Lab07 - Introducción a La Etapa de Potencia Final
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Introducción a la electrónica CÓDIGO C33529
LABORATORIO N° 07 Introducción a la etapa de potencia
“
”
1. Quenta Villarreal Andrea 2. Lasteros Cuestas Rubén
Alumno (os):
3. Núñez Quispe Johan
4. 5. Grupo (mesa) Semestre Fecha de entrega
: : :
1
Profesor: Ing. Jorge HUARCA Hora:
Nota:
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ELABORACION DE ATS :
ANALISIS DE TRABAJO SEGURO (ATS) Lab07 - Introducción a la etapa de potencia
TAREA:
DOCENTE:
Ing. Jorge HUARCA Quenta Villarreal Andrea
ALUMNOS
A H C E F
Lasteros Cuestas Rubén
(Apellidos y Nombres)
Núñez Quispe Johan
LABORATORIO
A M R I F
X
AMBIENTE
05
DIA
MES MES
2018
AÑO
EQUIPO DE TRABAJO
SESION Nº
TALLER
11
A M R I F A M R I F A M R I F
A M R I F A M R I F A M R I F
CARACTERISTICAS CARACTERISTICAS DE EQUIPOS Y HERRAMIENTAS Simulador Tinkercad Módulo de conexiones
X
-
X OTROS RIESGOS
PASOS DE LA TAREA
Multímetro digital Transistor BC547 Relé 15V Módulo ERFI
MEDIDAS DE CONTROL
(ESPECIFICAR PARA CADA CASO)
1 Indicaciones del docente 2 Recepción de la llave del modulo 3 Armado del circuito rectificador de media 4 5 6 7 8 9 10 11 12
onda Revisión del circuito montado Toma de datos del circuito montado Desmontaje del circuito de rectificador Montaje del circuito resistivo y diodo volante. Revisión del circuito Toma de datos del circuito montado Desmontaje dl circuito de TRIAC Devolución de la llave del modulo Orden y limpieza.
Distracciones X
Armar ordenadamente sin saltarse los pasos
X X X X X
X X X X X X X X X
Prestar atención al docente encargado. Caminar por lugares seguras
X
Pedir la revisión del docente antes de energizar el circuito. Tomar los datos adecuadas del circuito montado. Apagar primero para quitar las conexiones del circuito armado. Armar el circuito de forma ordenada. Pedir la revisión del docente antes de energizar el circuito. Registrar os datos comprendidos y adecuados. Apagar el circuito comunicando para desmontar Caminar por lugares seguras Dejar el área de trabajo limpio y ordenado.
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Introducción a la etapa de potencia I. -
OBJETIVOS:
Conocer el funcionamiento de un Relé. Conocer el funcionamiento de un transistor modo corte saturación. Conocer el funcionamiento de una etapa de potencia
II. -
Nro. DD-107 Página 3
MATERIAL A EMPLEAR:
Simulador Tinkercad Módulo de conexiones conexiones Multímetro digital Transistor BC547 Relé 15V Módulo ERFI
III.
FUNDAMENTO TEÓRICO:
Transistor como interruptor Cuando un transistor se utiliza como interrupto r o switch, la corriente de base debe tener un valor para lograr que el transistor entre en corte y otro para que entre en saturación. Un transistor en corte tiene una corriente de colector (Ic) mínima (prá cticamente igual a cero) y un voltaje colector emisor VCE) máximo (casi igual al voltaje de alimentación). Ver la zona amarilla en el gráfico. Un transistor en saturación tiene una co rriente de colector (Ic) máxima má xima y un voltaje colector emisor (VCE) casi nulo (cero voltios). Ver zona en verde en el gráfico.
Figura 1. Curva de funcionamiento transistor como interruptor. Relé Electrónico
El relé o relevador es un dispositivo electromagnético. Funciona como un interruptor controlado por un ci rcuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un ju ego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes. independientes. Fue inventado por Joseph Henry en 1835.
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Introducción a la etapa de potencia
Nro. DD-107 Página 4
IV.
V.
Figura 2. Relé electromagnético.
