Llamas Unidad 2

Electrónica de Potencia Aplicada Ingeniería en Mecatrónica

Nombre del (la) Estudiante:

Rafael de Jesús Flores Palos

Apuntes:

Calificación

UNIDAD II 9°

Semestre:

ELECTRÓNICA DE POTENCIA

Objetivo general del curso: Diseñar circuitos electrónicos de potencia y convertidores de energía, para el arranque, control y protección de motores eléctricos de corriente alterna y directa de uso industrial con dispositivos electromagnéticos y de estado sólido. Unidad II TIRISTORES

2.1. Características y parámetros.

2.1.1 Rectificador controlado de silicio (SCR) 2.1.2 TRIAC. 2.1.3 DIAC 2.1.4 UJT. 2.2. Circuitos de descarga. 2.3. Control de fase. 2.4. Relevadores de estado sólido. 2.5. Aplicaciones en sistema macarrónicos.

2.5.1 Control de un motor de c.a. polifásicos. 2.5.2 Módulos de potencia para control de motores.

Docente: Ing. Raúl Llamas Esparza


Tiristor. Un tiristor es uno de los tipos más importantes de los dispositivos semiconductores de potencia. Los tiristores se utilizan en forma extensa en los circuitos electrónicos de potencia. Se operan como conmutadores biestables, pasando de un estado no conductor a un estado conductor. Para muchas aplicaciones se puede suponer que los tiristores son interruptores o conmutadores ideales, aunque los tiristores prácticos exhiben ciertas características y limitaciones. 2.1. Características y parámetros.

2.1.1 Rectificador controlado de silicio (SCR) El SCR. Es un dispositivo semiconductor vi estable formado por tres uniones pn con la disposición pnpn. Está formado por tres terminales, llamados Ánodo, Cátodo y Puerta. La conducción entre ánodo y cátodo es controlada por el terminal de puerta. Es un elemento unidireccional (sentido de la corriente es único), conmutador casi ideal, rectificador y amplificador a la vez. Símbolo y terminales del SCR

Figura 1: Símbolo del SCR.

Figura 2: Estructura básica del SCR.

Curva característica. En la región de polarización en directo el SCR se comporta también como un diodo común, siempre que el SCR ya haya sido activado (On). Ver los puntos D y E. Para valores altos de corriente de compuerta (IG) (ver punto C), el voltaje de ánodo a cátodo es menor (VC).



Si la IG disminuye, el voltaje ánodo-cátodo aumenta. (Ver el punto B y A, y el voltaje ánodo-cátodo VB y VA). Concluyendo, al disminuir la corriente de compuerta IG, el voltaje ánodo-cátodo tenderá a aumentar antes de que el SCR conduzca (se ponga en On / esté activo). CARACTERÍSTICAS GENERALES. • Interruptor casi ideal. • Soporta tensiones altas. • Amplificador eficaz. • Es capaz de controlar grandes potencias. • Fácil controlabilidad. • Relativa r apidez. • Características en función de situaciones pasadas (memoria).

Practica 1 Material: 1 SCR 2N6394, 12 A, 800 V, o similar mínimo 200 V, 5 A. 1 Resistencia 100 Ω, ½ W, (R G) 1 Resistencia 1k Ω, 1 W, (R C) 1 Potenciómetro 50KΩ

Equipo del laboratorio de eléctrica: 1 Multímetro con escala de 300mA 1 Interruptor de cuchilla



1 Fuente de voltaje de 5V Metodología Obtener del manual los parámetros de operación del SCR seleccionado 2.1.2. TRIAC (transistor de tríodo bidireccional) Un TRIAC puede conducir en ambas direcciones y normalmente se utiliza en el control de fase de corriente alterna (por ejemplo, controladores de voltaje de c.a del capítulo 6). Se puede considerar como si fueran dos SCR conectados en anti paralelo, con una conexión de compuerta común, como se muestra en la fig 415a. Las características v-i aparecen en la figura 4-15c. Dado que el TRAC es un dispositivo bidireccional, no es posible identificar sus terminales como ánodo y cátodo. Si la terminal IMT 2 es positiva con respecto a la terminal MT 1, el triac se puede activar aplicando una señal de compuerta positiva entre la compuerta G y la terminal MT 1. Si la terminal MT 2 es negativa con respecto a la terminal MT 1, se activara al aplicar una señal negativa a la compuerta, entre la compuerta G y la terminal MT 1. No es necesario que estén presentes ambas polaridades en las señales de la compuerta y un TRIAC puede ser activado con una sola señal positiva o negativa de compuerta. En la práctica, la sensibilidad varia de un cuadrante a otro, el TRIAC normalmente se opera en el cuadrante 1 + (voltaje y corriente de compuerta positivos) o en el cuadrante III - (voltaje y corriente de compuerta negativos).





