Lab 1 Indust Saenz
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UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLÓGICA DEL
CONO SUR DE LIMA
(UNTECS)
ELECTRONICA INDUSTRIAL
PRE LABORATORIO N°1
PUENTES RECTIFICADORES DE MEDIA ONDA
ALUMNO:
SAENZ MONTALVAN DAVID ENRIQUE
Analice el funcionamiento, importancia, esquema y aplicación de los circuitos auxiliares de
conmutación snubber dentro de la electrónica de potencia.
SNUBBER:
Es un circuito auxiliar, se posiciona casi siempre a través de la célula de conmutación que
absorbe energía para después realizar una compensación de esta misma. Aunque se puede
utilizar para reducir pérdidas de conmutación, algunos circuitos de este tipo RC sirven también
para evitar un falso disparo de algún componente.
Snubbers de tensión disipativos
Como ya se mencionó anteriormente los circuitos de ayuda a la conmutación o snubbers de
tipo disipativo, eliminarán la energía absorbida durante la conmutación disipándola en una
resistencia.
Snubber de tensión RC
Consta de una resistencia y un condensador que serán colocados en paralelo con el dispositivo.
A pesar de su sencillez este circuito permite amortiguar las posibles resonancias parásitas y
controlar la pendiente de la tensión en el semiconductor. En la figura semuestra la red RC
aplicada a un circuito genérico con un interruptor en conmutación. La incorporación de la red
RC permitirá reducir las pérdidas en el paso a bloqueo. Si los valores de R y C se escogen
adecuadamente las pérdidas en conmutación podrían verse reducidas hasta un 40 %,
incluyendo las presentes en la resistencia R.
Análisis de funcionamiento
Aunque el snubber RC no es el circuito más apropiado para facilitar las conmutaciones de un
transistor, si tiene especial utilidad como snubber de diodos y tiristores, para suprimir
sobretensiones y reducir la derivada de tensión durante el apagado. La figura 3.4, se
corresponde con el esquema eléctrico de un convertidor CC/CC reductor, aunque puede ser
extensible a otros convertidores, donde se ha incorporado una inductancia parásita Ls en serie
con el diodo y un circuito de ayuda a la conmutación RC en paralelo con el diodo. Dicho
circuito estará encargado de la protección del diodo ante la sobretensión que la inductancia Ls
provocará durante el bloqueo de éste.
Snubber de tensión RCD
Este tipo de circuitos encuentran un amplio campo de aplicación en la protección de
interruptores, como es el caso de los transistores bipolares que se irán mostrando en las
sucesivas figuras. Podemos distinguir dos utilidades en los circuitos RCD (resistencia
condensador y diodo):
· Control de la pendiente de subida de la tensión en el interruptor durante el transitorio de
apagado.
· Enclavamiento de la tensión en el interruptor.
En la figura 3.12 se muestra la disposición del snubber RCD sobre el interruptor.
Tipos de conmutación:
1.- Conmutación dura:
La operación de los semiconductores de potencia consiste en regular la cantidad de energía
deseada a la salida. Existen dos formas en las cuales puede trabajar el interruptor, en
conmutación dura o suave.
2.- Conmutación suave:
En ciertas topologías de convertidores conmutados, dispositivos LC resonantes pueden ser
utilizados principalmente para moldear el voltaje y la corriente en el interruptor para
proporcionar conmutación a cero voltajes y a cero corriente, es decir un periodo de
conmutación, existen intervalos de operación tanto resonantes como no resonantes.
3.- Conmutación a cero voltajes quasi- resonante:
Es un convertidor resonante, en la red de conmutación de un convertidor por ancho de pulso o
PWM es reemplazada por una red de conmutación que contiene elementos resonantes.
4.- Conmutación a cero corriente:
En estos convertidores, los interruptores de potencia son conmutados a cero corriente, es
decir, tienen un apagado “suave” pero al momento del encendido, el interruptor tiene un
crecimiento brusco en la corriente, por lo que al momento del encendido este lo realiza en
conmutación dura.
Contenido armónico y factor de distorsión de tensiones y corrientes para los diferentes
Snubber.
