Cuestionario Electronica de Potencia

UNIVERSIDAD TECNICA FEDERICO SANTA MARIA SEDE - TALCAHUANO

I N F O R M E E L E C T R O N I C A D E P O T E N C I A

“Cuestionario

numero 1.”

Nombres:  Cesar  Fierro  Montalba.                  Cristian  Ver  Vega     Profesora:  Ricardo  Vera.     Asignatura:  Electronica  de  potencia.     Fecha:  18/07/2015.        

Circuitos de rectificación

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1.- Indique el significado y su im plicancia de los siguientes parám etros de un diodo Ifav, Ifrm , Ifsm •

Ifav:

Es el valor medio de la máxima intensidad de pulsos sinusoidales que el diodo puede

soportar de forma continuada. •

Ifrm: Es aquella que puede ser soportada cada 20ms, con una duración de pico a 1ms a una temperatura determinada en el componente (típicamente 25ºC).

•

Ifsm: Es el máximo pico de intensidad aplicable, una vez cada 10 minutos, con una duración de 10ms.

2.- Indique el significado y su im plicancia de los siguientes parám etros de un diodo VRRM y VRSM •

Tensión inversa de pico repetitivo (VRRM):Tensión inversa máxima que puede ser soportada en picos de 1ms repetidos cada 10 ms por tiempo indefinido.

•

Tensión inversa de pico único (VRSM):Tensión inversa máxima que puede ser soportada por una sola vez cada 10 min o más, con duración de pico de 10ms.

3.- Porque es im portante el parám etro Irr cuando la carga es inductiva. Debido al principio constructivo del diodo, a través, de una unión PN, la corriente directa se debe al efecto de los portadores mayoritarios y minoritarios. En el caso cuando el diodo continúa conduciendo en modo directo y su corriente se reduce a cero, el diodo continúa conduciendo durante un tiempo que necesita para recombinarse con cargas neutras. Este tiempo se conoce como tiempo de recuperación inversa del diodo (Irr). En cargas inductivas, la corriente en la carga no puede cambiar rápidamente debido a la energía almacenada por la bobina el di/dt o derivada de la corriente será altísima y será capaz de destruir el diodo. 4.- A que se deben los puntos calientes en las junturas semiconductoras y como se pueden evitar. Debido a las características constructivas del diodo este no conduce uniformemente la corriente, a través, de la sección transversal del semiconductor. Este conduce en pequeños

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  sectores de su interior provocando que interiormente se ubiquen ”puntos calientes”, denominación dada a los sectores de paso de corriente. El efecto di/dt es una causa de estos puntos calientes, para contrarrestar el fenómeno no deseado se protege con un inductor en serie de efecto suavizador. 5.- Bajo que condiciones se debe usar la conexión serie de diodos y como se deben conectar para que no se dañen. Cuando la tensión inversa en el circuito es suficientemente alta para que un diodo no se capaz de soportarla y cuando se trabaja con tensiones superiores. Debido a que en el modo polarización inversa la corriente de fuga no será la misma, se obliga a que se comparta el voltaje conectando una resistencia, a través, de cada diodo, por lo tanto, la corriente de fuga total esta compartida entre el diodo y la resistencia. 6.- Bajo que condiciones se debe usar la conexión paralela de diodos y como se deben conectar para que no se dañen. Cuando es necesario trabajar con grandes potencias. se conectan diodos en paralelo con el objetivo de aumentar la capacidad de conducción de corriente. El problema surge debido a la distribución de corriente determinada por la caída de tensión en los diodos. Para obtener una distribución de corriente uniforme se proporcionan inductancias, las que permitirán una distribución de corriente de manera dinámica. 7.- Indique cuales son los requerimientos/condiciones para medir la tensión/corriente media con el voltimetro y amperímetro Consideraciones o requerimientos: El rango de medición de voltímetro debe ser mayor que la tensión máxima presente en el circuito. Y se debe conectar en paralelo a lo que se desea medir. El rango de medición del amperímetro debe considerar en mayor del valor nominal de corriente del circuito. Y se debe conectar en serie a lo que se desea medir, pero a veces no es posible conectar el amperímetro en serie, por lo que se utilizan tenazas con sensores de toroides de efecto hall.

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  8.- Indique cuales son los requerimientos/condiciones para medir la tensión/corriente efectiva o rms con el voltimetro y amperímetro Los instrumentos de corriente alterna miden valores eficaces, efectivos, RMS. Existen instrumentos que internamente miden bajo esta relación constante, pero hay otros más avanzados que son capaces de despejar la integral internamente (este valor equivalente de continua).Estos equipos son clasificados como rms verdadero (true rms). Para las mediciones con transformadores de corriente

se debe considerar que ante una

intervención, la conexión del toroide nunca debe quedar en vacío o el transformador se destruirá. 9.- Demuestre que la tensión media en la carga de un rectificador monofásico de media onda esta dado por Vldc = 0.318 Vmax. 𝑉𝑙𝑑𝑐 =

1 𝑡

! !

𝑉𝑡 𝑡 𝑑𝑡  

𝑉𝑡 = 𝑉𝑚𝑎𝑥 sin 𝜃  𝑑𝜃   𝑉𝑙𝑑𝑐 =

1 2𝜋

𝑉𝑙𝑑𝑐 =

! !

