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Electrnica de potencia

EL SRC Y RECTIFICADORES

CONTROLABLES

DL DCA201.2

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DE LORENZO DL DCA201.2

Pgina blanca

II

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CONTENIDO1. SECCIN TERICA

Pgina

1.1 INTRODUCCIN 1

1.2 RECTIFICADOR CONTROLABLE DE SILICIO 21.2.1 Parmetros principales SCR 21.2.2 Caractersticas de compuerta 3

1.3 CONVERTIDOR DE IMPULSO SIMPLE E1CK 51.3.1 Convertidor de impulso simple con carga hmica 51.3.2 Convertidor de impulso simple con carga inductiva 81.3.3 Convertidor de impulso simple con carga serie hmica

inductiva

10

1.3.4 Convertidor de impulso simple con diodo de libre circulacin ycarga hmica inductiva

12

1.3.5 Convertidor de impulso simple con carga hmica inductiva y f.e.m inversa

14

1.3.6 Rectificadores filtrados por capacitores de impulso simple 151.3.6.1 Rectificador incontrolado con carga hmica capacitiva 151.3.6.2 Convertidor con capacitor filtrador y resistencia limitadora 17

1.4 CONVERTIDOR M2CK DE PUNTO MEDIO DE DOS IMPULSOS 191.4.1 Carga hmica inductiva 201.4.2 Carga hmica inductiva con diodo de libre circulacin 23

1.5 CONVERTIDOR M3CK DE PUNTO MEDIO DE TRES IMPULSOS 241.5.1 Carga hmica inductiva 25

1.5.2 Carga hmica inductiva con diodo de libre circulacin 271.6 CONVERTIDOR M6UK DE PUNTO MEDIO DE SEIS IMPULSOS 28

1.6.1 Carga hmica inductiva 29

1.7 BOBINA DE FUGA DEL DOBLE CONVERTIDOR M3CK.2ESTRELLA DE TRES IMPULSOS

31

III

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1.8 CONVERTIDORES PUENTE DE FASE NICA 331.8.1 Carga hmica 331.8.2 Puente B2HK medio controlado, carga hmica inductiva 341.8.3 Puente B2HZ medio controlado, carga hmica inductiva 361.8.4 Puente B2C, totalmente controlado, carga hmica inductiva 371.8.5 Puente B2C, totalmente controlado, carga hmica y

f.e.m inversa38

1.8.6 Puente B2C, totalmente controlado, con carga de motor CC 391.8.7 Puente B2C, totalmente controlado, carga hmica y

voltaje suplementario CC40

1.8.8 Puente B2C, totalmente controlado, carga de generador CC 41

1.9 CONVERTIDORES PUENTE TRIFSICOS 421.9.1Puente B6HK medio controlado 42

1.9.2 Puente B6C totalmente controlado 44

INFORMACIN

2.1 COMPONENTES DE LOS EXPERIMENTOS 45

2.2 PREPARANDO Y LLEVANDO A CABO LOSEXPERIMENTOS

46

2.3 MEDICIONES CON EL OSCILOSCOPIO 472.3.1 Lnea sin aislacin 47

2.3.2 Suministro de energa a travs de un transformador conbobinados aislados

48

2.3.3 Medicin de corriente 492.3.4 Medicin de corriente y voltaje 492.3.5 Amplificador de aislacin 50

2.4 INFORMACIN DE SEGURIDAD

IV

51

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EXPERIMENTOS

EXPERIMENTO N 1SCR 55EXPERIMENTO N 2AConvertidor E1CK de impulso simple, carga hmica 61EXPERIMENTO N 2BConvertidor E1CK de impulso simple, carga inductiva 67EXPERIMENTO N 2CConvertidor E1CK de impulso simple, carga hmica - inductiva 75EXPERIMENTO N 2DConvertidor E1CK de impulso simple, carga hmica inductiva y diodo delibre circulacin

81

EXPERIMENTO N 2EConvertidor E1CK de impulso simple, carga hmica - inductiva y f.e.m.inversa

87

EXPERIMENTO N 3ARectificador E1UK de impulso simple, carga hmica capacitiva 95EXPERIMENTO N 3BConvertidor E1CK de impulso simple, carga hmica capacitiva 101EXPERIMENTO N 4AConvertidor M2CK de punto medio de dos impulsos, carga hmica 109EXPERIMENTO N 4B

Convertidor M2CK de punto medio de dos impulsos, carga hmica inductiva

117

EXPERIMENTO N 5 AConvertidor M3CK de punto medio y tres impulsos, carga hmica 125EXPERIMENTO N 5BConvertidor M3CK de punto medio y tres impulsos, carga hmica -inductiva

133

EXPERIMENTO N 6 AConvertidor M6UK de punto medio y seis impulsos, carga hmica 141EXPERIMENTO N 6BConvertidor M6UK de punto medio de seis impulsos, carga hmica -inductiva

149

EXPERIMENTO N 7Convertidor M3CK2 doble, en estrella, de tres impulsos, carga hmica 157

V

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EXPERIMENTO N 8 APuente B2HK medio controlado, carga hmica 165EXPERIMENTO N 8 BPuente B2HK medio controlado, carga hmica inductiva 173EXPERIMENTO N 9 APuente B2HZ medio controlado, carga hmica 181EXPERIMENTO N 9BPuente B2HZ medio controlado, carga hmica inductiva 189EXPERIMENTO N 10 APuente B2C totalmente controlado, carga hmica 197EXPERIMENTO N 10BPuente B2C totalmente controlado, carga hmica - inductiva 205EXPERIMENTO N 10CPuente B2C totalmente controlado, carga hmica y f.e.m inversa 213

EXPERIMENTO N10 DPuente B2C totalmente controlado, con carga de motor CC 221EXPERIMENTO N 10EPuente B2C totalmente controlado, carga hmica y voltaje suplementarioCC

229

EXPERIMENTO N 10FPuente B2C totalmente controlado, carga de generador CC 237EXPERIMENTO N 11 APuente B6HK trifsico, medio controlado, carga hmica 247EXPERIMENTO N 11B

Puente B6HK trifsico, medio controlado, carga hmica inductiva 255EXPERIMENTO N 12 APuente B6C totalmente controlado, trifsico, carga hmica 263EXPERIMENTO N12 BPuente B6C totalmente controlado, trifsico, carga hmica - inductiva 271

VI

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SECCIN TERICA

1.1 INTRODUCCIN

En multitud de circuitos de electrnica de potencia es necesario controlar latransferencia de energa de la red de CA a una carga de CC.La conversin de corriente alterna a corriente continua controlada se realiza por mediode rectificadores controlados que son dispositivos que pueden permitir u obstruir elpaso de corriente dependiendo del voltaje de lnea y del control del disparador.Debe advertirse que los rectificadores de diodo no controlados descritos en el manualDL DCA 201.1 son un subconjunto de los convertidores controlados que veremos eneste manual.

1

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RECTIFICADOR CONTROLADO DE SILICIO

La estructura del rectificador controlado de silicio (SCR o tambin tiristor) consiste encapas conductoras P y N de diversas atenuaciones con tres conexiones externasllamadas nodo A, Ctodo K y compuerta G.

El SCR tiene una caracterstica voltio amperio asimtrica, como se muestra en lasiguiente figura (Fig. 1), donde la caracterstica directa depende de la corriente IG de

la compuerta del ctodo.

Fig. 1 Smbolo del SCR y caracterstica voltio amperio

Cuando el voltaje del nodo es positivo, el SCR es disparado por una control de sealentre la compuerta y el ctodo: un impulso breve de disparador usualmenteproporciona suficiente corriente de compuerta, por lo que el dispositivo se activa yopera en la caracterstica directa. El disparo del SCR solo ocurre cuando la corrientedel nodo excede la corriente de enganche IL.El SCR solo puede ser desactivado cuando la corriente del nodo cae por debajo de la

corriente de mantenimiento IH.

1.1.1 Parmetros principales del SCR

UT = voltaje en estado de conduccin

UT(TO) = voltaje de entrada (interseccin de la caracterstica

linear directa con el eje UT)ITAV = corriente media en estado de conduccin

ITSM = corriente de irrupcin en estado de conduccin, no repetitiva.

ITRMS = corriente efectiva en estado de conduccin.IGT = corriente de gatillado

UGT = voltaje de gatillado

Tq = Tiempo de corte

URRM = voltaje inverso de pico repetitivo

URSM = sobrevoltaje transitorio inverso, no repetitivo .

(di/dt)cr= velocidad crtica de la subida de la corriente en estado de conduccin.

I2t = dado para asistir en la seleccin de fusibles veloces como proteccin

contra cortocircuitos: el valor I2

t del fusible debe ser menor que elvalor del dispositivo.2

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La figura 3 muestra un circuito simple con un generador de control de impulso quesuministra impulsos con un punto de disparo variable y por lo tanto con un ngulo de conduccin variable en el dispositivo.

Fig. 3 Control de fase

4

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1.3 CONVERTIDOR E1CK DE IMPULSO SIMPLE

El convertidor de impulso simple es la forma mas simple de circuitos rectificadorescontrolados, como se muestra en la siguiente figura 4.

Fig. 4 Convertidor E1CK de impulso simple

En la electrnica de potencia prctica este convertidor de potencia es de pocaimportancia a causa del alto rizado del voltaje de CC. Sin embargo, investigaremoseste convertidor con diferentes cargas ya que el conocimiento resultante es defundamental importancia en la comprensin de convertidores con mayor nmero deimpulsos.

1.3.1 Convertidor de impulso simple con carga hmica

La carga hmica representa la variante de carga mas simple y fcil de describir de unrectificador ya que las curvas caractersticas de voltaje y corriente en la carga hmicason idnticas en tiempo y fase.