Circuito de Potencia Cuando se requiere realizar el control sobre un dispositivo el cuál demanda para su funcionamiento una tensión de voltaje o Intensidad de corriente elevados en compara ción de la etapa de control, entonces surge la necesidad de implementar una etapa de potencia. Las etapas de potencia pueden ser implementadas de muchas manera, pero la más simple es de utilizar un relé tal com o se puede apreciar en la siguiente sigui ente imagen. Para poder po der activar el Relé se realiza con la ayuda de un transistor que trabajará como interruptor.
Figura 3. Enlace de la etapa de control y de Potencia
IV. PROCEDIMIENTO Simulación de la etapa de potencia. El siguiente circuito electrónico muestra la utilización de un transistor como un
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Introducción a la etapa de potencia El esquema consta de dos fuentes DC, la fuente que energiza el circuito de mando es a 5V y la fuente que energiza la potencia(en este caso un Led) es a 10V
Figura 4. Transistor como interruptor
1ra Tarea Armar el circuito de la Figura 4 en Tinkercad y simular el circuito. Adjuntar imágenes
¿ Cómo funciona el circuito? Mantenga pulsado el botón, y responda ¿Cuál es el valor de la corriente en la fuente de control? 12.8 mV ¿Cuál es el valor de la corriente en la fuente de Potencia? 8.03 mV En esta parte se va a realizar la introducción del Relé como interruptor mecánico para la etapa de potencia. Debido a que el circuito tiene cierta complejidad se va a realizar en dos etapas. Para la primera etapa arme el circuito de la figura 5. El esquema consta de dos fuentes DC, la fuente
Figura 5. Etapa de potencia con Relé, primera etapa
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Introducción a la etapa de potencia
Para la segunda etapa arme el circuito de la figura 6, para lo cual se debe desplazar el tres transistor posiciones hacia abajo y luego adjunte el relé tal como se muestra en la figura.
Figura 6. Etapa de potencia con Relé, segunda etapa
2da Tarea
Armar el circuito de las Figuras 5 y 6, en Tinkercad, considerando las dos etapas de desarrollo. Simular el circuito y Adjuntar imágenes ¿Explique el funcionamiento del circuito? La fuente de control alimenta al pulsador, y éste al estar activo permite el paso de la corriente por la resistencia hacia el transistor; luego cuando se conecta el relé recién el motor se pone en funcionamiento.
Mantenga pulsado el botón, y responda ¿Cuál es el valor de la corriente en la fuente de control? 52.7 mA ¿Cuál es el valor de la corriente en la fuente de Potencia? 160 mA ¿Cuál es la velocidad del motor DC en RPM?
Figura 5.
Figura 6.
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Introducción a la etapa de potencia 3ra Tarea Cambie el valor de voltaje de la fuente de potencia de 10V a 24V. Adjuntar imagen de simulación ¿Cuál es el valor de la corriente en la fuente de control? 52.7 mA ¿Cuál es el valor de la corriente en la fuente de Potencia? 384 mA ¿Cuál es la velocidad del motor DC en RPM? 47972 rpm
Pruebas en Físico de una etapa de potencia. 4ta Tarea Utilizando un protoboard , las fuentes del módulo ERFI, un transistor BC547 armar el esquema electrónico de la figura 4, adjuntar imágenes. ¿Explique cómo funciona el circuito? El Pulsador hace que la energía siga transcurriendo sin ningún problema.
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Introducción a la etapa de potencia esquema electrónico de la figura 6, Para este caso se va a utilizar como carga una lámpara de 12V adjuntar imágenes. ¿Explique cómo funciona el circuito? El relé se encarga de hacer el cambio de paso de corriente, este va apoyado del pulsador para así realizar el cambio de manera correcta ¿Explique por qué se utiliza el relé? Es el que va hacer que llegue la corriente y de esta manera evitara que se queme alguno de los componentes que se encuentre ahí
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Introducción a la etapa de potencia
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OBSERVACIONES (si las hubiere)
El relé confirma el funcionamiento a través de un singular sonido al momento de presionar el pulsador . En la 6ta tarea, al mantener presionado el pulsador el voltaje disminuía. Los Led compartían una misma intensidad luminosa a pesar de que se haya agregado una más de lo que se pidió.