𝑉𝑚𝑎𝑥  𝑠𝑖𝑛𝜃  𝑑𝜃  

𝑉𝑚𝑎𝑥 2𝜋

𝑉𝑙𝑑𝑐 =

! !

𝑠𝑖𝑛𝜃  𝑑𝜃  

𝑉𝑚𝑎𝑥 𝜋 −cos 𝜃   2𝜋 0

𝑉𝑚𝑎𝑥 −cos 𝜃 + cos 0   2𝜋

𝑉𝑙𝑑𝑐 =

𝑉𝑙𝑑𝑐 =

𝑉𝑚𝑎𝑥 − −1 + 1   2𝜋

𝑉𝑙𝑑𝑐 = 𝑉𝑙𝑑𝑐 =

2𝑉𝑚𝑎𝑥   2𝜋

𝑉𝑚𝑎𝑥 = 0.318  𝑉𝑚𝑎𝑥   𝜋

 

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  10.- Dibuje el circuito de un rectificador monofásico de media onda, dibuje las formas de onda de entrada, en la carga y en el diodo. Explique su funcionamiento.

El circuito rectificador de media onda monofásico,

esta compuesto de un solo diodo

rectificador. Este diodo conduce solo cuando esta polarizado en forma directa, con el semiciclo positivo de la señal se ve reflejada en la carga. Y cuando el diodo esta en el semiciclo negativo de la señal alterna. El diodo que polarizado en forma inversa. Por lo que la tensión reflejada en la carga es cero. 11.- Explique por los rectificadores de media onda son recomendados solamente para corrientes bajas. En un rectificador monofásico de media onda el suministro de corriente por parte del transformador es de una sola vía, debido a esta situación el transformador tiende a saturar su núcleo disminuyendo eficiencia.

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  12.- Calcular el factor de forma y el porcentaje de rizado de un rectificador de media onda.

 

13.- Demuestre que la tensión media en la carga de un rectificador monofasic ode onda completa dado por Vldc = 0.636 Vmax

14.- Dibuje un circuito rectificador monofásico de onda completa. Dibuje las formas de onda de entrada. En la carga y en los diodos, explique su funcionamiento.

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El funcionamiento del rectificador de onda completa. Esta basado en el comportamiento de los diodos que conducen en el semiciclo positivo y los diodos que conducen en el semiciclo negativo. En el semiciclo positivo conducen los diodos D1 y D4 dejando pasar la tensión por la carga. Y cuando el semiciclo es negativo conducen los diodos D2 y D3 dejando pasar la tensión por la carga. En la carga se ve reflejada los dos semiciclos de la tensión alterna ingresada al rectificador de onda completa. 15.- Dibuje el rectificador puente monofásico de modo que se observe claramente que se puede descomponer en un rectificador positivo y otro negativo.

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16.- Demuestre que la corriente en la bobina del secundario del transformador es bidireccional.

17.- Calcule el factor de forma y el rizado de un rectificador de onda completa en modo puente.

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18.- Establezca la comparación entre los rizados de los rectificadores de media onda y onda completa. Rectificador media onda monofásico: R=1.21 Rectificador onda completa monofásico: R=0.483 Relación de rizado OC/MO=1.21/0.483=2.5 Comparación de R=1.21-0.483=0.727*100=73% Rizado en rectificador de media onda es 73% mayor que en el rectificador de onda completa. El rizado en el rectificador monofásico media onda es 2.5 veces mayor que el de onda completa, esta comparación nos permite decir que el rectificador de onda completa entrega corriente continua de mejor calidad que el rectificador de media onda. 19.- Determinar la tensión en la carga de un rectificador: Tensión media en la carga V=0,318xVmax=0,318x311v=99v La corriente en la carga Icarga =99/100=0,99ampers La corriente en el diodo será la misma que en la carga.

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20.- Determinar el valor de la tensión media en la carga para un rectificador puente monofásico. Tensión media en la carga V=0,636xVmax=0,636x311v=197v La corriente en la carga Icarga= 197/100= 1,97 A          

21.- Determine la expresión que permita determinar el valor medio de un rectificador trifásico de media onda

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  22.- Determine la expresión que permita determinar el valor medio de un rectificador trifásico de media onda

23.- Dibuje el circuito de un rectificador trifásico de media onda, el cual alimenta una carga resistiva.

Frecuencia de rizado: 20ms/3=6.66ms=150Hz

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  25.- Un rectificador trifásico de media onda con la Fase R fuera

26.- Rectificador de onda completa trifásico.

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Este tipo de rectificadores emplea como semiconductor el diodo. Se denominan de este modo porque no se puede controlar la potencia de salida, es decir, para una tensión fija de entrada la tensión de salida es también fija. En un circuito rectificador trifásico no controlado de 6 pulsos, los diodos se enumeran en el orden de las secuencias de conducción y cada uno conduce 120°. La secuencia de conducción para los diodos son D1-D2, D2-D3, D3-D4, D4-D5, D5-D6 y D1-D6.

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La ventaja de tener corriente alterna en las fases, evita la saturación del nucleo del transformador.

27. Dem uestre que la tensión en la carga para un rectificador trifásico

de m edia

onda es Vldc = 0.954.

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  28.- Rectificador triangulo - triangulo trifásico.

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  29.- Formas de onda de un rectificador trifásico de onda completa con la fase R fuera.

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  30.- La tensión en la carga de un rectificador trisfasico de onda completa con dos fase fuera.

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