Fig. 5 Convertidor E1CK con carga hmicaCuando no hay impulsos de disparo el SCR esta desactivado y la corriente no puede

circular.5

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Cuando el voltaje del nodo es positivo el SCR es disparado luego de un retardocontrolado por el ngulo de compuerta: la corriente circula en la carga hasta que lacorriente vuelve a caer a cero cuando el voltaje de alimentacin pasa por cero y por losbloques SCR.El ngulo de compuerta

puede controlarse de 0 a 180 cuando el ngulo de

conduccin es = 180-.Las formas de las curvas de corriente y voltaje en el tiempo se ilustran en la figura 6

Fig. 6 Formas de las curvas de voltaje y corriente del E1CKCarga hmica

6

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Todos los siguientes valores caractersticos se refieren a la carga resistiva,despreciando las prdidas en el convertidor, recordando que UdAVo = UvM/y UdRMSo = UVM/2 son los promedios y los valores rms para el ngulo de compuerta = 0

1) Valor medio del voltaje continuo

UdAV = +1

21 U dAVo( cos )

2) Valor rms del voltaje continuo

U Usin 2

dRMS dRMSo= +1

2

3) Factor de forma del voltaje continuo

fU

UdRMS

d AV

=

4) Valor rms de la corriente continua

IdRMS = f IdAV

5) Factor de rizado

w f= 100 12

Por otra parte la caracterstica de transferencia refleja la relacin entre el voltaje desalida y el ngulo de control , como se ilustra en la Fig. 7

Fig. 7 Caracterstica de transferencia de los valores medios del voltaje de CC

Convertidor E1CK, carga hmica

7

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1.3.2 Convertidor de impulso simple con carga inductiva

La carga puramente inductiva representa una carga ideal: la bobina de choque tieneuna resistencia disipadora hmica que no puede ser despreciada.

Fig. 8 Convertidor EC1K con carga inductiva.

Al igual que en un circuito hmico, el SCR puede ser disparado cuando el voltaje delnodo es positivo.De acuerdo a la ley de la induccin, la corriente de carga vara continuamente, en vezde hacerlo abruptamente como en el caso de la carga hmica. Durante el semiciclopositivo de voltaje se almacena energa magntica en la inductancia; cuando el voltajede alimentacin pasa por cero la corriente de carga contina circulando hasta que lainductancia se descargue.El ngulo de compuerta puede ser controlado de 0 a 180 mientras que el ngulode conduccin es = 2(180 - ).Las formas de las curvas de voltaje y corriente en el tiempo se ilustran en la siguientefigura 9.

Fig. 9 Formas de las curvas de voltaje y corriente en el tiempo del E1CK

Carga inductiva.8

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Durante la conduccin la siguiente expresin resulta:

UvM sen t = L did

dt

y resolviendo la ecuacin diferencial

iU

sindvM=

Lt -

2- sin ( -

2[ ( ) )]

1) Valor medio de la corriente continua

IU

dAVvM=

L[( - ) cos + sin ]


IU

LsindRMS

vM= + +

1 1

2

3

22( ) (cos ) cos

3) Factor de forma de la corriente continua

fI

I

dRMS

dAV

=

4) Factor de rizado

w = 100 f2 1

NotaValores para el ngulo de control = 0.

IU

dAVo vM= L IdRMSo = IdAVo3

2

9

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1.3.3 Convertidor de impulso simple con carga serie hmica inductiva.

Los circuitos que tienen resistencia e inductancia en serie son un tipo de cargaencontrado frecuentemente en la prctica.

Fig. 10 Convertidor E1CK con carga serie hmica inductiva

Una vez mas la inductancia evita cualquier cambio abrupto de corriente de carga.Cuando el SCR es disparado en el ngulo de control durante el semiciclo positivodel voltaje uv, la corriente comienza a circular y el voltaje uL entre los terminales del

inductor L puede escribirse as

UL = Ruudt

di

L v

d

= = uv - ur

donde uR=Rid es proporcional a la corriente.Durante hasta 1, el voltaje uL = uv uRes positivo y la corriente aumenta; masall de 1, uL se transforma en negativo y la corriente comienza a disminuir y se hacecero en t =2 , correspondiente al rea A1 = rea A2.La curva de la corriente continua en el tiempo esta formada por una corrientesinusoidal que se retarda tras el voltaje Uv en el ngulo de fase de la carga

= arctan L/R y de la corriente igualadora que decae con constante de tiempo = L/R: en el punto de disparo el valor de la corriente igualadora es opuesta e igual alvalor de la corriente sinusoidal.Debido a que la corriente continua contina circulando como resultado de la capacidadde almacenamiento de la inductancia cuando el voltaje de alimentacin atraviesa elcero, la curva de voltaje continuo en el tiempo esta formada por reas positivas ynegativas: el rea negativa reduce el valor medio.El ngulo de compuerta puede ser controlado de 0 a 180 cuando el ngulo deconduccin esta entre (180 - ) y 2(180 - ).La corriente continua decrece constantemente mientras que el ngulo de compuerta

crece y adems cuando = 180 los valores IdAV y IdRMS son cero.

10

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Las curvas de voltaje y corriente en el tiempo estn ilustradas en la siguiente Fig. 11.

Fig. 11 Curvas de voltaje y corriente en el tiempo del E1CK.Carga serie hmica inductiva.

Durante la conduccin la siguiente expresin resulta:

UvMsen t = Rid + Ldt

did

y resolviendo la ecuacin diferencial

( ) ( )( )

iU

R Lsind

vMR

Lt

=+

2 2( )

sin t - e


( )[ ]

IU

dAV

vM= +2 R

cos cos

11

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( )( ) ( )[ ]I

U

R Lsin sindRMS

vM=+

+ + +

2 2

1

2 2

1

42 2 2

cos

3) Factor de forma de la corriente continua

dAV

dRMS

I

If =

4) Factor de rizado

w = 100 1f2

NotaValores para el ngulo de control = 0 :

( )IU

dAVovM=

21 0 R

cos

( )

( )[ ]IU

R L

sin sindRMSovM=

+

+

2 2

00

1

2 2

1

4

2

cos

1.3.4 Convertidor de impulso simple con diodo de libre circulacin y cargahmica - inductiva

Para evitar que, con la carga hmica inductiva, las reas negativas de voltajereduzcan el valor medio del voltaje de carga se conecta un diodo de libre circulacinVF en paralelo a la carga y su polaridad es tal que se desactiva cuando

el voltaje ud es positivo.

Fig. 12 Convertidor E1CK con diodo de libre circulacin.

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Cuando el voltaje de alimentacin atraviesa el cero, el diodo de libre circulacin VFconduce continuamente la corriente inductiva sin retorno de energa al suministro deCA y fija el voltaje negativo de carga en aprox. 1 V hasta que la energa magnticaalmacenada en la inductancia sea descargada con constante de tiempo = L/R. Ya queno hay componentes negativos el valor medio del voltaje continuo es el mismo que enel caso de una carga hmica.Como resultado, el diodo de libre circulacin evita las reas de voltaje negativo y deeste modo el retorno de energa de la carga al suministro de CA mientras que si lainductancia es suficientemente grande circula una corriente de carga no intermitente.Las curvas de voltaje y corriente en el tiempo con conduccin intermitente se ilustranen la siguiente Fig. 13.

Fig. 13 Curvas de voltaje y corriente en el tiempo del E1CKCarga hmica inductiva y diodo de libre circulacin (conduccin intermitente).

Seleccin de frmulas:1) Valor medio del voltaje continuo

( )UU

dvM

AV= +

21

cos


IU

RddAV

AV=

13

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3) Corriente del SCR ( = arctan L/R)

( )

( )( )

( )( )

iU

R L

sin tsin sin e

e

eTvM

R

L

R

L

R

Lt

=

+

+

2 2 2

1

4) Corriente del diodo de libre circulacin ( = arctan L/R)

( )

( )i

U

R L

sin

e

eFvM

R

L

R

L

R

Lt

=+

2 2 21

- sin - e

( )( )

1.3.5 Convertidor de impulso simple con carga hmica - inductiva y f.e.m inversa

El motor de CC y un circuito cargador de batera son dos ejemplos de carga activa queincluye una resistencia R, una inductancia L y una f.e.m. Ug.

Fig. 14 Convertidor E1CK con f.e.m inversa

La fuerza contraelectromotriz limita el rango de control del convertidor ya que el SCRpuede ser disparado nicamente cuando el voltaje de alimentacin de CA UV es igual(ngulo de retardo ) o excede la f.e.m inversa U g : en otras palabras, el convertidorsolo puede ser controlado cuando el ngulo de disparo > , como se muestra en lasiguiente Fig. 15.

Fig. 15 Curvas de voltaje y corriente en el tiempo del E1CKCarga hmica - inductiva y f.e.m inversa.

14

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Cuando el SCR esta en estado de no conduccin, la curva en el tiempo del voltaje decarga Ud es idntica a la de f.e.m inversa Ug ; cuando el SCR esta activado es idnticaa la del voltaje de alimentacin Uv.

Seleccin de frmulas


UdAV = Ug + R IdAV


( )IU U

UdAVvM g

vM

= +

2 R

cos cos

3)Corriente del SCR ( = arctan L/R)

( )( )

( ) ( )i

U

R Lsin sin e

U

Red

vMR

Lt g

R

Lt

=+

2 21

t - ( )


I idRMS d

=

+

1

22 d t

1.3.6 Rectificadores filtrados por capacitores de impulso simple

El filtrado se realiza frecuentemente derivando la carga con un capacitor. La accin deeste sistema depende del hecho de que el capacitor almacena energa durante elperodo de conduccin y entrega esta energa a la carga durante el perodo sinconduccin. De esta manera, el tiempo durante el cual la corriente pasa por la carga seprolonga y el rizado decrece considerablemente.

1.3.6.1 Rectificador incontrolado con carga hmica - capacitiva.

Considrese un rectificador incontrolado de impulso simple con un capacitor Cderivando la carga hmica R.

Fig. 16 Rectificador E1CK filtrado por capacitor.

15

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Cuando el diodo conduce el capacitor C se carga y la curva de voltaje continuo Ud esidntica a la del voltaje de alimentacin de CA Uv.Cuando el diodo no conduce el capacitor se descarga exponencialmente a travs de laresistencia R con constante de tiempo = RC ( en la prctica se usa a menudo =10/f).

