uerta. 2a conduccinentre nodo y ctodo escontrolada por el terminal de puerta. Es un elementounidireccional’sentido de la corriente es Gnico(, conmutador casiideal, rectificador y amplificador a lave&. El SCR se asemeja aun diodo rectificador pero si el nodo es positivo en relacinalctodo no circular la corriente hasta que una corriente positivase inyecte en la puerta.2ue!o el diodo se enciende y no se apa!arhasta que no se remueva la tensin en el nodoHctodo, de all elnombre rectificador controlado.El SCR es un rectificador construidocon material de silicio con una tercera terminal paraefecto decontrol. Se esco!i el silicio debido a sus capacidades dealtatemperatura y potencia.2a operacin bsica del SCR es diferente de ladel diodosemiconductor de dos capas fundamental, en que una terceraterminal, llamada compuerta,determina cundo el rectificador conmutadel estado de circuito abierto al de circuitocerrado. Io essuficiente slo la polari&acin directa del nodo al ctodo deldispositivo. Enla re!in de conduccin la resistencia dinmica el SCR estpicamente de .; a .;>2a resistencia inversa es tpicamente de ;=> o ms. 5n SCR actGa a semejan&a de uninterruptor. Cuandoesta encendido ‘*I(, hay una trayectoria de flujo de corriente debajaresistencia del nodo al ctodo. $ctGa entonces como uninterruptor cerrado. Cuando estapa!ado ‘*77(, no puede haber flujode corriente del nodo al ctodo. 6or tanto, actGacomo un interruptorabierto. %ado que es un dispositivo de estado slido, la accinde
  • 7/24/2019 Laboratorio #3 – Electronica de Potencia(1)5/15conmutacin de un SCR es muy rpida.PROCEDIMIENTOConecte el circuito mostrado en la fi!ura ;, con R;, R8, RA,C.Coloque un diodo, de voltaje nominal 8 / o ms alto en serie conla terminal decompuerta y apuntando hacia esta. 2a alimentacin $C debe ser ;;?/$C, aislada de tierrafsica. %espu0s mediante un osciloscopio,conecte la tierra del osciloscopiopermanentemente al ctodo del SCRy utilice la entrada diferencial para medir el voltaje decar!a y elvoltaje al resistor de compuerta.nota: Asegrese de !»e el ca#le de ali$entaci%n deloscilosco&io no tenga ter$inal detierra’ as se eitar* «ncortocirc»ito+5tilice un SCR, RC$ tipo S89% o similar. 2a car!a debe ser unalmpara de D a B ouna resistencia de ;> ;. nserte un ampermetroanlo!o de a ; $ o de a ? m$en serie con la car!a.;( Coloque el osciloscopio a trav0s de las terminales de nodo yctodo SCR.$. Re!istre apro#imadamente cuanto es el n!ulo de retardo dedisparo mnimo ym#imo.
  • 7/24/2019 Laboratorio #3 – Electronica de Potencia(1)6/15Resp. El n!ulo de disparo m#imo apro#imadamente calculado es de;8J y el mnimo deapro#imadamente es de BJ.+. Re!istre la corriente de car!a promedio bajo las doscondiciones. K4u0 relacin e#isteentre el n!ulo de retardo de disparo y la corriente decar!aLResp. 6ara el n!ulo de retardo menor la corriente es deapro#imadamente D m$ y parael n!ulo de retardo mayor la corrientees de apro#imadamente BM m$N la relacin entre lacorriente de lacar!a y el n!ulo de retardo es que para un n!ulo de retardo menor,lacorriente de la car!a es menor.C. KEn qu0 direccin debe !irar el potencimetro de 8?@ paraincrementar el n!ulo deretardo de disparoL E#plique por queResp. %ebe !irar en la direccin en que el valor de resistenciaentre las terminales que estnconectadas al circuito aumente, ennuestro laboratorio es en la direccin de las manecillasdelreloj.
  • 7/24/2019 Laboratorio #3 – Electronica de Potencia(1)7/15%. %ibuje la forma de onda /$@ para cierto n!ulo de retardo dedisparo intermedioE. 1ida el voltaje que e#iste a trav0s del SCR despu0s deldisparo ‘/-(. KEssuficientemente constanteL K4u0 valorre!istraLResp.Es suficientemente contante, re!istra apro#imadamente;;v8( Sin alterar la confi!uracin del potencimetro de la parte O%Pconecte el osciloscopio atrav0s de la resistencia$. %ibuje la formade onda del voltaje de car!a para el mismo n!ulo de retardo dedisparo anterior.
