Informe Previo 2

UNMSM – FIEE

Electrónica de potencia

RECTI F I CADORES M ONOFÁSI ONOFÁSI COS Y TRI F ÁSI COS

CON DI F ERENTES TIPOS DE CARGA

CURSO

: Lab. de Electrónica de Potencia

 ALUMNO

: Juan de Dios Huaranga, Jesús

CÓDIGO

: 10190076

PROFESOR

: Ing. Celso Gerónimo H.

HORARIO

: Viernes de 6pm-8pm

CICLO

: 2014 –  I I

Ing. Celso Gerónimo H.

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Laboratorio No2

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Electrónica de potencia

Informe previo OBJETIVO: 

Familiarizarse con los circuitos rectificadores. No controlador Monofásicos y trifásicos.

MATERIALES: 1.

Diodos, resistencias, (los componentes se comprarán de acuerdo a las especificaciones requeridas por su diseño; No considerar las existentes e n los gráficos de la presente e xp.).

2.

Pedir en el almacén del laboratorio las inductancias de 76mHy, 38mHy, 16mHy, 7mHy y otras que hubieran disponibles.

3. Transformador reductor monofásico de 220V/48V, 220V/50V, 220V/6V, 220V/14V, 220V/24V; transformador trifásico 220V/48V, 220V/50V y 220V/51V (transformadores que hay en el laboratorio). Escoger según su diseño 4. Batería de 9V, 12V, o pilas de 3V. 5. Equipos de laboratorio. 6. Resistencia de carga de 40 - 50 Ω de 20 a 40 watts.

CUESTIONARIO: 1. Definir y determinar las expresiones para calcular para los rectificadores monofásicos de media onda, onda completa, trifásico de media onda y trifásico de onda completa con carga R y RL: a) El valor promedio de tensión de salida, Vcd. Es el valor medio o DC, es el promedio de la señal en el tiempo. Este valor nos determina la componente CC del voltaje en la carga. Lo obtenemos de la siguiente manera:

     ∫ 

b) El valor promedio de la corriente de salida, Icd. Este valor nos determina la componente CC de la corriente en la carga. Lo obtenemos de la siguiente manera:

     

c) La salida de potencia en dc, Pcd. Es el valor de la potencia en la carga en CC. Se calcula de la siguiente forma:

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d) El valor medio cuadrático de la tensión de salida, Vrms. El valor RMS es el valor del voltaje en C.A. que produce el mismo efecto de disipación de calor que su equivalente de voltaje en CC. Se calcula de la siguiente manera:

      ∫ ()

e) El valor medio cuadrático de la corriente de salida, Irms. El valor RMS es el valor de la corriente en C.A. que produce el mismo efecto de disipación de calor que su equivalente de corriente en CC. Se calcula de la siguiente manera:

  

f) Potencia de salida en ac, Pac. La salida de potencia es el valor de la potencia en la carga en CA. Se calcula de la siguiente forma:

  

g) La eficiencia (o relación de rectificación) η. La eficiencia (o relación de rectificación) de un rectificador, que es una cifra de mérito y nos permite comparar la efectividad, se define como:

 

h) El valor efectivo (rms) de la componente de ca del voltaje de salida, Vca. Es el valor rms de los componentes de CA del voltaje de salida. Se calcula de la siguiente manera:

     

i) El factor de forma, FF. El factor de forma, que es una medida de la forma del voltaje de salida, es:

 j) El factor del componente de ondulación RF. El factor de componente ondulatoria, que es una medida del contenido de la componente ondulatoria, es:

   √  

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2. Definir el factor de utilización del transformador TUF, El factor armónico HF, el factor de potencia PF. El factor de utilización del transformador (TUF):

 



Donde Vrms e Irms  son los valores cuadráticos medios de la bobina secundaria del transformador. 

El factor armónico (HF):

      

Donde Is1 es la componente fundamental de la corriente de entrada Is. 

El factor de potencia (PF):

   

Donde ϕ es el ángulo entre las componentes fundamentales de la corriente y el voltaje de entrada.

3. Un rectificador ideal debería tener η=?, Vca=?, RF=?, TUF=?, HF=?, PF=? Un rectificador ideal debería tener los siguientes parámetros: η = 100% Vca = 0 RF = 0 TUF = 1 HF = THD = 0 PF = DPF = 1      

4. ¿En un rectificador la tensión continua o promedio ¿ aumenta al aumentar el N° de diodos? Explique.  No, porque al aumentar la cantidad de diodos cada uno de ellos consume una cantidad de voltaje, 0.7V, por lo tanto la salida tendrá una menor amplitud de tensión continua. 5.