Fig. 17 Curvas de corriente y voltaje en el tiempo del E1UK.Filtro de capacitor.

Seleccin de frmulas.

1) Corriente del diodo ( = arctan CR)

( ) ( )i UR

C sinF vM= + t +1

2

2

2) Perfil de voltaje continuo en el tiempo

ud= UvM sen t (t + )

( )( )

u Ud vM

t

CR= +

+

sin e

( + t2 + )


UdAV =cos2

U Mv(1 - cos)

4) Valor rms del voltaje continuo

( )( )

U U t d U sin e d tdRMS vM vM

t

CR= +

+

+

1

2

2 2

2

sin t +

+

2 +

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1.3.6.2 Convertidor con capacitor filtrador y resistencia limitadora.

Ya que el filtro de capacitor no permite cambios bruscos de voltaje debido a susimpulsos de alta corriente de carga, la carga paralela RC solo puede ser operada con unrectificador incontrolado.

Para permitir la operacin controlada del convertidor con capacitor filtrador, losimpulsos de corriente de carga deben ser limitados conectando una resistencialimitadora Rs en serie.

Fig. 18 Convertidor E1CK con capacitor filtrador y resistencia limitadora.

Cuando se activa el SCR la corriente de carga esta limitada por la resistencia Rs a unavalor permisible mientras que durante el perodo de conduccin el voltaje Ud es menorque el voltaje de alimentacin Uv en una cantidad correspondiente a la cada de voltajea travs de la resistencia limitadora. Cuando el voltaje U d es idntico al voltaje Uv el

SCR se apaga.Cuando el SCR se apaga, el capacitor se descarga exponencialmente a travs de laresistencia de carga R hasta que el SCR se vuelva a activar en el siguiente ciclo: slopuede ser disparado si el vo ltaje del nodo es positivo, es decir, cuando el ngulo decontrol >.El voltaje de capacitor residual Ucg acta, al final del ciclo, de la misma manera que laf.e.m inversa, limitando el rango controlado.

Fig.19 Curvas de voltaje y corriente en el tiempo del E1CK.

Capacitor filtrador y resistencia limitadora.

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Seleccin de frmulas

1) SCR conductor (t + )

1.1) Perfil de tiempo del voltaje del capacitor durante la carga

( ) ( )u

U

Ysin (

sin e

e

eCCvM

et

t

=

+

Rt - ) -

sin - + -

S

2

2

2

21

donde

RR R

e =S

SR + R;

( )( )Y

Re

e

= +1

2

2

CC

= arctan ; = Re C

1 = RS C; 2 = R C

1.2) Perfil de tiempo de la corriente del capacitor durante la carga

( ) ( )i

C U

Y

sin e

e

eCCvM

et

t

=

+

R( t - ) -

1 sin - + -

S

cos

2

2

2

21

2) SCR no conductor ( + t 2 + )

( ) ( )( )

uU

Y

sin e

e

eCDvM

e t

t

=

+

+

Rsin + - -

S

12

2

2

3) Intensidad mxima de corriente del SCR al momento del disparo

( )I

U

RTMvM

S

=+sin - uCD 2

4) Corriente continua a travs de la resistencia de carga

( el voltaje del capacitor Uc es igual al voltaje de carga)

iu

RdC=

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1.4 CONVERTIDOR DE PUNTO MEDIO DE DOS IMPULSOS M2CK

Los convertidores de medio punto deben incluir una transformador con bobinado dederivacin central en el lado secundario para tener dos voltajes parciales e iguales deCA y dos SCR, como se muestra en la siguiente fig. 20.

Fig. 20 Convertidor de dos impulsos M2CK con carga hmica.

Si referimos los voltajes Uv1 y Uv2 al punto medio (neutro) estos voltajes estn enoposicin de fase y para voltajes de nodo positivo los SCR se disparanalternativamente y conducen la corriente del correspondiente voltaje de lnea del puntode disparo al cruce con cero.

Fig. 21 Curvas de voltaje y corriente en el tiempo del M2CK.

Carga hmica

19

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La corriente continua de carga id esta compuesta por las dos corrientes del SCR; esdecir, es una corriente pulsativa intermitente.El valor medio del voltaje continuo es

UdAV = 2

1(1 + cos) UdAVo

donde UdAVo = 0.9Uv1 = 0.9 Uv2 es el valor medio para el ngulo de compuerta = 0y la caracterstica de transferencia esta ilustrada en la Fig. 7 (pgina 7).

1.4.1 Carga hmica inductiva

Los circuitos que contienen resistencia e inductancia en serie son un tipo de cargafrecuentemente encontrado en la prctica.

Fig. 22 Convertidor M2CK con carga hmica inductiva.

La inductancia impide cualquier cambio abrupto de corriente de carga.

Para entender como opera el circuito, suponga inicialmente que el ngulo de fase decarga = arctan L/R se ajusta para una operacin no intermitente (choque L de granaplanamiento), como se muestra en la siguiente figura 23.

Fig. 23 Curvas de corriente y voltaje en el tiempo del M2CKCarga RL, operacin no intermitente.

20

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En el ngulo de control la corriente continua se conduce alternativamente a travsde los SCR V1 y V2 que conducen la corriente a travs del paso por cero de losvoltajes de suministro hasta que el siguiente SCR es disparado : el ngulo deconduccin es = 180.El voltaje de CC toma valores positivos y negativos.El valor medio del voltaje de CC es positivo en el intervalo de control 0 90 ( se transfiere la energa desde la carga de vuelta hacia la red; este tipo deoperacin solo puede ser llevada a cabo continuamente si hay una fuente de energapresente en la carga).La fig. 24 muestra las curvas de corriente y voltaje con respecto al tiempo paradiferentes ngulos de control.

Fig. 24 Operacin no intermitente ; ngulo de control lmite g

Al incrementar el ngulo de control la operacin se vuelve intermitente luego desuperarse el ngulo de control lmite g, como se muestra en la siguiente Fig. 25.

Fig. 25 Curvas de voltaje y corriente en el tiempo del M2CK.

Carga RL, operacin intermitente

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La caracterstica de transferencia refleja la relacin entre el voltaje de salida y elngulo de control , como se ilustra en la Fig. 26, donde UdAVo = 0.9 Vv1= 0.9 Vv2 esel valor medio para el ngulo de compuerta = 0 y = arctan L/R es el ngulo defase de carga.

Fig. 26 Caracterstica de transferencia de los valores medios de voltaje de CC.Convertidor M2CK, carga hmica inductiva.

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1.4.2 Carga hmica inductiva con diodo de libre circulacin

El diodo de libre circulacin Vf se conecta en paralelo a l a carga hmica inductiva eimpide que el voltaje de CC se mueva entre valores negativos y que la energamagntica almacenada vuelva a la lnea de suministro de CA.

Fig. 27 Convertidor M2CK, carga RL y diodo de libre circulacin.

Cuando el voltaje de alimentacin cruza el cero, el diodo Vf conduce continuamentela corriente de carga sin retroalimentacin al suministro de CA, como se ilustra en lasiguiente Fig. 28

Fig. 28 Curvas de corriente y voltaje en el tiempo del M2CK.

Carga RL y diodo de libre circulacin.

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1.5 CONVERTIDOR M3CK DE PUNTO MEDIO DE TRES IMPULSOS

La forma mas simple de un convertidor trifsico es la conexin estrella trifsica dondetres SCR se conectan en serie a cada bobinado secundario, como se indica en la Fig.29.

Fig. 29 Convertidor trifsico M3CK, carga hmica.

Para el ngulo de control , medido desde el punto de conmutacin natural (el puntode conmutacin natural es idntico a la interseccin de los voltajes de fase), los SCRconducen secuencialmente, siempre que todos los SCR tengan su compuerta reguladacon el mismo ngulo de control: las curvas de voltaje y corriente en el tiempo seilustran en la siguiente figura 30 en diferentes ngulos de control.

Fig. 30 Curvas de corriente y voltaje en el tiempo del M3CK.Carga hmica.

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En el ngulo de control = 0 el voltaje de CC es mximo y el valor medio es

UdAVo = 1.17 Uvo = 0.675 Uv

El voltaje de CC se vuelve intermitente por encima del ngulo de control

= 30.El voltaje de CC es cero en el ngulo de control = 150.

La caracterstica de transferencia refleja la relacin entre el voltaje de salida y elngulo de control , como se ilustra en la Fig. 31.

Fig. 31 Caracterstica de transferencia de los valores de voltaje de CC mediosConvertidor M3CK, carga hmica.

1.5.1 Carga hmica inductiva.

Considere la carga hmica inductiva.

Fig. 32 Convertidor M3CK, carga hmica inductiva.

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La Fig. 33 muestra las curvas de los voltajes de lnea uv0 y del voltaje de c.c. ud en losdiferentes ngulos de control.

Fig. 33 Curvas en el tiempo del voltaje del M3CK.Carga hmica inductiva

En el ngulo de control = 0 el voltaje de c.c. es mximo y es el envolvente superiordel voltaje de lnea uv0: el valor medio es

UdAV = 1.17 Uv0 = 0.675 Uv

Luego del ngulo de control = 30 se producen reas de ngulo de tensin negativa:en el intervalo 30 90 el valor medio es negativo ( operacin regenerativa).El ngulo de control mximo tmax = 180, posible en teora en la situacin ideal, nopuede presentarse en la prctica debido a que los SCR no son ideales (tiempo derecuperacin) y debido al tiempo de conduccin de superposicin. Cuando laoperacin es no intermitente el ngulo de conduccin es = 120 en el caso ideal.Debido a la presencia del choque de alisadura, la operacin intermitente no se producesino por encima del ngulo de control lmite g, cuanto mas grande sea mayor ser elvalor de la inductancia. Hasta el ngulo de control lmite g, la funcin detransferencia es

UdAV = UdAV0 cos

mientras que, cuando la c.c. se vuelve intermitente ( > g) el voltaje de c.c. decrecemenos empinadamente que la curva de coseno y la caracterstica finaliza en el ngulo

de control = 150.

