Sede Iquique Ingeniería Electrónica Electrónica de potencias II
Rectificador monofásico semicontrolado
Nombre Alumno (s): Ariel Morales Jose illablan illablanca ca Nombre Profesor: Patricio Sakurada Fecha: ! de "unio #1
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Indice
$esumen e%ecuti&o''''''''''''''''''''(''(('''(((((Pag() Introducción''''''''''''''''''''''''('''''((((Pag(* +on&ersor an,logo-digital'''''''''''''''''(''''''((((Pag(. /enta%as e incon&enientes''''' incon&enientes''''''''''''''''''' '''''''''''''''Pag(0 'Pag(0 E2erimento laboratorio'''''''''''''''''''''''''(Pag(3 Integrado 45+#!#*'''''''''''''' 45+#!#*''''''''''''''''''''''((Pag(3 ''''''''((Pag(3 5enominación de los 2ines'''''''''''' 2ines'''''''''''''''''''((Pag(! '''''''((Pag(! Instrucciones'''''''''''''''''''''''''((Pag(6 +ircuito''''''''''''''''''''''''''''Pag(1# Funcionamiento del circuito''''''''''''''''''(' circuito'''''' ''''''''''''('Pag(11 Pag(11 +onclusión'''''''''''''''''''''''''''''''Pag(1
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Resumen e!ecuti"o Los Rectificadores Semicontrolado son un tipo de convertidor de un sólo cuadrante y tiene una misma polaridad de voltaje y de corriente de salida. Emplean en sus configuraciones c onfiguraciones ramas rectificadoras con, cada una de ellas, un diodo y un tiristor. Estos convertidores no necesitarán, por lo tanto, d e doble encendido en los tiristores, como ocurre en los rectificadores controlados, dando una característica de salida con más ondulación qu e sus equivalentes montajes a tiristores.
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Introducción
En este informe se mostrara un circuito rectificador monof,sico semicontrolado( Este ti2o ti2o de rectif rectifica icado dores res contr controla olados dos 2or 2or fase fase son senci sencillo llos s 7 menos menos costo costoso sos s 7 su eficiencia es en general su2erior a 6.8( El &olta%e de salida de los rectificadores de tiristor se &aría controlando el ,ngulo de retardo o dis2aro de los tiristores( 9n tiristor contr controla olado do 2or 2or fase fase se acti& acti&a a a2lic a2lican ando do un 2uls 2ulso o corto corto a su com2u com2uert erta a gate gate 7 se desacti&a 2or el cruce 2or cero( El ob%eti&o de este informe es el control de un motor 5+ mediante la gobernación de dos tiristores 2ara esto se hicieron &arios laboratorios e2erimentales en un 2rograma llamado 2roteus en el cual se mostrara los 2aso a 2aso del dise;o del circuito sus formas de ondas en cada uno de ellos 2ara el monta%e 7 funcionamiento de este( 4 continuación se mostraran los resultados obtenidos de esta in&estigación(
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Rectificador monofásico semicontrolado# Materiales utili$ados:
1 4lternador 1
atería 1./ 1 Potenciómetro
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%ircuito de potencia:
El circuito de 2otencia rectificador monof,sico semicontrolado de la figura anterior 2ermite &ariar la tensión de salida gobernado 2or una 2are%a de tiristores de acuerdo con el ,ngulo de fase de dis2aro de los mismos(
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&) 'eneración de cc a b:
En esta 2rimera eta2a 2ara la generación de /cc /a1 7 /a utiliDamos un transformador de #/.#D 4+ en el cual con un di&isor de tensión com2uesto 2or dos resistencias G)k 7 !#H res2ecti&amenteA obtenemos una salida /a1 7 /a de .()#/ las cuales ir,n conectadas a la entrada no in&ersora del am2lificador o2eracional Cue ser, utiliDado como com2arador 2ara su funcionamiento( =uego des2u@s de 2asar 2or la rectificación de los diodos utiliDamos un =? )13 Cue es un regulador de tensión el cual nos dar, una salida /cc de 1)(!#/(
