UNIVERSIDAD DE LA SALLE - LABORATORIO CONVERSORES CC/CC
Conversor DC/DC – Clase E 1. Objetivos a. b. c. d.
Analizar el funcionamiento de un Conversor DC/DC Clase E. Diseñar un driver de control para este tipo de conversor. Calcular la potencia de salida, el re ndimiento del conversor. Determinar las características eléctricas de los semiconductores a utilizar en la etapa de potencia.
2. Teoría:
Si deseamos controlar la velocidad de un motor eléctrico DC, tendremos que usar un chopper de tipo reductor clase A. Pero si necesitamos controlar la velocidad e implementar un sistema de frenado regenerativo de un motor DC, como se muestra en la figura 1, se hace necesario recurrir a un chopper clase C.
Figura 1
Para conseguir dicho frenado es necesaria la utilización de un chopper que permitan la circulación de corriente entre la carga y la fuente en los dos sentidos. Es aquí donde se hace necesario el uso de un convertidor con vertidor clase C, como el del modelo mostrado en la figura 2.
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Figura 2 Pero como el laboratorio que se pretende realizar demanda el control de velocidad y frenado regenerativo en los dos sentidos de giro se hace necesario utilizar un chopper clase E o también conocido como inversor en configuración puente – H, que corresponde al modelo mostrado en la figura 3.
Figura 3 Este modelo tiene la característica que puede trabajar en los cuatro cuadrantes, como se muestra en la figura 4.
Figura 4
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3. Plan de trabajo
4.
Diseñe un prototipo de chopper puente H, para controlar la velocidad, suavizar el arranque y sistema de frenado regenerativo de un motor DC, de 24V / 2Amp, en sentido horario y en sentido anti-horario. Identifique el valor de R, L y V del motor a utilizar Calcule la corriente máxima y mínima por la inductancia Calcule el rizado de la corriente en la bobina Calcule la corriente media por la bobina Calcule el voltaje medio de salida para un ciclo de trabajo de 0.5 El sistema debe funcionar de la siguiente forma: El sistema requiere de tres pulsadores (S1; S2; S3) y dos potenciómetros (Rv; Rs). El pulsador S1 condiciona el motor para que gire en sentido horario. El pulsador S2 condicione el motor para que gire en sentido anti-horario. El pulsador S3 produce el frenado regenerativo del motor en cualquier sentido de giro. El potenciómetro Rv controla la velocidad del motor de 0 al 90% de la velocidad nominal. El potenciómetro Rs suaviza el consumo de corriente en el arranque del motor o provoca un arranque enrrampado. Diseñe un circuito de control que cumpla con las condiciones establecidas, utilizando un PIC. Simule el circuito de control en PROTEUS y la etapa de potencia en ORCAD
Procedimiento
Monte el circuito de la figura 3 en protoboard. Verifique las formas de onda entregadas por el sistema de control. Determine si el sistema de control genera las señales adecuadas para controlar la etapa de potencia y proceda a realizar e l acople entre la epata de control y la etapa de potencia. Determine entre que valores puedo ajustar el Voltaje de salida y la potencia. Tome las mediciones necesarias para obtener el informe de resultados solicitados
5. Informe de resultados
Elabore una tabla donde se pueda observar los valores de tensión y potencia de salida mínima y máxima en la carga. Elabore un diagrama de tiempos donde muestre las formas de onda tanto de control como de salida.
5.1 Análisis de resultados
Haga un análisis de los resultados y justifique en caso de que haya inconsistencias.
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Se debe anexar al informe las tablas correspondientes a los datos de campo; recuerde que dichas tablas deben contener tanto la información obtenida experimentalmente, teóricamente y en las simulaciones.
6. Conclusiones Escriba algunas conclusiones, diga qué conocimientos adquirió o confirmó durante el desarrollo de esta práctica.
7. Bibliografía En esta sección se incluye únicamente la bibliografía citada o consultada. Para facilitar su consulta, se ordena alfabéticamente por apellidos.
8. Anexo 1: En esta sección se incluye únicamente los resultados obtenidos de las simulaciones, como son gráficos, formas de onda, magnitudes, esquemas. Se debe organizar una carpeta para los resultados de las etapas de potencia y en otra los resultados de las etapas de control .
9. Anexo 2: En esta sección se incluye únicamente los resultados obtenidos de las mediciones con el osciloscopio, como son formas de onda, magnitudes. Estas formas de o nda se deben tomar del osciloscopio con una USB y traerlas al informe.
10. Anexo 3: En esta sección se incluye únicamente los datasheet de los elementos utilizados en la práctica, como, por ejemplo, sensores, resistencias especiales, diodos, transistores, SCR, etc.
11. Anexo 4: En esta sección se incluye únicamente los ejecutables de las simulaciones de las etapas de potencia y de control. Con respecto a los programas en C desarrollados para los controladores cuando se utilizan PIC’s, se deben incluir en un bloc de notas el listado del código debidamente comentado en cada una de sus instrucciones y en otro bloc de notas el código hexadecimal de c ada programa.