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1.5.2 Carga hmica inductiva y diodo de libre circulacin

La insercin del diodo de libre circulacin Vf impide la operacin regenerativa delconvertidor.

Fig. 34 Convertidor M3CK, carga RL y diodo de libre circulacin

El diodo de libre circulacin no opera hasta el ngulo de control = 30 y laoperacin del convertidor corresponde a la de un convertidor sin circulacin libre,como se muestra en la Fig. 35.

Fig. 35 Curvas de voltaje en el tiempo del M3CKCarga RL y diodo de libre circulacin.

El diodo de libre circulacin solo opera por arriba del ngulo = 30: los SCR noconducen cuando el voltaje de alimentacin respectivo cruza el cero.

El ngulo de control mximo es max = 150.

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6. CONVERTIDOR M6CK DE PUNTO MEDIO DE SEIS IMPULSOS

Los puntos medios de los bobinados secundarios del transformador de alimentacinestn agrupados conjuntamente: los pares de voltaje de fase U

V10/U

V40, U

V20/U

V50y

UV30/UV60 estn desfasados 120. Los SCR estn conectados en serie a los bobinadossecundarios, como se indica en la Fig. 36.

Fig. 36 Convertidor M6CK de punto medio de seis impulsos, carga hmica.

Para el ngulo de control , medido desde el punto de conmutacin natural (el puntode conmutacin natural es idntico a la interseccin de los voltajes de fase), los SCRconducen sucesivamente, siempre que todos los SCR sean disparados con el mismongulo de control: las curvas en el tiempo de la corriente y del voltaje estn ilustradasen la siguiente Fig. 37, para diferentes ngulos de control.

Fig. 37 Curvas en el tiempo de voltaje y corriente del M6CK.

Carga hmica

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En el ngulo de control = 0 el voltaje de CC es mximo y el valor medio es

UdAVo = 1.35 Uvo = 0.779 Uv

El voltaje de CC se vuelve intermitente por encima del ngulo de control

= 60.El voltaje de CC es igual a cero en el ngulo de control = 120.

La caracterstica de transferencia refleja la relacin entre el voltaje de salida y elngulo de control , como se ilustra en la Fig. 38.

Fig. 38 Caracterstica de transferencia de los valores de voltaje de CC mediosConvertidor M6CK, carga hmica.

1.6.1 Carga hmica inductiva.

Considere la carga hmica inductiva.

Fig. 39 Convertidor M6CK, carga hmica inductiva.

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La Fig. 40 muestra las curvas de los voltajes de fase uV0, del voltaje de c.c. ud y de lacorriente id para diferentes ngulos de control.

Fig. 40 Curvas en el tiempo de voltaje y corriente del M6CK.Carga hmica - inductiva

En el ngulo de control = 0 el voltaje de c.c. es mximo y es el envolvente superiordel voltaje de fase uv0: el valor medio es

UdAVo = 1.35 Uv0 = 0.779 Uv

Hasta el ngulo de control = 60 la curva en el tiempo de la corriente y del voltaje dec.c. es la misma que para una resistencia puramente hmica.Luego del ngulo de control = 60 se producen reas de ngulo de voltaje negativasy debido a la presencia del choque de alisadura, la operacin intermitente no seproduce sino por arriba del ngulo de control lmite g.Hasta el ngulo de control lmite g la funcin de transferencia es

UdAV = UdAVo cos

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1.7 BOBINA DE FUGA DELDOBLE CONVERTIDOR M3CK2 ESTRELLA DE TRES IMPULSOS

Para una operacin no intermitente en el convertidor de punto medio de seis impulsosM6CK cada SCR conduce por 1/6 del perodo: luego cada SCR conduce una corrientemedia ItAV = 1/6 IdAV con una valor mximo ITM = IdAV.El uso de una bobina de fuga LS reduce la intensidad mxima de corriente del SCR aITM = IdAV mientras que la corriente media se mantiene en ITAV = 1/6 IdAV: en estecaso el tiempo de flujo de corriente del SCR es un 1/3 del perodo.La siguiente Fig. 41 muestra el convertidor M3CK.2. estrella trifsico doble

Fig. 41 Convertidor M3CK.2 estrella trifsico doble

En este circuito se conectan dos convertidores M3CK en paralelo en el lado de la CC.Todos los SCR se conectan juntos en el lado del ctodo y forman el terminal positivo.Los puntos neutros de los dos convertidores se conectan juntos va la bobina de fugaLs cuya conexin al centro es el terminal negativo.Los convertidores M3CK entregan los voltajes de CC de tres impulsos u d1 y ud2 ,los

cuales son corridos de fase con respecto el uno del otro

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Si ahora consideramos el intervalo de tiempo durante el cual los SCR V1 y V5 conducen en las dos conexiones en estrella, el circuito equivalente parcial delconvertidor M3CK.2 resulta como se muestra en la siguiente Fig. 42.

Fig. 42 Circuito equivalente parcial del M3CK.2

El voltaje en la bobina de drenado resulta:

ULS = -uV10 + uV50 = ud2 ud1

mientras que el voltaje resultante es:

ud = uV10 +2

1uLS =

2

1(ud1 + ud2)

y esta suma da un voltaje de seis impulsos, como se ilustra en la siguiente Fig. 43,donde el ngulo de control est medido desde los puntos de interseccin del voltajede fase de cada estrella.

Fig. 43 Curvas en el tiempo de voltaje y corriente del M3CK.2Bobina de drenado ideal, ngulo de control = 0.

Una bobina de drenado ideal desacopla las dos estrellas; los ngulos de flujo decorriente de los SCR son 120: ya que cada mitad de la bobina de drenado conducesimultneamente la mitad de la corriente continua en direcciones opuestas, no haypremagnetizacin.Una bobina de drenado real puede garantizar la operacin en paralelo de los dosconvertidores M3CK siempre y cuando la corriente sea mayor que un valor decorriente de carga crtico.

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1.8 CONVERTIDORES PUENTE MONOFSICOS

Los convertidores en los circuitos puente son circuitos en serie del lado de la CC dedos circuitos de punto medio. Por esta razn, el conocimiento de los circuitos de puntomedio puede ser usado en gran parte en entender los circuitos puente .Los convertidores parciales conectados en serie en el circuito M pueden ser amboscontrolados ( puente totalmente controlado) o uno puede ser controlado y el otroincontrolado ( puente medio controlado), como se muestra en la siguiente Fig. 44.

Fig. 44 Puentes medio controlados (B2HK; B2HZ) y totalmente controlados (B2C).

1.8.1 Carga hmica

Con carga hmica la operacin de los tres puentes es similar y la corriente de carga y

los voltajes se muestran en la siguiente Fig. 45.

Fig. 45 Curvas en el tiempo de los convertidores B2HK, B2HZ y B2C.Carga hmica.

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El perfil de la corriente en el tiempo es intermitente ya que el ngulo de extincincoincide con el final del semiciclo.En el ngulo de control = 0 el voltaje de c.c. es mximo y el valor medio es

UdAVo = 0.9 Uv

La caracterstica de transferencia refleja la relacin entre el voltaje de salida y elngulo de control, como se ilustra en la siguiente Fig. 46.

Fig. 46 Caracterstica de transferencia de los valores medios del voltaje de c.c.

Convertidores B2HK, B2HZ y B2C. Carga hmica

1.8.2 Puente B2HK medio controlado, carga hmica - inductiva

Fig. 47 Convertidor B2HK, carga hmica inductiva.

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Luego del tiempo de conduccin controlado por la compuerta (ngulo de control ), elSCR V2 y el diodo V3 conducen hasta que el voltaje de alimentacin de CA cruza elcero. Luego hay un voltaje a travs del diodo V1 en sentido directo y el diodo V1conduce y la corriente de carga se conmuta del diodo V3 al diodo V1: la energamagntica almacenada en la inductancia L mantiene la corriente a travs de latrayectoria del SCR V2 y del diodo V1 hasta que la bobina se descargue a travs de laresistencia R.La siguiente Fig. 48 muestra la operacin no intermitente.

Fig. 48 Curvas de voltaje y corriente en el tiempo del B2HKCarga hmica inductiva, operacin no intermitente.

Hasta que se dispara el siguiente SCR V4 , el circuito de carga se pone en cortocircuitoa travs de la rama paralela V2/V1 (libre circulacin) hasta que se activa el siguiente

SCR V4 , mientras que el voltaje de CC es igual a cero y la retroalimentacin hacia laalimentacin de CA no puede producirse.Los SCR y los diodos conducen por encima de 180 independientemente del ngulo decontrol, mientras que el voltaje de CC no puede ser controlado a cero y el lmitesuperior de control es aproximadamente 150.En grandes ngulos de control ( > 90) la corriente de libre circulacin puede pasar atravs de cero antes de que el siguiente SCR sea activado: en ese caso la operacin esintermitente, como se muestra en la siguiente Fig. 49. Esta desventaja puede sereliminada usando un diodo de libre circulacin.

Fig. 49 Convertidor B2HK, operacin intermitente

Carga hmica inductiva.

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1.8.3 Puente B2HZ medio controlado, carga hmica - inductiva

Fig. 50 Convertidor B2HZ, carga hmica inductiva.

Despus del tiempo de activacin controlado por la compuerta (ngulo de control ),el SCR V2 y el diodo V3 conducen hasta que el voltaje de alimentacin de c.a. cruza elcero. Luego hay un voltaje a travs del diodo V4 en sentido directo y entonces losdiodos V4 y V3 forman un brazo de libre circulacin directo y evitan una transferenciade energa hacia la red.La curva en el tiempo del voltaje continuo es idntica a la curva en el tiempo delpuente B2HK, como se muestra en la siguiente Fig. 51.

Fig. 51 Curva en el tiempo de voltaje y corriente del B2HZ.Carga hmica inductiva.

