CONTROL ELECTRONICO DE MAQUINAS ELECTRICAS Tema :
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RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA
Grupo
CONTROL ELECTRONICO DE MAQUINAS ELECTRICAS CODIGO: 7038
LABORATORIO N° 01
“RECTIFICADOR
DE MEDIA ONDA CON
CARGA RESISTIVA E INDUCTIVA”
C A L C I NA NA M A C H A C A , F R A N K L I N LA RICO RICO INFA, EDGARD L. A l u m n o ( o s ): ):
NIETO NIETO AB ARCA , GUSTAVO GUSTAVO SULCA QUISPE, QUISPE, RUSBEL RUSBEL
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I. OBJETIVOS
Entender el funcionamiento del rectificador de media onda con carga resistiva e inductiva Medir y calcular los valores medio, rms y los parámetros de calidad de un rectificador controlado.
II. EQUIPO Y MATERIALES A UTILIZAR
Módulo de Electrónica de Potencia. Un multímetro digital. Un osciloscopio digital. Conectores.
III. INTRODUCCIÓN TEÓRICA Los rectificadores de media onda se utilizan principalmente en aquellas aplicaciones que requieren poca potencia. Los usos más comunes son en electrodomésticos así como los aparatos de carga o de suministro de corriente. El funcionamiento del circuito rectificador puede realizarse en modo no controlado (M1). Por lo general este tipo de convertidor se alimenta de la red.
Parámetros del circuito rectificador de media onda:
Valor medio Valor rms Eficiencia Factor de forma Factor de componente ondulatoria Factor de utilización del transformador Salida de potencia DC Salida de potencia AC
( ) ⁄
Para rectificación de media onda debe cumplirse:
,
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IV. PROCEDIMIENTO RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA CON CARGA RESISTIVA 1. Armar el circuito mostrado en la figura:
2. Graficar las formas de onda de las siguientes magnitudes, durante dos semiperiodos: Tensión de entrada y tensión de salida del rectificador. Corriente de entrada y corriente de salida del rectificador.
En las imágenes inferiores son las imágenes de la tensión con carga resistiva, la onda de color azul se refiere al canal B que está conectado a la carga y la onda de color rojo indica el canal A que está conectado a la señal de entrada. Podemos apreciar como en la onda de color azul se rectifica la señal de entrada y solo nos arroja el semiciclo positivo.
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En las imágenes inferiores son las gráficas de la corriente con carga resistiva, la onda de color azul se refiere al canal B que está conectado a la carga y la onda de color rojo indica el canal A que está conectado a la señal de entrada. Podemos apreciar como en la onda de color azul se superpone la señal de entrada y podemos notar que son semejantes.
3. Completar la tabla que se muestra a continuación. Emplee el instrumento de medición correspondiente. Valor medido en el lado de carga Udc Uac Umixta Idc Iac Imixta
41.30 V 50.45 V 65.70 V 146.00 mA 180.00 mA 232.00 mA
4. Para el circuito de salida determine los valores mostrados en la tabla: Cálculo con los valores medidos Salida de potencia DC Salida de potencia RMS Eficiencia Factor de forma (FF) Factor de componente ondulatoria (RF) Factor de utilización del transformador (TUF) Voltaje PIV
6.31 W 15.62 W 0.40 1.57 1.22 0.28 129.87 V
5. Responda a las siguientes preguntas: a) ¿Qué tipo de instrumento debe usarse para medir los diferentes valores observados en el laboratorio? Multímetro, osciloscopio, módulo de Electrónica de Potencia. b) ¿Existe diferencias entre los valores teóricos y los valores medidos? Explique. Si existe diferencia entre los valores teóricos y los medidos debido a la interferencia e incertidumbre de los diferentes equipos utilizados para medir.
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Defina los voltajes cd, ca y rms. o Voltaje cd: valor que contiene netamente tensiona en continua. o Voltaje ca: valor que contiene netamente tensiona en alterna. o Voltaje rms: es la tensión mixta donde está contenido tanto la tensión continua como la tensión en alterna, el valor de la raíz cuadrada media, conocido también como valor eficaz. d) ¿Cuál es el significado del TUF? Es el factor de utilización de transformador. Este factor nos da una idea del empleo que se hace de la disponibilidad o aprovechamiento del arrollamiento del transformador. e) ¿Cuál es el significado del factor de forma? Indica la relación entre el valor eficaz y el val or medio. Si el factor de forma es grande, indica que la onda tiene poca componente continua y mucha alterna. Es una medida de la forma del voltaje de salida. f) ¿Cuál es el significado del factor de componente ondulatoria? Es una buena forma de medir el alisamiento en la salida de cc. g) ¿Se cumple la relación cuadrática? Si se cumple la relación cuadrática.
RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA CON CARGA INDUCTIVA 1. Armar el circuito mostrado en la figura:
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2. Graficar las formas de onda de las siguientes magnitudes, durante dos semiperiodos: Tensión de entrada y tensión de salida del rectificador. Corriente de entrada y corriente de salida del rectificador.