Material y Equipo 















1 DIAC 1 TRIAC – MAC 12 o similar 200v, 10ª. 1 Potenciómetro de 100k (R2) 1 resistencia de 1k R1 1 Resistencia de 10k R3 1 lámpara de 60 W a 100 W 1 Osciloscopio 2 Capacitores (C1 de 0.1 micro faradios y C2 de 2.2 micro faradios) no polarizados

Circuito 1 Medir cuando el potenciómetro sea 0 y R2 Max R2min=0 el Angulo es de 45grados Vrms=117v R2max= 28.54Ω el ángulo es de 90 grados Vrms= 72.1v



Cambiando el capacitor y poniéndole un diodo DIAC Circuito 2 Cuando R2=0 Angulo es de 5 grados y Vrms=130v Cuando R2=Max Angulo es de 170 grados y Vrms=29.1v

Circuito 3 Cuando R2= 0; El ángulo es de 40 grados y Vrms= 123v

Cuando R2= Max; El ángulo es de 90 grados y Vrms=67.0v



2.1.3 DIAC 2.1.4 UJT.

2.2. Circuitos de descarga. GALCO transistores 2.3. Control de fase

Tiristores de control de fase este tipo por lo general opera a la frecuencia de línea, y se desactiva por conmutación natural. El tiempo de desactivación, t g es del orden de 50 a 100 Ms, esto es muy adecuado en especial para las aplicaciones de conmutaciones a baja velocidad. También se les conoce como tiristores convertidores. Dado que un tiristor es básicamente un dispositivo controlado y fabricado de silicio, también se conoce como un rectificador controlado de silicio (SCR). El voltaje de estado activo, V T , por lo común varía desde aproximadamente 1.15V para 600V, hasta 2.5V para dispositivos de 400-V; y para un tiristor de 550-A 1200-V es típicamente 1.25V. Los tiristores modernos utilizan una compuerta amplificadora, en la que se dispara un tiristor auxiliar T A mediante una señal de compuerta, y de allí la salida amplificada de T A se aplica como señal de compuerta al tiristor principal T M. Esto se muestra en la figura 4-11. (Página 107 del libro de Rashid) la compuerta amplificadora permite características altamente dinámicas con dv/dt típicas de 1000 V/Ms y di/dt y los circuitos de protección dv/dt.

Control por elementos pasivos (circuitos R y circuitos RC) Control por dispositivos de disparo: (DIAC, UJT, PUT)



Libro: 4, 5,6. 2.4. Relevadores de estado sólido.

Los relevadores de estado sólido o SSR (solid-state realys) son dispositivos que usan transistores y tiristores o triacs en sustitución de contactos metálicos, para controlar elevadas cargas de potencia a partir de señales de control de bajo voltaje e intensidad. Los SSR nos dan muchas ventajas en comparación a los relés de contactos electromecánicos: son más livianos, sencillos, rápidos y confiables, no se desgastan, son inmunes a los choques y vibraciones, generan muy pocas interferencias, conmutan altas corrientes y voltajes sin producir arcos, proporcionan varios kilovoltios de aislamiento entre la entrada y la salida. Como desventajas tienen: son muy costosos los modelos comerciales, son dispositivos de una sola proporción. Esto significa que un solo SSR no puede conmutar al mismo tiempo varias cargas independientes como lo hacen los relés. Por todo lo anterior es conveniente que nos construyamos nuestro propio SSR y tendremos las siguientes ventajas. -

No necesitaremos comprar los costosos e inflexibles modelos comerciales Podemos construir por un precio mínimo con componentes a nuestro alcance En caso de falla podemos repararlos, cosa que no sería así con los SSR comerciales. SSR para 220vac/5A Diseño del impreso.





Unidad II TIRISTORES



Presentaciones


Llamas Unidad 2

Recommend Documents