Curso: ELECTRÓNICA DE POTENCIA I

Título de la experiencia:

FUENTE CONTINUA REGULADA CON UN PUENTE MONOFÁSICO SEMICONTROLADO A TIRISTORES (SCR)

Nº de la experiencia: LABORATORIO No. 3

Fecha: 06/04/2016

Nombre del profesor: CIRIACO MARTINEZ, CESAR AUGUSTO

Código, apellidos y nombres de los participantes:

0830184 MACHUCA RINCON, GINO JAVIER

1312501 BENITES NAVARRO JUAN CARLOS

1312186 RAMIREZ GARCIA PERCY GLOBER

FUENTE CONTINUA REGULADA CON UN PUENTE

MONOFÁSICO SEMICONTROLADO A TIRISTORES (SCR)

1.- OBJETIVOS: Conocer el funcionamiento del Tiristor y la función de regulación del SCR en el control de energía eléctrica. 2.- EQUIPOS Y MATERIALES:

Un osciloscopio Un Multímetro Conectores Dos Bornes de 12 terminales, 15 amperios Modulo: DL 2626, transformador de alimentación Modulo: DL 2603, grupo de Diodos Modulo: DL 2605, grupo de SCR Modulo: DL 2616, unidad de voltaje de referencia Modulo: DL 2614, generador de voltaje de referencia Modulo: DL 2613, fuente de alimentación 3 +- 15vv Modulo: DL 2635, carga universal.

3.- Fundamento Teórico:

El SCR en un rectificador controlado por un electrodo denominado puerta. Este dispositivo es conectado un Rectificador monofásico de doble onda, el tiristor es un semiconductor sólido de silicio formado por cuatro capas P y N alternativamente.

3.1 Hallar la fórmula para voltaje promedio de salida de este rectificador semicontrolado. Así como la corriente promedio de salida. 3.2 Deducir las características técnicas de los SCR a ser usados en este

circuito.

FORMULAS A UTILIZAR:

(Vpro)=1

𝜋(∫ 𝑉𝑚𝑆𝑒𝑛𝜃𝑑𝜃)

𝜋

𝛼

(Vpro)=1

𝜋[−𝑐𝑜𝑠𝜃] 𝜋

𝛼

(Vpro)=1

𝜋(1+cosθ)

(Ipro)=𝑉𝑝𝑟𝑜

𝑅

α: ángulo de disparo o ángulo de retardo.

π – α: ángulo de conducción

4.- CIRCUITO A IMPLEMENTAR:

Fuente continua controlada de 0 – 70 VDC

PROCEDIMIENTO:

CIRCUITO IMPLEMENTADO EN LABORATORIO:

1) Efectuar las conexiones que se muestra en el circuito a implementar de los módulos. Verificar dichos conexiones antes de alimentar los módulos en el siguiente orden. a) DL 2613; DL 2603. 2) MEDICIONES: 2.1 Medir con el Osciloscopio en los puntos V12, V27, V17, V67.

2.2 Dibujar la forma de onda.

Voltaje entre los puntos 1-2 (V12):

(V12 ) eficaz:

94.1 voltios

Voltaje entre los puntos 2-7 (V27):

(V27 ) prom:

42.5 voltios

(V27 ) eficaz:

66 voltios

Voltaje entre los puntos 1-7 (V17):

(V17 ) prom:

42.5 voltios

(V17 ) eficaz:

66 voltios

Voltaje entre los puntos 6-7 (V67):

(V67 ) prom:

45.3 voltios

(V67 ) eficaz:

67.2 voltios

2.3 Medir con el Multímetro el voltaje alterno entre los puntos V12:

Voltaje alterno ente 1 y 2 (V12 - AC) = 91.8 Voltios

2.4 Medir con el Multímetro el voltaje promedio entre los puntos V34:

Voltaje promedio ente 3 y 4 (V34 - DC) = 4.6 mVoltios

2.5 Conectar el Amperímetro entre los puntos 3 y 5 para leer la corriente promedio. Para las siguientes condiciones: a) V67 = 25 VDC = I 35 = 0.265 Amperios b) V67 = 50 VDC = I 35 = 0.512 Amperios 2.6 Medir el ángulo de conducción de este SCR para el caso a y b.