En las imágenes inferiores son las imágenes de la tensión con carga resistiva e inductiva, la onda de color azul se refiere al canal B que está conectado a la carga y la onda de color rojo indica el canal A que está conectado a la señal de entrada. Podemos apreciar como en la onda de color azul se rectifica la señal de entrada y solo nos arroja el semiciclo positivo con un pico negativo.
En las imágenes inferiores son las gráficas de la corriente con carga resistiva e inductiva, la onda de color azul se refiere al canal B que está conectado a la carga y la onda de color rojo indica el canal A que está conectado a la señal de entrada. Podemos apreciar como en la onda de color azul se superpone la señal de entrada y podemos notar que son semejantes.
3. Responda a las siguientes preguntas: a) ¿Qué ocurre con el voltaje en la carga? Es rectificada la señal pero se muestra a la vez un pico negativo debido a que la bobina almacena energía durante el intervalo en que la corriente es creciente, siendo devuelta posteriormente. Por efecto de la energía almacenada, se provocará la conducción del diodo durante el semiperíodo negativo, reduciendo el valor continuo a la salida. b) ¿Qué sucede con la corriente? La señal mejora con respecto a la interferencia y la señal se mantiene semejante a la de la entrada si observamos las imágenes superiores. c) ¿Cuál es la importancia del tipo de carga sobre los diodos? De acuerdo al tipo de carga la señal de salida es más limpia y continua.
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d) ¿Qué forma de onda tiene la corriente? Forma de pulsos. e) ¿Las expresiones para determinar los valores teóricos para carga resistiva son los mismos que para carga inductiva? Las expresiones para determinar los valores teóricos para carga resistiva no son los mismos que para carga inductiva.
RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA CON CARGA INDUCTIVA Y DIODO VOLANTE 1. Armar el circuito mostrado en la figura:
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4. Graficarlas formas de onda de las siguientes magnitudes, durante dos semiperiodos: Tensión de entrada y tensión de salida del rectificador. Corriente de entrada y tensión de salida del rectificador.
En las imágenes inferiores son las imágenes de la tensión con carga resistiva e inductiva con diodo volante, la onda de color azul se refiere al canal B que está conectado a la carga y la onda de color rojo indica el canal A que está conectado a la señal de entrada. Podemos apreciar como en la onda de color azul se rectifica la señal de entrada y solo nos arroja el semiciclo positivo sin un pico negativo o sea con la señal mejorada gracias al diodo volante.
En las imágenes inferiores son las gráficas de la corriente con carga resistiva e inductiva, la onda de color rojo se refiere al canal B que está conectado a la entrada y la onda de color azul indica el canal A que está conectado a la señal de salida o carga. Podemos apreciar como en la onda de color azul se retrasa su corte.
2. Responda a las siguientes preguntas: a) ¿Cuál es el efecto del diodo volante? Para evitar los efectos de corte de corriente y forzar la conducción del diodo, se utiliza un diodo “volante” o de bifurcación. Este elemento se pone como retorno para l a corriente circulante en el circuito y así permitir que el diodo conmute cuando la fuente de CA cambia de polaridad, así se mejora el voltaje CC en la carga eliminando la parte de semiciclo negativo que hace crecer el voltaje medio obtenido. b) ¿Qué observa en la forma de onda de corriente? Se observa que el valor de corte de corriente depende de los parámetros de la carga, mientras mayor sea la inductancia en la carga más se retrasará el ángulo de corte de corriente, reduciendo así el voltaje medio que entregamos a la carga. En el circuito con diodo volante, el voltaje medio entregado será fijo independiente de la relación R/L.
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V. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES OBSERVACIONES
Se puede observar en el medidor del
CONCLUSIONES
módulo una potencia reactiva.
de los equipos usados.
Se observa en el osciloscopio en la
El diodo solo permite el paso del semiciclo positivo debido a que es
señal de salida solo los semiciclos
polarizado en forma directa y se
positivos de la señal de entrada.
cierra.
Este valor es debido a la interferencia
La bobina almacena energía siendo devuelta posteriormente. Por efecto
Se observa en la imagen el semiciclo
de
positivo con un pico negativo.
la
energía
almacenada,
se
provocará la conducción del diodo durante el semiperíodo negativo.
Se puede corregir el pico de tensión negativa que introduce la bobina
Se observa la mejora del voltaje CC
mediante
en la carga eliminando la parte de
un
diodo
puesto
en
antiparalelo con la carga, de modo
semiciclo negativo que hace crecer el
que cuando la tensión en la carga
voltaje medio obtenido.
comience a hacerse negativa el diodo conduzca y estabilice la tensión.
Se observa en la imagen de la corriente que el valor de corte de corriente se retrasa.
El
valor
de
corte
de
corriente
depende de los parámetros de la carga,
mientras
mayor
sea
la
inductancia en la carga más se retrasará el ángulo de corte de corriente.
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