Nota: 2ara 2oder encontrar los &alores de las resistencias se em2eDó a realiDar distintas mediciones de forma em2írica de estos hasta 2oder dar con las resistencias Cue nos daban los .()# &olt Cue Cueríamos 2ara la media de tensión(
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4 continuación continuación 2odemos 2odemos &er &er las se;ales se;ales dadas dadas 2or la di&isión di&isión de tensión tensión /a 7 /b res2ecti&amente(
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*) %omparador:
En esta eta2a utiliDamos un circuito com2arador Cue la se;al Cue entrega ser, fundamental 2ara el funcionamiento a total de nuestro circuito( =as se;ales /a1 /a una fuente de #. conectada en la entrada in&ersora del am2lificador o2eracional G=?)*A 7 /cc se utiliDaron 2ara el funcionamiento de este com2arador( =as se;ales de entrada en el circuito com2arador /a1 7 /a mane%an cada uno un ciclo(
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4 continuación continuación 2odemos 2odemos &er &er la salida de esta etapa, la la forma de los pulsos que cada comparador maneja cada ciclo( Estas se;ales de salidas del circuito com2arador las denominaremos S1 7 S(
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+) 'eneración de rampa:
En esta eta2a utiliDamos la configuración de un am2lificador o2eracional conectado de forma como integrador 7 nos detecte el cruce 2or cero 2ara las dos se;ales las entradas S1 7 S S en el circuito integrador en esta fase nos dieron dieron como resultado una se;al de salida de forma de ram2a se;ales Cue nombramos como /b1 7 /b(
Nota: No tu&imos muchos incon&enientes en generar esta se;al en forma de ram2a solo hubo Cue &ariar los &alores de las resistencias 7 condensadores 2ara encontrar los &alores adecuados 2ara una buena linealidad en la 2endiente Cue necesit,bamos(
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4 continuación continuación la se;al de salida denominad denominada a /b1 7 /b con una 2endiente 2endiente de *.8 Cue se necesitaba(
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,) %omparador que -enera anc.o de pulso "ariable:
En esta eta2a nue&amente acudimos a utiliDar un circuito com2arador Cue dar, la se;al de dis2aro Cue ir, al circuito dri&er mediante la com2aración entre la ram2a 7 la se;al de control en este com2arador el cual la generación de se;al en forma de ram2a entrara en la eta2a in&ersora del am2lificador o2eracional 7 2or medio de un 2otenciómetro conectada a ambos am2lificadores o2eracionales en su entrada no in&ersora este 2odr, hacer &ariar el ancho del 2ulso increment,ndolo o reduci@ndolo así obtendremos diferentes ciclos de traba%o 7 se 2odr, &er la diferencia de estos de2endiendo de la incursión en Cue este el 2otenciómetro( 4 esta se;al de salida la denominaremos 4 7 >(
Nota: des2u@s de &ariar &arias &eces el tama;o del 2otenciómetro se utiliDo un 2otenciómetro de 1.H con el cual 2udimos obtener una ecursión com2leta del 2otenciómetro(
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4 continuación continuación se se mostrara mostrara las se;ales se;ales de diferentes diferentes anchos anchos de 2ulsos 2ulsos de2endiendo de2endiendo la ecursión del 2otenciómetro: Potenciómetro a 1#8:
Potenciómetro a .#8:
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Potenciómetro a 6#8:
En las im,genes de las se;ales de salida obtenidas 2or el oscilosco2io se 2uede obser&ar Cue a menor ecursión del 2otenciómetro menor ser, el ciclo de traba%o de nuestra se;al de salida como tambi@n Cue a ma7or ecursión del 2otenciómetro ma7or ser, el ciclo de traba%o de salida(
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/) %ircuito dri"er:
En esta eta2a luego de la com2aración de las se;ales 7 haber obtenido un ancho de 2ulso &ariable de2endiendo de la incursión del 2otenciómetro a tra&@s de este circuito dri&er obtendremos nuestras salidas Cue ser,n S4 7 S> Cue le dar,n los 2ulsos de dis2aro a las com2uertas de los tiristores haciendo Cue estos se acti&en(
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4 continuación continuación mostramos mostramos las las se;ales se;ales de salida salida del circuito dri&er dri&er con con diferentes diferentes anchos de 2ulsos modificando el 2otenciómetro( Se;al a 1#8:
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Se;al.#8:
Se;al a 6#8:
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0) %ircuito de potencia:
5urante el medio ciclo 2ositi&o el tiristor G90A tiene 2olariDación directa( +uando el tiristor 90 se se dis2ara en ῳt J la carga se conecta a la coneión de alimentación de entrada a tra&@s de 90 7 9.( 5urante el 2eriodo J K ῳt K L( 5urante el 2eriodo L K ῳt K LMJ el &olta%e de entrada es negati&o 7 el diodo de marcha libre G5mA tiene 2olariDación directa( El diodo de marcha libre G5mA conduce 2ara 2ro2orcionar la continuidad de corriente de la carga inducti&a( =a corriente de carga se transfiere de 90 a 5. 7 de 5. a 5m se desacti&aran( 5urante el medio ciclo negati&o del &olta%e de entrada el tiristor 9. Cueda con 2olariDación directa 7 el dis2aro del tiristor 9. en ῳt L M J in&ierte la 2olariDación de 5m el diodo 5m se desacti&a 7 la carga se conecta a la alimentación a tra&@s de 9. 7 90(
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Nota: el S+$ Cue se eligió tiene Cue ser el a2ro2iado 2ara este circuito Cue so2orte una cantidad necesaria de corriente(
Se;al de salida del circuito de 2otencia con cursor a 1#8:
[#]
Se;al de salida del circuito de 2otencia con cursor a .#8:
Se;al de salida del circuito con cursor a 1##8:
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+omo se obser&a en las se;ales obtenidas mientras m,s 2eCue;a sea la ecursión del dis2aro de los S+$ el motor 5+ andar, de forma m,s lenta mientras Cue este al 1##8 este andar, en forma mucho m,s r,2ida(
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%onclusión
+on el funcionamiento del circuito semicon&etidor monof,sico 2udimos darnos cuenta Cue 2ara lograr la se;al deseada de salida con la m,s mínima &ariación en los &alores de los com2onente esta se;al 2uede tener una gran &ariación( +on el regulador de tensión G=?)13A Cue utiliDamos no tu&imos ningn 2roblema 2ara 2oder obtener el &olta%e /cc es2erado( El circuito 2ara 2oder iniciarlo en el simulador 2roteus el cursor del 2otenciómetro debe estar en ).8 2ara Cue este 2ueda traba%ar de forma estable con lo Cue luego se 2uede modificar en su totalidad 2ara &er el com2ortamiento del motor( Obser&amos Cue este ti2o de circuito es un 2oco difícil de llegar a hacerlo traba%ar 7a Cue la teoría &aría mucho en la 2arte 2r,ctica 2orCue se deben hacer &arias im2lementaciones necesarias antes de 2oder gobernar los tiristores 7 se necesitan muchos &alores eactos 7a Cue 2or una 2eCue;a &ariación el circuito en si tiene muchos 2roblemas 7 no traba%a en forma mu7 estable(( Pudimos obser&ar Cue el motor 5+ conectado en el circuito de 2otencia al no estar conectado a un diodo de marcha libre G5mA este no arrancaba( Por lo Cue al conectar un diodo de marcha libre este rectificaba la fuerDa contra electromotriD Cue genera el motor 5+ al ser acti&ado( 4l final de todo se se obtu&o obtu&o el resultado resultado es2erado es2erado aunCue aunCue con con muchas muchas dificultades dificultades 2udimos obtener el gobierno a2ro2iado del dis2aro de los tiristores 2ara &ariar la &elocidad del motor al mo&er el 2otenciómetro en su totalidad(
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