Los armónicos son corrientes o tensiones, o ambos, presentes en un sistema eléctrico, con
frecuencia múltiplo de la frecuencia fundamental. Con el creciente aumento en el uso de
cargas no lineales (procedentes de la electrónica de potencia), se han empezado a tener
problemas en las instalaciones eléctricas, debido a generación de armónicos de corriente y
tensión en el sistema eléctrico. Entre éstos están sobrecalentamiento de cables,
transformadores y motores, corrientes excesivas en el neutro y fenómenos de resonancia
entre los elementos del circuito. El incremento de la distorsión armónica de tensión puede
causar un funcionamiento incorrecto de muchos equipos (especialmente los menos robustos)
que han sido diseñados para operar en condiciones normales (poca distorsión armónica).
En los sistemas de potencia, los motores son una componente muy representativa de la carga
y se usan ampliamente en instalaciones industriales y comerciales. Los motores de inducción
son sensibles a los armónicos y se ven sometidos a todas las variaciones de la fuente de
potencia, lo que afecta su funcionamiento y características de operación. Los efectos de la
distorsión armónica sobre el funcionamiento del motor han sido tratados extensivamente en
la literatura. Este documento presenta una breve revisión de los efectos de los armónicos de
tensión en motores de inducción.
Distorsión armónica
La fuente de tensión no sinusoidal puede expresarse en forma general como:
Donde V1es la tensión fundamental, Vn representa la tensión armónica de orden n y θn es el
ángulo de fase.
Investigue y diseñe un circuito de disparo para el puente rectificador de media onda
controlado.
En la figura se muestra el diagrama de bloques de un circuito generador del disparo de
tiristores de un rectificador controlado de media onda o de una rama de un rectificador
controlado de onda completa. La señal de disparo se obtiene de la comparación de una señal
triangular sincronizada con la red y una tensión de control.
Una forma de controlar la salida de un rectificador de media onda es utilizar un SCR en
lugar de un diodo. En la figura se presenta un rectificador de media onda controlado
con una carga resistiva. Se deben cumplir dos condiciones antes que el SCR pueda
entrar en conducción:
1.- El SCR debe estar polarizado en directa.
2.- Se debe aplicar una corriente a la puerta del SCR.
A diferencia del diodo, el SCR no entrará en conducción en cuanto a la señal de
generador sea positiva. La conducción no se inicia hasta q se aplica una corriente de
puerta, lo cual es la base para utilizar el SCR como medio de control. Una vez que el
SCR conduce, la corriente de puerta se debe retirar y el SCR continúa en conducción
hasta que la corriente se hace igual a cero.
Para el puente rectificador de media onda no controlado, calcule analíticamente:
Evalué las perdidas eléctricas sobre los diodos del circuito de la gura . y . Adicionalmente
verifique sus especificaciones térmicas
Principales características
Tensión inversa de pico máximo: 1KV (VRRM) max
Tensión máxima en un circuito rectificador de madia onda con carga capacitiva: 500 V
(Vef)
Rango de temperatura: - 65 ºC a +125 ºC
Caída de tensión: 1,1 V (VF)max
Corriente en sentido directo: 1 A (If)
Corriente máxima de pico: 30 A (Ifsm)max
Especifique los instrumentos a utilizar en el laboratorio y el protocolo de medición a utilizar
durante la actividad práctica.
PROTOCOLO DE MEDICIÓN:
Para la medición se baso en el siguiente protocolo
1.- Simular los circuitos de la guía en proteus
2.- Observar las señales obtenidas y sus valores.
3.- Implementar físicamente los circuitos en el protoboard.
4.- Alimentar el circuito con una señal de VP= 5V y F=60HZ.
5.- Se utilizó el osciloscopio para las mediciones de los 3 circuitos.
6.- Para las mediciones de voltaje de los circuitos se utilizó el Channel 1 del osciloscopio,
poniendo una de las puntas de medición en la toma a tierra, y la otra en el ánodo del diodo y el
channel 2 se puso una punta en tierra y la otra en la fuente para comparar las señales.
7.- Para mediciones de corriente se utilizó el multímetro para esto se conectó la punta
haciendo un puente entre los dos puntos de medición donde circula la corriente.
8.- Se retiro la fuente de alimentación
9.- Se repitió el proceso de medición para corroborar los datos.
10.- Se anoto los valores obtenidos.