Cuando el ngulo de control > 0, el ngulo de conduccin de los diodos V3 y V4 esmayor que el de los SCR V2 y V1 y entonces los diodos se cargan mas.El ngulo de control puede ser variado desde 0 hasta 180 y por lo tanto el voltaje

continuo puede controlarse a cero.

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1.8.4 Puente B2C totalmente controlado, carga hmico - inductiva

Fig. 52 Convertidor B2C, carga hmica - inductiva.

El puente B2C esta compuesto por dos convertidores M2: el convertidor M2CK (losSCR V2 - V4) se conecta en serie al convertidor M2CK (SCR V1 - V3), como semuestra en la Fig. 52.Cuando el impulso de disparo se aplica a dos compuertas de SCR al mismo tiempo,cada par de SCR conectado en serie en las diagonales del puente (V2 - V3 o V4 - V1)conduce alternativamente, como se muestra en la siguiente figura 53 para diferentesngulos de control.

Fig. 53 Curvas de voltaje en el tiempo del B2CCarga hmico - inductiva.

Para todos los ngulos de control >0 la curva de voltaje continuo en el tiempo tienevalores instantneos positivos y negativos y su valor medio es positivo en el intervalode control 0 < < 90 y negativo en el intervalo 90 < < 180 (operacinregenerativa).Cada vez que un par de SCR se dispara, se inicia un proceso conmutativo: durante laconmutacin los cuatro SCR conducen y en esta breve duracin del traslapo se

produce un cortocircuito del transformador de alimentacin y el voltaje continuo sehace cero.

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1.8.5 Puente B2C totalmente controlado, carga hmica y f.e.m. inversa.

Fig. 54 Convertidor B2C, carga hmica y f.e.m. inversa

En la prctica las f.e.m. inversas se producen al cargar una batera o en laelectroplastia.Las f.e.m. inversas limitan el rango de control activo del puente ya que los SCR slopueden dispararse con voltajes de nodo positivos: por esto el voltaje de alimentacindebe ser mayor que la f.e.m. inversa Ug, como se muestra en la siguiente Fig. 55.

Fig. 55 Curvas en el tiempo de voltaje del B2C.Carga hmica y f.e.m. inversa.

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1.8.6 Puente B2C totalmente controlado, carga de motor CC

Fig. 56 Convertidor B2C, carga de motor CC.

Cuando el convertidor se usa en la prctica, hay carga hmica - inductiva con f.e.m.inversa Eb al operar los motores CC: Eb es una f.e.m. inducida en el circuito delinducido, proporcional a la velocidad, Raes la resistencia del bobinado del inducido yLa es la inductancia de dispersin.La f.e.m. inversa limita nuevamente la gama de control del puente.Cuando los SCR conducen el voltaje continuo sigue la curva en el tiempo del voltajede CA de suministro mientras que cuando los SCR no conducen el voltaje continuo es

igual a la f.e.m. inversa, como se muestra en la siguiente Fig. 57

Fig. 57 Curvas de voltaje en el tiempo del B2CCarga de motor CC.

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1.8.7 Puente B2C totalmente controlado, carga hmica y voltaje de c.c.suplementario

Fig. 58 Convertidor B2C, carga hmica y voltaje de c.c. suplementario

En la carga activa est presente un voltaje de c.c. suplementario E0 en la direccin dela corriente continua Id.Con ngulos de control 0 < < 90, el voltaje continuo Ud y el voltaje suplementario E0estn en serie y resulta una corriente de salida pulsativa relativamente alta: el valor del voltajecontinuo medio es positivo.

Con ngulos de control > 90 la operacin es regenerativa.El convertidor puede ser continuamente controlado desde = 0 hasta el lmite deestabilidad mientras que la operacin intermitente se evita ya que el voltajesuplementario es suficientemente alto, como se muestra en la siguiente Fig. 59.

Fig. 59 Curvas en el tiempo del voltaje y de la corriente del B2C.Carga hmica y voltaje de c.c. suplementario.

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1.8.8 Puente B2C totalmente controlado, carga de generador CC

Fig. 60 Convertidor B2C, carga de generador CC

Cuando el convertidor se usa en la prctica, se puede presentar la carga hmica -inductiva con voltaje de CC suplementario Eo cuando una mquina CC es accionadacomo un generador: Ra es la resistencia del bobinado del inducido y La es lainductancia de dispersin.Debido a la presencia de la inductancia la curva en el tiempo de la corriente continuaes mas alisada que en el caso estudiado en 1.8.7 : el grado de atenuacin depende delvalor de la inductancia.

El convertidor puede ser controlado desde = 0 al limite de estabilidad luego del

cual se inserta la interrupcin de conmutacin si la tensin andica directa es otra vezaplicada a los SCR antes de que transcurra el tiempo de recuperacin t q. En este caso,los SCR de una de las diagonales del puente no se vuelven a apagar y conducencontinuamente: el voltaje de CA se mantiene conectado a travs de la carga y lacorriente originada por el voltaje de CA y por el voltaje suplementario esta sololimitada por la impedancia presente en le circuito.En el estado de interrupcin de conmutacin se pueden presentar los casos que indicala siguiente tabla.

Caso1 Caso 2 Caso 3 Caso 4

V3 V4 activados

V1 V2 apagados

Uv3 = Uv4 = 0

Ud = 0

Iv = 0

V1 V2 activados

V3 V4 apagados

Uv1 = Uv2 = 0

Ud = 0

Iv = 0

V1 V4 activados

V2 V3 apagados

Uv1 = Uv4 = 0

Ud = -Uv

Iv = -Id

V2 V3 activados

V1 V4 apagados

Uv2 = Uv3 = 0

Ud = Uv

Iv = Id

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1.9 CONVERTIDORES DE PUENTE TRIFSICOS

Los circuitos en puente trifsicos pueden efectuarse como hemos visto para el puentemonofsico, mitad y mitad con SCRs y diodos (puente medio controlado) oenteramente con SCRs (puente totalmente controlado).

Fig. 61 Puentes medio controlados (B6HK) y totalmente controlados (B6C)

1.9.1 Puente medio controlado B6HK

Fig. 61 Puente medio controlado B6HK

Los diodos se conmutan naturalmente mientras que la conmutacin del SCR es forzaday es adems obtenida del disparo del SCR siguiente, excepto en el caso en el que elngulo de conduccin es mayor que 60; en este caso los SCRs bloquean cuando elvoltaje de alimentacin relativo cruza el cero.

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Fig. 63 Curvas en el tiempo del convertidor B6HK.Diferentes ngulos de control.

Con ngulos de control < 60 y considerando el SCR V2 (fase L1), la conduccincomienza con el voltaje U12, que inicialmente es mayor que el voltaje U13. El caminode regreso es a travs del diodo V3: cuando el voltaje U13 se torna mayor que el voltajeU12, la corriente se conmuta del diodo V3 al diodo V5.Con ngulos de control > 60, el impulso de disparo es aplicado cuando el voltajeU13 es mayor que el voltaje U12: por lo tanto la conduccin comienza con el voltaje U13

pero finaliza cuando el voltaje U13 cruza el cero mientras que la corriente circula atravs de la serie del diodo V1 y SCR V2, que forma un brazo de libre circulacin yentonces evita una operacin regenerativa.

El puente medio controlado puede ser continuamente controlado en la gama de 0 a180. La caracterstica de transferencia UdAV/UdAV0 = f() se muestra en la Fig. 46,pgina 34, donde

UdAV0 = 1.35 Uv12

es el valor medio para el ngulo de compuerta = 0.

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1.9.2 Puente B2C totalmente controlado

Fig. 64 Puente B6C totalmente controlado

Dos SCR conducen siempre simultneamente y los impulsos de disparo deben seraplicados simultneamente a los dos SCR respectivos, que de esta manera necesitanimpulsos dobles: esto significa que cada SCR requiere dos impulsos (impulsoprincipal y secundario) los cuales son corridos de fase 60 con respecto el uno del otroy que el impulso secundario debe ser sincrnico con el impulso de disparo delsiguiente SCR.

Fig. 65 Curvas en el tiempo del convertidor B6C.

Como en el caso del circuito M3, el ngulo de flujo de corriente del SCR es de 120.Con carga hmica la conduccin es no- intermitente si el ngulo de control es menorde 60 y se transforma en intermitente para ngulos de control 60 < < 120 :finalmente el voltaje continuo es igual a cero para >120 . La caracterstica detransferencia UdAV/UdAVo = f() se muestra en la Fig. 38, pgina 29, donde

UdAVO = 1.35 Uv12

es el valor medio para el ngulo de compuerta = 0.Con carga hmica - inductiva la corriente continua es alisada por la energaalmacenada en el choque hasta que se produzca la operacin intermitente en el ngulo

de control lmite g. Mas all del ngulo de control 60 el voltaje continuo tiene reasnegativas y la operacin es regenerativa.44

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2. INFORMACIN

2.1 COMPONENTES DE LOS EXPERIMENTOS

1 DL 2603 Grupo de diodos 1 DL 2604 SCR 1 DL 2605 Grupo de SCR 1 DL 2613 Fuente de alimentacin de CC 1 DL 2614 Generador de voltaje de referencia 1 DL 2615 Limitador del punto de disparo 1 DL 2616 Unidad de control de dos impulsos 1 DL 2617 Unidad de control de seis impulsos 1 DL 2626 Transformador de alimentacin

2 DL 2628 Fusibles ultra veloces 1 DL 2635 Carga universal 1 DL 2643 Adaptador derivador 1 1 DL 2644 Adaptador derivador 0.1 1 DL 2109T3PV Voltmetro de hierro mvil (125-250-500 V) 1 DL 2109T2A5 Ampermetro de bobina mvil (1.25 - 2.5 A) 2 DL 2109T33 Medidor rms verdadero 1 Osciloscopio con memoria

Accesorios sugeridos: 1 DL 12B12 Grupo de pilas 1 DL 2636 Portalmparas con lmparas 1 DL 2637 Fuente de alimentacin estabilizada 1 DL 10200a Motor en derivacin 1 DL 10250a Generador en derivacin 1 DL 10400 Base Universal 1 DL 2025DT Tacmetro

Opcional:

1 DL 2642 Amplificador de aislamiento

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2.2 INSTALANDO Y LLEVANDO A CABO LOS EXPERIMENTOS

Todos los circuitos de los experimentos propuestos deben ser alimentados por eltransformador de alimentacin.