Medición del ángulo de disparo del SCR para el caso “a”:

f = 60 Hz

T = 1

𝑓 =

1

60 = 0.0166 seg.

𝑇

2 = 8.33 mseg.

Angulo de conducción (αc):

αC = 180°x3.4mseg

8.33mseg

αC = 73.47°

Angulo de disparo (αd):

180° - αd = αC

αd = 180° - 73.47°

αd = 106.53°

Medición del ángulo de disparo del SCR para el caso “b”:

f = 60 Hz

T = 1

𝑓 =

1

60 = 0.0166 seg.

𝑇

2 = 8.33 mseg.

Angulo de conducción (αc):

αC = 180°x5.4mseg

8.33mseg

αC = 116.68°

Angulo de disparo (αd):

180° - αd = αC

αd = 180° - 116.68°

αd = 63.31°

3. Hallar los cálculos teóricos de:

a) Voltaje promedio en V67.

Vm = 90√2

b) Corriente promedio en I35.

(IPRO)35 = (VPRO)/200Ω = 40.52

200 = 0.203 Amperios

c) Angulo de conducción de cada SCR.

VDC = 25 voltios

VDC = 𝑉𝑚

𝜋∗ (1 + 𝐶𝑂𝑆𝜃)

25 = 90∗√2

𝜋 * (1+COSθ)

θ = 112.52º

Por lo tanto el ángulo de conducción: αc = π – θ

αc = 180º – 112.52º

αc = 67.48º

VDC = 50 voltios

VDC = 𝑉𝑚

𝜋∗ (1 + 𝐶𝑂𝑆𝜃)

50 = 90∗√2

𝜋 * (1+COSθ)

θ = 76.46º

Por lo tanto el ángulo de conducción: αc = π – θ

αc = 180º – 76.46º

αc = 103.54º

4) Realizar la comparación del cálculo teórico con los resultados

experimentales.

(V67)PRO Angulo de

disparo (αd)

Angulo de conducción

(π-αd) TEORICO 40.52V 0º 180º

EXPERIMENTAL 45.3V 0º 180º

CASO A (teórico) 25V 112.52º 67.48º

CASO A (exp.) 24.8V 106.53º 73.47º

CASO B (teórico) 50V 76.46º 103.54º

CASO B (exp.) 50.4V 63.31º 116.68º

5) Los SCR de que características mínimas (I promedio voltaje inverso)

recomendada para este rectificador controlado.

IProm = 0.25 Amperios

VInverso = 45 Voltios

OBSERVACIONES:

Realizamos el armado del circuito pero inexpiablemente no funcionaba,

rearmamos dicho circuito nuevamente pero aun así no funcionaba hasta

el término del laboratorio.

El Módulo de control de pulsos DL2616 presentó fallos al realizer el

laboratorio.

Nuestro grupo realizó el laboratorio con datos experimentales de otro

grupo.

Cuando se usa 02 canales al osciloscopio, se debe usar sólo una de las

tierras de los 02 cables, de esta manera se evita provocar un

cortocircuito.

CONCLUSIONES:

Se comprendió experimental el funcionamiento del Tiristor como parte

de un circuito y se pudo observar a través del osciloscopio sus distintas

formas de ondas.

El tiristor cumple la función de regulación del SCR en el control de

energía eléctrica.

Pudimos hallar experimentalmente de forma indirecta el ángulo de

disparo y el ángulo de conducción y observar su forma de onda a través

del osciloscopio.

Se demuestra que los valores experimentales son similares a los valores

calculados teóricamente.

RECOMENDACIONES:

Se sugiere que personal encargado del laboratorio revise el material

como cables, conectores e instrumentos de medición.

El encargado del laboratorio debe de inspeccionar el equipo que vamos

a utilizar ya sea los cables o paneles, para así facilitarnos el trabajo.

Para mayor seguridad se debe usar un fusible en cada línea de

alimentación al circuito.

Calibrar siempre cada canal del osciloscopio para evitar señales y

mediciones incorrectas.