  • 7/24/2019 Laboratorio #3 – Electronica de Potencia(1)8/15+. Compare la forma de onda del voltaje de car!a con la forma deonda del voltaje enel SCR. KEsta comparacin parece l!icaLResp. Silo parece. 2a forma de onda que pasa a trav0s del SCR es la quecontiene lamayor parte de la ener!a mientras que la que pasa atrav0s de la car!a es lo que serecort, adems al comparar las ondasse observa que en la car!a la se)al de la ondaesta rectificada debido que solo aparece la parte positiva de lase)al, y se observa eln!ulo de retardo.A( Coloque el *sciloscopio a trav0s del resistor de compuerta de;@. el flujo de corriente ala compuerta se puede calcularutili&ando la 2ey de ohm para el resistor de ;@. 1idalacorriente de compuerta necesaria para disipar el SCR ‘Q-(. KCuntocambia esta alcambiar el n!ulo de retardo de disparoL Kes lo queusted esperabaLResp. Esta corriente es de 9.9;? m$. $l aumentar eltiempo muerto del SCR disminuyela intensidad de esta corriente, yen caso contrario su valor aumenta. Esperabamos estoya que alaumentar el tiempo muerto el SCR debe estar apa!ado ms tiempo.D( Coloque el osciloscopio a trav0s de las terminalesprincipales del SCR y ajuste a cierton!ulo de retardo de disparointermedio. Enfri0 el SCR con aire helado y observe lareaccin deln!ulo de retardo de disparo. K4u0 efecto tiene disminuir latemperatura enun SCRLResp. %ependiendo de las condiciones de trabajo de un tiristor,este disipa unacantidad de ener!a que produce un aumento de latemperatura en las uniones delsemiconductor. Este aumento de latemperatura produce un aumento de la corrientede fu!a, creando unfenmeno de acumulacin de calor que debe ser evitado. $ldisminuir latemperatura del SCR se disminuye este efecto.?( nstale un %$C de A?/ en serie con el resistor de compuerta de;=. Repita los pasos ;y D. K4u0 diferencia importante observaLResp.El %$C nos permite controlar el n!ulo de disparo en ambasdirecciones de laonda $C. Con esto se obtiene un mayor control yaprovechamiento de la ener!aobtenida, cosa que no se poda hacer conun diodo.RESU,TADOS
  • 7/24/2019 Laboratorio #3 – Electronica de Potencia(1)9/15A+ CIRCUITO ARMADO EN MU,TISIN-+ CIRCUITO ARMADO ./SICAMENTEC+ SIMU,ACIN A ,A M0S -A1A INTENSIDAD
  • 7/24/2019 Laboratorio #3 – Electronica de Potencia(1)10/15C.;. *sciloscopio visto desde la car!aC.8. *sciloscopio visto desde el SCRC.A. 7ocoD+ SIMU,ACIN A ,A M02IMA INTENSIDAD
  • 7/24/2019 Laboratorio #3 – Electronica de Potencia(1)11/15%.;. *sciloscopio visto desde la car!a%.8. *sciloscopio visto desde el SCR%.A. 7ocoCONC,USIONES
  • 7/24/2019 Laboratorio #3 – Electronica de Potencia(1)12/15%espu0s de haber reali&ado este laboratorio hemos lle!ado alas si!uientes conclusiones:$prendimos que los SCR no solo nos permite utili&arlos comoun interruptor sinoque adems, !racias a que podemos variar su n!ulo de disparotambi0n podemosutili&arlos como variador de intensidad como loobservamos en este laboratorio.%escubrimos que con la confi!uracin del circuito que usamos eneste laboratorio,este solo nos permite utili&ar S*2* la mitadde la potencia que nos brinda la fuentey que el resto sedesperdicia debido a que el SCR no deja de comportarse como undiodoy este comportamiento bloque uno de los semiciclos de la ondahaciendo quecon ese semiciclo bloqueado, se pierda potencia en elsistema.%e las simulaciones pudimos obeservar que las se)ales vistas enel osciloscopio, alcomparar la se)al del SCR con la se)al de lacar!a eran totalmente diferentes debidoa que la parte de la se)alque faltaba en el SCR era precisamente la se)al que seestabautili&ando para alimentar la car!a, y que la Gnica forma deobservar unacompleta onda senoidal en el SCR era cuando este estabaen circuito abierto y porende la car!a estaba apa!ada.-I-,IO3RA./A
  • 7/24/2019 Laboratorio #3 – Electronica de Potencia(1)13/154tt&:55666+n7&+co$5doc»$ents5data8s4eet5-T99;@no$e8categoria>[email protected]&o>@&ri$>ANE2OShttp://www.nxp.com/documents/data_sheet/BT151-500R.pdfhttp://www.milcomp.com.br/produtos.asp?PaginaAtual=6&codigo_categoria=33&nome_categoria=Potenciometros&tipo=&primhttp://www.milcomp.com.br/produtos.asp?PaginaAtual=6&codigo_categoria=33&nome_categoria=Potenciometros&tipo=&primhttp://www.nxp.com/documents/data_sheet/BT151-500R.pdfhttp://www.milcomp.com.br/produtos.asp?PaginaAtual=6&codigo_categoria=33&nome_categoria=Potenciometros&tipo=&primhttp://www.milcomp.com.br/produtos.asp?PaginaAtual=6&codigo_categoria=33&nome_categoria=Potenciometros&tipo=&prim
  • 7/24/2019 Laboratorio #3 – Electronica de Potencia(1)14/15SCR:
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