Siempre use cables de conexin de seguridad.

Conecte la ecualizacin PE potencial totalmente

Conecte los paneles que tienen sus propios lneas de conexin a las lneas de poder.

Ajuste los medidores a su mayor gama

Para mediciones de corriente con el osciloscopio use el conector de derivacin.

No conecte los conductores principales de energa hasta haber revisadocuidadosamente el circuito.

Al ejecutar los experimentos elija el rango de medicin mas apropiado del medidor.

El voltaje de red debe ser desconectado antes de la instalacin del experimento y decualquier cambio o adicin al circuito.

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2.3 MEDICIONES CON EL OSCILOSCOPIO

Trabajar con un osciloscopio convencional con conexin a tierra significa considerarciertas caractersticas especiales, como se ilustra a continuacin.

2.3.1 Lnea sin aislamiento

Cuando el circuito se opera con los conductores principales directamente a tierra, elosciloscopio convencional de dos canales se usa con cierta dificultad y debe tenerse ungran cuidado.Debido a que las conexiones a tierra de los dos canales son idnticas (es decir,conectadas internamente) existe un riesgo de cortocircuito va las sondas, incluso en elcaso de mediciones en un nico canal.

Ejemplo N 1 Cortocircuito va la sonda

Si Ud. desea investigar los voltajes de lnea o cualquier otro voltaje no medido conrespecto al punto neutro, solo lo puede realizar midiendo el voltaje diferencial (INVertcanal 2).

Ejemplo N2 Midiendo el voltaje de lnea U12 = U1N U2N

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2.3.2 Suministro de energa va un transformador con bobinados aislados

El uso de este transformador simplifica enormemente los procedimientos de medicinya que se conectar a tierra de la manera mas conveniente.

Ejemplo N. 3 Medicin posible del voltaje de lnea.Mientras que la tierra del osciloscopio

tiene el potencial de la lnea PE, y por lo tantoel potencial de tierra, la medicin con el

osciloscopio conectar a tierra el lado secundariodel transformador. Esto significa que cuando losvoltajes secundarios excedan el voltaje extra bajo

protectivo existe un peligro de contacto con respectoa la tierra.

Incluso usando tal transformador el riesgo de un cortocircuito va las sondas todavaexiste.

Ejemplo N. 4 Cortocircuito a travs de la tierra de la punta de prueba.

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2.3.3 Medicin de la corriente

Se mide la corriente I que circula a travs de una carga R y el osciloscopio muestra lacada de voltaje a travs de una derivacin RS.

Ejemplo N5: Midiendo la corriente: I = URS / RS

2.3.4 Medicin de voltaje y corriente

La corriente de carga y el voltaje a travs de la carga R pueden visualizarsesimultneamente en el osciloscopio usando los circuitos descritos en los ejemplos N.6y N.7.

Ejemplo 6: Medicin simultnea de corriente y voltaje(correcta en trminos de fase)

La medicin del voltaje U es distorsionada por la cada de voltaje atravs de la derivacin RS: de todas maneras, cuando R >> Rs,

este error puede ser despreciado.

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Ejemplo N. 7 Medicin simultnea de corriente y voltaje.(Correcto en trminos de amplitud)

Las amplitudes del voltaje U y corriente I son correctamente

medidas pero la fase de corriente esta invertida 180 : presionandola tecla INVert en el canal 2 del osciloscopio Ud. puede visualizar lacorriente con la fase correcta..

NOTA

Para mediciones usando el osciloscopio de doble canal siempre conecte solo un punto

del circuito al armazn del osciloscopio.

2.3.5 Amplificador de aislamiento

Donde sea posible, conecte un amplificador de aislamiento en serie al osciloscopio conel fin de asegurar un registro libre de potencial del valor medido.

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2.4 INFORMACIN DE SEGURIDAD

El trabajo de laboratorio siempre conlleva un alto riesgo de accidentes.

Los dispositivos slo deben ser operados por personas que puedan reconocer riesgosde shock y que sepan implementar adecuadas medidas de seguridad.

Si se han de realizar mediciones con riesgo de shock, NO SE DEBE TRABAJARSOLO: se debe informar a una segunda persona.

En conformidad al reglamento IEC, las partes metlicas que no presenten voltaje en laoperacin normal (ej.; bastidores) deben ser conectados al conductor a tierra PE.

El conductor a tierra es provisto exclusivamente para este propsito y no debe serconectado al conductor neutro N del circuito!

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Pgina blanca

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EXPERIMENTOS

PREFACIO

Todos los resultados de las mediciones son obtenidos a la frecuencia de red de50 Hz. Obviamente, no pueden ser reproducidos exactamente, debido a la

tolerancia de los componentes, a los instrumentos de medicin y adems, a lasfluctuaciones del voltaje.

Los oscilogramas estn hechos en base a un osciloscopio TDS de Tiempo RealDigital Tektronix.

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Pgina blanca

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EXPERIMENTO N1: SCR

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Procedimiento del experimento

Arme el circuito de acuerdo con el diagrama topogrfico anterior.

1) Conexiones

Conecte el generador de voltaje de referencia DL 2614 y al unidad de control DL2616 a la alimentacin +15V/0/-15V.Conecte la salida Uo del generador de voltaje a la entrada Uc de la unidad decontrol.Conecte los terminales L/N (USYN) de la unidad de control a los terminales2V1/2V3 respectivamente del transformador de alimentacin.Conecte el transformador de impulso 4 al circuito compuerta/ctodo del SCR:zcalo marcado con un punto en la compuerta

2) Ajustes bsicos

2.1) Generador de voltaje de referencia DL 2614Llave EXT/INT en la posicin INTLlave (0/+10V)/(0/10V) en la posicin (0/+10V).Colocar potencimetro en aprox. 5 V.

2.2) Unidad de control DL 2616.Llave del ngulo de control o en la posicin 0.Llave de forma de impulso en la posicin de impulso simple.Voltaje de inhibicin UINH = 15 V (abierto).

3) Ajuste del osciloscopioAcoplamiento en CC; modo XY.Canal 1 (eje X): 20 V/div; sonda x10.El voltaje del SCR esta aplicado a la placas deflectoras X (UT = UCH1).Canal 2 (eje Y): 500 mV/div; sonda x1.El voltaje aplicado a las placas deflectoras Y es proporcional a la corriente del SCR yes derivado a Rs = 1 (IT = UCH2/RS; 0.5 A/div).

NotaCuando el osciloscopio lo permita, invierta el canal 2 para visualizar la curva

caracterstica de la manera usual, de lo contrario el eje de la corriente se orientar

hacia abajo.

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4) Caracterstica completaColoque el punto en el centro de la pantalla del osciloscopio.Alimente el circuito y registre la caracterstica completa del SCR.

El oscilograma refleja la caracterstica dinmica I = f(U) del SCRLa curva caracterstica del SCR esta formada por tres caractersticas separadas.

Cuando el voltaje del nodo es negativo el SCR no conduce y se comporta como undiodo (caracterstica inversa)Cuando el voltaje del nodo es positivo el SCR tampoco conduce a menos que hayauna seal de control de compuerta (caracterstica de bloqueo).Tan pronto como una seal de control es aplicada al circuito de ctodo/compuertacuando el voltaje del nodo es positivo el SCR se dispara (caracterstica directa).Como resultado de la pequea resistencia directa, la corriente que circula en el circuitoesta solamente limitada por la resistencia de carga. El SCR bloquea cuando el valor decorriente cae por debajo de la corriente de mantenimiento IH.

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5) ngulo de control variable.El instante de activado controlado por la compuerta (ngulo de control ) se puedevariar alterando el voltaje de control Uc sobre el potencimetro de posicionamiento.

5.1) Voltaje de control Uo

= Uc

= 10 V (

= 0).

El SCR se activa por medio de voltajes de bloqueo incluso pequeos y slo permaneceuna pequea parte de esta caracterstica.

5.2) Voltaje de control Uo = Uc = 0 V ( = 180).

El SCR no puede dispararse y el oscilograma slo incluye la caracterstica inversa y debloqueo.

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6) Caracterstica directaCon el fin de determinar el voltaje de entrada coloque el punto del osciloscopio en elcentro y en la parte superior de la pantalla y ajuste los siguientes factores dedesviacincanal 1: 500mV/div; sonda x10;

canal 2: 200mV/div; sonda x1.

Considerando la aproximacin lineal por partes inclinada para la caracterstica delSCR es posible determinar el voltaje de entradaUT(TO) 0.8 V

7) Conexiones inversas (Uc = 5V)

7.1) Invirtiendo las conexiones compuerta/ctodoLas caractersticas inversas y de bloqueo se muestran en el oscilograma.El SCR no esta activado cuando la seal de control esta invertida.

7.2) Invirtiendo la polaridad del voltaje de sincronizacinEl SCR no esta activado.

7.3) Invirtiendo las conexiones nodo/ctodo.El SCR tampoco esta activado ya que el voltaje positivo de control coincide con elvoltaje negativo del nodo.

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EXPERIMENTO N2A

CONVERTIDOR E1CK DE IMPULSO SIMPLE, CARGA HMICAObjetivos: Registrar las curvas de voltaje y corriente en el tiempo Mediciones de voltaje y corriente Determinacin de diversos datos caractersticos

Dispositivos: 1 DL 2604 SCR 1 DL 2613 Fuente de alimentacin de CC

1 DL 2614 Generador de voltaje de referencia 1 DL 2616 Unidad de control de dos impulsos 1 DL 2626 Transformador de alimentacin 1 DL 2628 Fusibles ultra veloces (3x6.3 A) 1 DL 2635 Carga universal 1 DL 2643 Adaptador derivador 1 1 DL 2109T3PV Voltmetro de hierro mvil (125-250-500 V) 1 DL 2109T33 Medidor rms verdadero 1 Osciloscopio de doble canal (preferentemente con memoria)

Diagrama del circuito

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EXPERIMENTO N2 A: CONVERTIDOR E1CK, CARGAHMICA.

