UNIVERSIDAD DE LA COSTA, CUC PROGRAMAS DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA
FACULTAD DE INGENIERÍA
Disparo Resistivo del SCR GUILLERMO CARDENAS, OSCAR VILLA, JUAN DAVID OSORIO, BRAYAN AHUMADA . 15/09/2017 Laboratorio de Electrónica III VIERNES 7:30PM A 9:30 PM, Universidad de la Costa, Barranquilla
Resumen
En el siguiente documento desarrollaremos el diseño de un circuito con un control de disparo resistivo que permita la manipulación del ángulo de disparo del Tiristor SCR C106D entre 10° y 90°.
En la práctica realizada en el laboratorio de electrónica, en donde el tema a realizar es disparo resistivo del SCR, se calcularon los valores de resistencias por compuertas y la de disparo de control de un SCR, con el fin de determinar que cuando el potenciómetro este en valores entre 10º y 90 º como va a ser su comportamiento; analizándolo en el osciloscopio.
Objetivo General:
- Diseñar un circuito mediante el cual podamos variar los ángulos de disparo del SCR especificados. Objetivos Específicos:
Palabras claves SCR, Compuerta, Potenciómetro. Disparo resistivo, Osciloscopio.
-
Calcular los valores de voltajes, corrientes y resistencia necesarios para que se dé la variación de ángulos.
-
Con la ayuda del osciloscopio obtener la onda que el circuito resistivo permite variar entre los distintos ángulos.
Abstract In laboratory practice done electronically, where the subject is to perform SCR firing resistor, the resistor values were calculated by gates and control the firing of an SCR, so as to determine that when the potentiometer this values between 10 ° and 90 ° as will be their behavior, analyzing the oscilloscope.
2. Fundamentos Teóricos El circuito de disparo o excitación de compuerta de los tiristores, es una parte integral del convertidor de potencia. La salida de un convertidor, que depende de la forma en que el circuito de disparo excita a los dispositivos de conmutación (tiristores), es una función directa del proceso de cómo se desarrolla la conmutación. Podemos decir entonces que los circuitos de disparo, son elementos claves para obtener la salida deseada y cumplir con los objetivos del “sistema de control”, de cualquier convertidor de energía eléctrica.
Keywords SCR, Gate Potentiometer. Resistive shot oscilloscope. 1.
Introducción.
El Rectificador controlado de Silicio SCR, es a diferencia de los otros dispositivos electrónicos el que posee una característica particular, y es que este es capaz de controlar el flujo de carga de la compuerta o gate, por medio de la implantación al diseño de un circuito, de una resistencia la cual cumple con la función de obstaculizar el parámetro de activación. Su campo de aplicaciones podría darse en algún sistema donde necesitemos variar la cantidad de luz emitida.
El diseño de un circuito excitador, requiere el conocimiento de las características eléctricas de compuerta del tiristor específico, que se va a utilizar en el circuito principal de conmutación. Para convertidores, donde los requisitos del control no son exigentes, puede resultar conveniente diseñarlo con circuitos
1
UNIVERSIDAD DE LA COSTA, CUC PROGRAMAS DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA
FACULTAD DE INGENIERÍA
la red) ωt = α, donde α recibe el nombre de ángulo de disparo.
discretos. En aquellos convertidores donde se necesita la activación de compuerta con control de avance, alta velocidad, alta eficiencia y que además sean compactos, los circuitos integrados para activación de compuerta que se disponen comercialmente, son más conveniente.