¿La tensión inversa pico que soportan los diodos es mayor en un rectificador de onda completa con transformador de tap central ó en el rectificador tipo puente?

6. ¿Qué sucede en el rectificador monofásico de onda completa si un diodo se abre? Se comportaría como un rectificador de media onda, debido a que la señal siendo rectificada en un solo sentido.

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7. ¿Qué sucede en un rectificador trifásico de media onda y onda completa si un diodo se abre? Existiría una de las tres fases de corriente (R, S, T) que no llegaría a la carga por lo tanto en esta existiría discontinuidades en la curva en la carga o existirían puntos de vacío de corriente o tensión.

8. Hallar la frecuencia de rizado para los circuitos rectificadores de media onda y de onda completa monofásico. 







Rectificador Monofásico de media onda: Posee una frecuencia de rizado igual a la de la tensión de línea: 60Hz. Rectificador Monofásico de onda completa: Posee una frecuencia de rizado cuyo valor es el doble de la tensión de línea; 120Hz. Rectificador Trifásico de media onda:  Posee una frecuencia de rizado igual al triple de la frecuencia de la tensión de línea; 180Hz. Rectificador Trifásico de onda completa:  Posee una frecuencia de rizado cuyo valor es el doble de la frecuencia de rizado del rectificador trifásico de media onda; 360Hz.

9. ¿Qué es una fuente trifásica? Una fuente trifásica de tensión está constituida por tres fuentes monofásicas de igual valor eficaz pero desfasadas 120º entre ellas, como se aprecia en la siguiente figura:

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Las nuevas fuentes de alimentación para 24V CC se basan en un concepto totalmente nuevo. Lo destacado es la modularidad. Se tratan de equipos compactos para corriente continua de salida de 20A o 40A en 24V estabilizados. Luego se les pueden agregar módulos para funciones extra dependiendo de requerimientos particulares.

10. ¿Cuál es la desventaja del rectificador trifásico sin transformador?  No se regula la señal en forma adecuada y puede generar accidentes a las personas, además de la alta cantidad de voltaje que liberaría de un solo momento. 



Otra de las desventajas es el total de las pérdidas en conducción en los diodos es el doble. Por lo tanto, cuando se trabaje con tensiones elevadas será conveniente emplear un rectificador en puente, y cuando se tengan corrientes elevadas será mejor una toma intermedia.

11. ¿Cuáles son las relaciones de fase entre las líneas del sistema trifásico? Secuencia de fase positiva Por convención se toma siempre como voltaje de referencia al voltaje de fase a. Cuando el voltaje de fase b está retrasado del voltaje de fase a 120° y el voltaje de fase c está adelantado al de fase a por 120° se dice que la secuencia de fase es positiva. En esta secuencia de fase los voltajes alcanzan su valor pico en la secuencia a-b-c.

   

Los voltajes de a, b y c representados con fasores son los siguientes:

En donde Vm es la magnitud del voltaje de la fase a. Secuencia de fase negativa En la secuencia de fase negativa el voltaje de fase b está adelantado 120° al de la fase a. y el voltaje de fase c está atrasado 120° al de la fase a.

   

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12. Diseñar los circuitos de las Fig.1, Fig.2, Fig.3, Fig.4, Fig.5 y Fig.6

Circuito 1

Circuito 2

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Circuito 3

Circuito 4

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Circuito 5

Circuito 6

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Circuito 7a

Circuito 7b

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Circuito 7c

Circuito 7a con condensador

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Circuito 7b con condensador

Circuito 7c con condensador

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13. Simular los circuitos de las Fig.1, Fig.2, Fig.3, Fig.4, Fig.5, Fig.6 y Fig.7.

Simulación del Circuito 1

Simulación del Circuito 2

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Simulación del Circuito 3

Simulación del Circuito 4

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Simulación del Circuito 5

Simulación del Circuito 6

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Electrónica de potencia

Simulación del Circuito 7a

Simulación del Circuito 7b

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Simulación del Circuito 7c

Simulación del Circuito 7a con condensador

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Simulación del Circuito 7b con condensador

Simulación del Circuito 7c con condensador

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