P1

P2/P3

F3F2

0180

F1

P2/P3

P1

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Arme el circuito de acuerdo con el diagrama topogrfico anterior, ignorando alprincipio el detalle (a)

3) ConexionesConecte el Generador de voltaje de referencia DL 2614 y al unidad de control DL2616 a la alimentacin +15V/0/-15V.Conecte la salida Uo del generador de voltaje a la entrada Uc de la unidad de

control.Conecte los terminales L/N (USYN) de la unidad de control a las terminales

2V1/2V3 respectivamente del transformador de alimentacin.Conecte el transformador de impulso 4 al circuito compuerta/ctodo del SCR:zcalo marcado con un punto a la compuerta

4) Ajustes bsicos

2.1) Generador de voltaje de referencia DL 2614Llave EXT/INT en la posicin INTLlave (0/+10V)/(0/10V) en la posicin (0/+10V).Colocar potencimetro en 10 V.

2.2) Unidad de control DL 2616.Llave del ngulo de control o en la posicin 0

Llave de forma de impulso en la posicin de impulso simple.Voltaje de inhibicin UINH = 15 V (abierto).

3) Mediciones de corriente y voltaje:

Alimente el circuito y mida:3.1) Valor rms Uv del voltaje de alimentacin con el voltmetro P1;

3.2) El valor medio Udav y el valor rms Udrms del voltaje continuo con el

voltmetro P2;

3.3) El valor medio Idav y el valor rms Idrms de la corriente continua con el

ampermetro P3.Ingrese el valor medido en la siguiente tabla como una funcin del ngulo decompuerta en pasos de 30 entre 0 y 180.

SUGERENCIACon el fin de ajustar el ngulo de compuerta, ajuste solamente una semionda del

voltaje continuo con un ancho de 9 (o 6) divisiones de grilla en el osciloscopio:

entonces cada divisin corresponde a un ngulo de 20 ( 30).

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Otro sistema es el uso del desplazamiento de fase o en la unidad de control:

1) Ajuste o = 0 y Uc = 10 V para obtener el ngulo de disparo = 0 y lleve a cabolas mediciones.2) Ahora ajuste

o= 30

para obtener el ngulo de disparo

= 30

y . por ejemplo,

anote el valor IdRMS30.3) Ajuste otra vez o = 0 y ajuste Uc para obtener IdRMS30 y ahora ajuste otra vez o=30 para obtener el ngulo de disparo = 60: anote IdRMS60.4) Ajuste otra vez o = 0 y ajuste Uc para obtener IdRMS60 y ahora ajuste otra vez o=30 para obtener el ngulo de disparo = 90 y as consecutivamente.

Uv = 46 V

() 0 30 60 90 120 150 180

UdAV (V) 22 19.5 15.2 9.2 4.6 1.5 0.15UdRMS (V) 34 34 29 22 13.5 6 1.15

IdA V (A) 0.6 0.55 0.43 0.27 0.132 0.064 0.06

IdRMS(A) 0.93 0.91 0.82 0.62 0.38 0.17 0.035

Evale los diversos datos caractersticos del convertidor y comprelos con los valorestericos. (ver 1.3.1, pgina 5).

() 0 30 60 90 120 150 180

UdAV/UdAV0 1 0.866 0.69 0.418 0.21 0.068 0IdA V/IdAV0 1 0.92 0.72 0.45 0.22 0.073 0.1

Fi 1.55 1.65 1.9 2.31 2.88 3.86 ---wi (%) 118 132 162 208 270 373 ---

Trace la caracterstica de transferencia UdAV/UdAV0 = f().

El valor medio del voltaje continuo referido vara como una funcin coseno deacuerdo a la ecuacin mostrada en la Fig. 7, pgina 7.

La caracterstica de transferencia medida coincide relativamente bien con la curvaterica.

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4) Registrando en el osciloscopio

NotaDebido a que el juego de instrumentos bsicos no permite normalmente mediciones

simultneas, las mediciones debern ser llevadas a cabo sucesivamente.

4.1) Registrando los voltajes Uv de alimentacin y Ud continuo.

Ajuste del osciloscopioAcoplamiento en CC; modo Yt. Disparo: lnea de CA.Canal 1(voltaje Uv): 50V/div; sonda x10.Canal 2 (voltaje Ud): 50V/div; sonda x10.

Oscilograma ( = 90)

El SCR se activa cuando el voltaje del nodo es positivo y conduce inmediatamente

despus del impulso de la compuerta: la seccin de la semionda positiva del voltaje dealimentacin es transmitida a la carga.

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4.2) Registrando el voltaje Uv del diodo y la corriente continua Id.Ajuste del osciloscopio.Arme el circuito de medicin de acuerdo al detalle (a ).Canal 1 (voltaje Uv): 50V/div; sonda x10.Canal 2 (corriente Id proporcional al voltaje en la derivacin Rs = 1 ): 1V/div;sonda x1.

Oscilograma ( = 90)

La semionda negativa del voltaje de alimentacin se presenta en el diodo comovoltaje inverso tan pronto como el SCR deja de conducir.La corriente continua esta en fase con el voltaje y el ngulo de conduccindepende del ngulo de disparo.

4.3) Curvas de voltaje y corriente en el tiempo del E1CK ( = 90).

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EXPERIMENTO N2B

CONVERTIDOR E1CK DE IMPULSO SIMPLE, CARGA INDUCTIVA

Objetivos: Registrar las curvas de voltaje y corriente en el tiempo Mediciones de voltaje y corriente Determinacin de diversos datos caractersticos

Dispositivos: 1 DL 2604 SCR 1 DL 2613 Fuente de alimentacin de CC 1 DL 2614 Generador de voltaje de referencia

1 DL 2616 Unidad de control de dos impulsos 1 DL 2626 Transformador de alimentacin 1 DL 2628 Fusibles ultra veloces (3x6.3 A) 1 DL 2635 Carga universal 1 DL 2643 Adaptador derivador 1 1 DL 2109T3PV Voltmetro de hierro mvil (125-250-500 V) 1 DL 2109T33 Medidor rms verdadero 1 Osciloscopio de doble canal (preferentemente con memoria)


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EXPERIMENTO N2 B: CONVERTIDOR E1CK, CARGAINDUCTIVA.

P1

P2/P3

F3F2

0180

F1

P2/P3

P1

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1) ConexionesConecte el generador de voltaje de referencia DL 2614 y al unidad de control DL2616 a la alimentacin +15V/0/-15V.Conecte la salida Uo del generador de voltaje a la entrada Uc de la unidad de


2V1/2V3 respectivamente del transformador de alimentacin.Conecte el transformador de impulso 4 al circuito compuerta/ctodo del SCR:zcalo marcado con un punto en la compuerta.

2) Ajustes bsicos

2.1) Generador de voltaje de referencia DL 2614Llave EXT/INT en la posicin INTLlave (0/+10V)/(0/10V) en la posicin (0/+10V) .Colocar potencimetro en 10 V.






voltmetro P2;






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1) Ajuste o = 0 y Uc = 10 V para obtener el ngulo de disparo = 0 y lleve a cabolas mediciones.

2) Ahora ajuste o = 30 para obtener el ngulo de disparo = 30 y . por ejemplo,anote el valor IdRMS30.

3) Ajuste otra vez o = 0 y ajuste Uc para obtener IdRMS30 y ahora ajuste otra vezo = 30 para obtener el ngulo de disparo = 60: anote IdRMS60.4) Ajuste otra vez o = 0 y ajuste Uc para obtener IdRMS60 y ahora ajuste otra vezo = 30 para obtener el ngulo de disparo = 90 y as consecutivamente.

Uv = 46 V

() 0 30 60 90 120 150UdAV (V) 4.5 4 2.8 2.1 0.9 0.02UdRMS (V) 4.6 45 40 35 23.8 11.8IdAV (A) 1.6 1.4 1 0.72 0.3 0.06IdRMS (A) 2.08 1.9 1.45 1.1 0.55 0.14


() 0 30 60 90 120 150UdAV/UdAV0 1 0.89 0.622 0.46 0.2 0IdAV/IdAV0 1 0.875 0.625 0.45 0.19 0.04

fi 1.3 1.36 1.45 1.53 1.83 2.33

Wi (%) 83 92 105 115 153 211


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Oscilograma ( = 90)

El SCR se activa cuando el voltaje del nodo es positivo y conduce inmediatamente

despus del impulso de la compuerta.El voltaje continuo esta formado por reas positivas y negativas..

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4.2) Registrando el voltaje Uv del diodo y la corriente continua Id.Ajuste del osciloscopio.Arme el circuito de medicin de acuerdo al detalle (a ).Canal 1 (voltaje Uv): 50V/div; sonda x10.Canal 2 (corriente I

dproporcional al voltaje en la derivacin R

s= 1 ): 1V/div;

sonda x1.

Oscilograma ( = 90)

Cuando la corriente es igual a cero el voltaje de alimentacin alterno esta presente enel SCR bloqueado.La corriente continua contina circulando cuando el voltaje de alimentacin alternopasa el cero.

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Oscilogramas para diferentes ngulos de control

Cuando el ngulo de control = 0 , el ngulo de conduccin es = 360 para unacarga puramente inductiva.