Desarrollo Experimental Equipos y Materiales 1 Resistencia de 86.85 K Ω ½ W 1 Potenciómetro de 500 KΩ ½ W 1 SCR S106 1 Fuente DC - Transformador 1 Protoboard 1 Amperímetro Caimanes y Conectores Osciloscopio
Las partes componentes de un circuito de disparo para tiristores usados en los rectificadores controlados por fase, a frecuencia industrial, son los siguientes: El circuito sincronizador, el circuito base de tiempo para retrasar el disparo, el circuito conformador del pulso, el circuito amplificador del pulso (opcional), el circuito aislador y finalmente el circuito de protección de la compuerta del tiristor. [1]
Procedimiento: 1. Armamos el circuito, de control de disparo resistivo del SCR S106; que se opere con un potenciómetro entre 10º y 90º, teniendo una fuente de alimentación de 7,66 V, VRMS. Figura 1. A continuación se muestran las formas de onda del rectificador controlado con carga resistiva del circuito anterior:
Figura 2. 2.
Se aplica una señal de puerta al tiristor en el instante (normalizado a la frecuencia de
2
Teniendo como datos de base los valores de corriente al cual el dispositivo SCR se dispara y teniendo valor de la carga RL y el valor de alimentación del transformador; procedemos a calcular un valor fijo de resistencia R1; y otra resistencia pero ajustable R2, calculadas a continuación.
UNIVERSIDAD DE LA COSTA, CUC PROGRAMAS DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA
FACULTAD DE INGENIERÍA
´´ − − 1 = 2 369.669Ω − 220Ω − 63.972Ω = 2 2 = 305.477Ω Teóricamente el osciloscopio debería darnos como resultado señales de esta forma:
4. Cálculos y análisis De Resultados Para los cálculos primero identificaremos los voltajes instantáneos de desfasaje, con lo que se toma de muestra el voltaje RMS arrojado por el instrumento de medida colocando una punta del instrumento de medida en el común del transformador y la otra en una de las líneas: VRMS=7.11V Vmax = √ 2 x 7,11V = 10,055V Vinst10 = Sen(10)(10,055V) = 1.746V Vinst90 = Sen(90)(10,055V) = 10,055V Ya teniendo estos valores procedemos a calcular los valores de las resistencias para tanto la carga como para el potenciómetro y la resistencia de partida, para estos cálculos asumiremos el valor de la corriente de disparo hallada en la primera experiencia: 27.2μA.
´ =
Esta es la señal inicial a un corte en sólo 10° centrada en el punto origen del display del osciloscopio.
° 1.746 = = 64.192Ω 27.2
5. Conclusiones
´ − = 1
Es importante saber que el voltaje medido entregado por el transformador es un valor RMS, y que este a su vez debe ser multiplicado por raíz de 2 aplicando posteriormente la fórmula para obtener el voltaje instantáneo. Para el caso de la primera resistencia lo único que hicimos fue aplicar ley de ohm y para el caso de la segunda se utilizó el potenciómetro, el cual al ser ajustado en alguna dirección se
Asumiendo una resistencia de carga =220Ω
64.192Ω − 220Ω = 1 1 = 63.972Ω
´´ =
° 10.055 = = 369.669Ω 27.2
3
UNIVERSIDAD DE LA COSTA, CUC PROGRAMAS DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA
FACULTAD DE INGENIERÍA
modifica inmediatamente el ángulo de la señal en el osciloscopio y a su vez el tiempo de conducción. La gran desventaja de este montaje es que posee un límite de variación que alcanza solo hasta 90°.
Bibliografía
-
-
José Manuel Benavent García, Antonio Abellán García, Emilio Figueres Amorós. Electrónica de potencia: teoría y aplicaciones. Rashid, Muhammad H., Virgilio González y Pozo Agustín Suárez Fernández. Electrónica de potencia: Circuitos, dispositivos y aplicaciones.
Paginas Consultadas: http://webcache.googleusercontent.com/se arch?q=cache:BidQQkFR7kcJ:www.frsf.utn .edu.ar/matero/visitante/bajar_apunte.php?i d_catedra%3D192%26id_apunte%3D2915 +&cd=1&hl=es&ct=clnk&gl=co http://www.uma.es/investigadores/grupos/el ectronica_potencia/index.php?option=com_ content&view=article&id=51&Itemid=37
4