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Pgina blanca

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EXPERIMENTO N2C

CONVERTIDOR E1CK DE IMPULSO SIMPLE, CARGA HMICA -INDUCTIVA


Dispositivos: 1 DL 2604 SCR

1 DL 2613 Fuente de alimentacin de CC 1 DL 2614 Generador de voltaje de referencia 1 DL 2616 Unidad de control de dos impulsos 1 DL 2626 Transformador de alimentacin 1 DL 2628 Fusibles ultra veloces (3x6.3 A) 1 DL 2635 Carga universal 1 DL 2643 Adaptador derivador 1 1 DL 2109T3PV Voltmetro de hierro mvil (125-250-500 V) 1 DL 2109T33 Medidor rms verdadero

1 Osciloscopio de doble canal (preferentemente con memoria)Diagrama del circuito

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EXPERIMENTO N2 C: CONVERTIDOR E1CK, CARGAHMICA -INDUCTIVA.

P1

P2/P3

F3F2

0180

F1

P2/P3

P1

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2V1/2V3 respectivamente del transformador de alimentacin.Conecte el transformador de impulso 4 al circuito compuerta/ctodo del SCR:zcalo marcado con un punto en la compuerta.

2) Ajustes bsicos



Llave de forma de impulso en la posicin de serie de impulsos.Voltaje de inhibicin UINH = 15 V (abierto).




voltmetro P2;






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1) Ajuste o = 0 y Uc = 10 V para obtener el ngulo de disparo = 0 y lleve a cabolas mediciones.


3) Ajuste otra vez o = 0 y ajuste Uc para obtener IdRMS30 y ahora ajuste otra vezo = 30 para obtener el ngulo de disparo = 60: anote IdRMS60.4) Ajuste otra vez o = 0 y ajuste Uc para obtener IdRMS60 y ahora ajuste otra vezo = 30 para obtener el ngulo de disparo = 90 y as consecutivamente.

Uv = 46 V

() 0 30 60 90 120 150UdAV (V) 20.5 19 14.9 9 4.3 0.9UdRMS (V) 35 34 29.3 23.5 14.9 6IdAV (A) 0.56 0.52 0.41 0.265 0.12 0.025IdRMS (A) 0.86 0.85 0.71 0.52 0.275 0.08


() 0 30 60 90 120 150UdAV/UdAV0 1 0.93 0.73 0.44 0.21 0.043IdAV/IdAV0 1 0.93 0.73 0.47 0.21 0.04

fi 1.53 1.6 1.73 1.96 2.29 3.2

wi (%) 116 124 141 169 206 303


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Oscilograma ( = 90)

El SCR se activa cuando el voltaje del nodo es positivo y conduce inmediatamentedespus del impulso de la compuerta.

El voltaje continuo esta formado por valores instantneos negativos y positivos.

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4.2) Registrando el voltaje Uv del diodo y la corriente continua Id.Ajuste del osciloscopio.Arme el circuito de medicin de acuerdo al detalle (a ).Canal 1 (voltaje Uv): 50V/div; sonda x10.

Canal 2 (corriente Id proporcional al voltaje en la derivacin Rs = 1 ): 1V/div;sonda x1.

Oscilograma ( = 90)

La semionda negativa del voltaje de alimentacin se presenta en el diodo como voltajeinverso tan pronto como el SCR deja de conducir.La corriente continua esta constituida por una corriente sinusoidal y por una corrientecompensadora


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EXPERIMENTO N2D

CONVERTIDOR E1CK DE IMPULSO SIMPLE, CARGA HMICA

INDUCTIVA Y DIODO DE LIBRE CIRCULACINObjetivos: Registrar las curvas de voltaje y corriente en el tiempo Mediciones de voltaje y corriente Determinacin de diversos datos caractersticos

Dispositivos: 1 DL 2603 Grupo de diodos 1 DL 2604 SCR

1 DL 2613 Fuente de alimentacin de CC 1 DL 2614 Generador de voltaje de referencia 1 DL 2616 Unidad de control de dos impulsos 1 DL 2626 Transformador de alimentacin 1 DL 2628 Fusibles ultra veloces (3x6.3 A) 1 DL 2635 Carga universal 1 DL 2643 Adaptador derivador 1 1 DL 2109T3PV Voltmetro de hierro mvil (125-250-500 V) 2 DL 2109T33 Medidor rms verdadero

1 Osciloscopio de doble canal (preferentemente con memoria)Diagrama del circuito

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EXPERIMENTO N2 D: CONVERTIDOR E1CK, CARGAHMICA INDUCTIVA Y DIODO DE LIBRE CIRCULACIN.

P4

P10180

F2F1 F3

P2/P3

P2/P3 P4

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Arme el circuito de acuerdo con el diagrama topogrfico anterior, ignorando alprincipio el detalle (a)1) Conexiones

Conecte el generador de voltaje de referencia DL 2614 y al unidad de control DL2616 a la alimentacin +15V/0/-15V.Conecte la salida Uo del generador de voltaje a la entrada Uc de la unidad de control.

Conecte los terminales L/N (USYN) de la unidad de control a las terminales 2V1/2V3

respectivamente del transformador de alimentacin.Conecte el transformador de impulso 4 al circuito compuerta/ctodo del SCR: zcalomarcado con un punto en la compuerta

2) Ajustes bsicos


2.2) Unidad de control DL 2616.Llave del ngulo de control o en la posicin 0Llave de forma de impulso en la posicin de serie de impulsos.Voltaje de inhibicin UINH = 15 V (abierto).

3) Mediciones de corriente y voltaje:Alimente el circuito y mida:3.1) Valor rms Uv del voltaje de alimentacin con el voltmetro P1;


voltmetro P2;

3.3) El valor medio ITav y el valor rms ITrms de la corriente del SCR con el

ampermetro P3.

3.4)El valor medio IdAV y el valor rms IdRMS de la corriente continua con el





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1) Ajuste o = 0 y Uc = 10 V para obtener el ngulo de disparo = 0 y lleve a

cabo las mediciones.


3) Ajuste otra vezo = 0 y ajuste Uc para obtener IdRMS30 y ahora ajuste otra vez

o = 30 para obtener el ngulo de disparo = 60: anote IdRMS60.

4) Ajuste otra vezo = 0 y ajuste Uc para obtener IdRMS60 y ahora ajuste otra vez

o = 30 para obtener el ngulo de disparo = 90 y as consecutivamente.

Uv = 46 V

() 0 30 60 90 120 150UdAV (V) 21 19 15 9.5 4.6 1.03UdRMS (V) 34 33 29 22.5 14 5IdAV (A) 0.55 0.51 0.39 0.26 0.122 0.029IdRMS (A) 0.81 0.79 0.67 0.48 0.262 0.074

ITAV (A) 0.53 0.48 0.37 0.23 0.1 0.018ITRMS (A) 0.82 0.8 0.67 0.49 0.25 0.066

Evale los diversos datos caractersticos del convertidor y comprelos con los valores

tericos. (ver 1.3.4, pgina 12).

() 0 30 60 90 120 150UdAV/UdAV0 1 0.9 0.71 0.45 0.22 0.049IdAV/IdAV0 1 0.93 0.71 0.47 0.22 0.053

fi 1.47 1.55 1.72 1.84 2.14 2.55

wi (%) 107 118 140 154 189 234


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simultneas, las mediciones debern ser llevadas a cabo sucesivamente .

4.1) Registrando el voltaje continuo Ud y la corriente de carga Id.

Ajuste del osciloscopioAcoplamiento en CC; modo Yt. Disparo: lnea de CA.Canal 1(voltaje Uv): 50V/div; sonda x10.Canal 2 (corriente Id proporcional al voltaje en la derivacin Rs3 = 1):1V/div; sonda x1.

Oscilograma ( = 90)

El diodo de libre circulacin evita las reas negativas en el voltaje continuo.Una corriente de carga no intermitente circula nicamente cuando la inductancia es

suficientemente grande.

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4.2) Registrando la corriente IT del SCR y la corriente IF del diodo de librecirculacin.Ajuste del osciloscopio.Arme el circuito de medicin de acuerdo al detalle (a ).

Canal 1 (corriente IT proporcional al voltaje en la derivacin RS1 = 1):500mV/div; sonda x1.Canal 2 (corriente IF proporcional al voltaje en la derivacin Rs2 = 1 ):500mV/div; sonda x1.

Oscilograma ( = 90)

Cuando el diodo volante conduce y cortocircuita la carga, el SCR se bloquea y sucorriente se hace cero.La corriente del diodo de libre circulacin decrece exponencialmente con constante detiempo L/R.


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EXPERIMENTO N2E

CONVERTIDOR E1CK DE IMPULSO SIMPLE, CARGA HMICA INDUCTIVA Y F.E.M. INVERSA


Dispositivos: 1 DL 2604 SCR 1 DL 2613 Fuente de alimentacin de CC 1 DL 2614 Generador de voltaje de referencia

1 DL 2616 Unidad de control de dos impulsos 1 DL 2626 Transformador de alimentacin 1 DL 2628 Fusibles ultra veloces (3x6.3 A) 1 DL 2635 Carga universal 1 DL 2643 Adaptador derivador 1 1 DL 2109T3PV Voltmetro de hierro mvil (125-250-500 V) 1 DL 2109T33 Medidor rms verdadero 1 Osciloscopio de doble canal (preferentemente con memoria)

Accesorio sugerido: 1 DL 12B12 Grupo de pilas


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EXPERIMENTO N2 E: CONVERTIDOR E1CK, CARGAHMICA INDUCTIVA Y FUERZA CONTRAELECTROMOTRIZ.

P1

P2/P3

F1

180 0

F2 F 3

P2/P3

P1

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2V1/2V3 respectivamente del transformador de alimentacin.Conecte el transformador de impulso 4 al circuito compuerta/ctodo del SCR:zcalo marcado con un punto en la compuerta

2) Ajustes bsicos







voltmetro P2;


ampermetro P3.Ingrese el valor medido en la siguiente tabla como una funcin de los ngulosde compuerta sugeridos.

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NGULO DE RETARDO

El SCR slo puede ser activado cuando el voltaje del nodo es positivo y el voltaje dealimentacin alterno es igual o mayor que la f.e.m. inversa.Por lo tanto el ngulo de retardo se determina disminuyendo el voltaje de control Uchasta que se active el SCR. Esta condicin esta indicada en el osciloscopio.

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