CONCLUSIONES (escribir por lo menos dos por integrante)
Trabajamos de manera adecuada en la 4ta y 6ta tarea con el relé, ubicándolo en el protoboard y conociendo más de su adecuado uso. Conocimos más acerca del uso del transistor, usándolo como un Swicth, determinando su trabajo a través de conexiones con el relé y el led. Conocimos la etapa de potencia a través de la práctica del laboratorio, y así determinamos diferentes datos.
TEMA DE INVESTIGACIÓN Relé de estado sólido
BIBLIOGRAFIA 1. CÉSAR CINJORDIZ. (2016). Relé de estado sólido. No recuperado, de INFOOTEC.NET Sitio web: https://www.infootec.net/rele-estado-solido/ 2.
Anonimo. (10 Octubre 2015). Relé de estado sólido. 8 Septiembre 2017, de Wikipedia La enciclopedia libre
Sitio web: https://es.wikipedia.org/wiki/Rel%C3%A9_ https://es.wikipedia.org/wiki/Rel%C3%A9_de_estado_s%C3%B3lido de_estado_s%C3%B3lido
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Introducción a la etapa de potencia
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RELE DE ESTADO SÓLIDO Un relé de estado sólido (SSR en inglés) es un dispositivo interruptor electrónico que conmuta el paso de la electricidad cuando una pequeña corriente es aplicada en sus terminales de control. Los SSR consisten en un sensor que responde a una entrada apropiada (señal de control), un interruptor electrónico de estado sólido que conmuta el de carga, y un mecanismo de acoplamiento a partir de la señal de control que activa este interruptor sin partes mecánicas. El relé puede estar diseñado para conmutar corriente alterna o continua. Hace la misma función que el relé electromecánico, pero sin partes móviles. Los relés de estado sólido utilizan semiconductores de potencia como tiristores como tiristores y transistores para conmutar corrientes hasta más de 100 amperios. Los relés SSR pueden conmutar a muy altas velocidades (del orden de milisegundos) en comparación a los electromecánicos, y no tienen contactos mecánicos que se desgasten. A la hora de aplicar este tipo de relés debe tenerse en cuenta su baja tolerancia para soportar sobrecargas momentáneas, comparado con los relés electromecánicos, y su mayor resistencia al paso de la corriente en su estado activo.
FUNCIONAMIENTO:
El relé de estado solido (SSR) (SSR) lo utilizamo u tilizamo para Un SSR basado en un único MOSFET, único MOSFET, o o múltiples MOSFET en paralelo, puede trabajar bien poner en funciona funci onamie miento nto dispos dispositivos itivos eléctrico eléctricos so para cargas de CC. de CC. Los Los MOSFET MOSFET implementan un diodo un diodo que conduce la electricidad en un sólo electrónicos mediante una señal sMOSFET eñal de control. sentido, por lo que un único no puede bloquear la corriente en ambas direcciones. Un En la para imagen costadoUna de las principales SSR CC esdel básicamente un MOSFET pero manejando mayor corriente y con la peculiaridad de que la entrada aislada la salida, además tendrán el terminal positivo y negativo características de está un relé de de estado solido es que identificados, ya que se pueden dañar si las polaridades entre la corriente del circuito de control y la se invierten. Cuando se conmutan cargas inductivas debe colocarse un diodo de protección en la salida del SSR para evitar que las corriente del circuito de potencia no existe ningún corrientes inversas de retorno lo dañen. punto do punto donde nde se conecten, se unan o interfieran interfi eran una una Para CA Para CA (bi-direccional) se suele emplear un TRIAC un TRIAC que consta de dos SCR dos SCR conectados en con la otra. Esto es de suma importancia para direcciones opuestas. Los TRIAC se utilizan porque la corriente alterna está constantemente independizar circuito cuando de control del dedel potencia. cambiando deeldirección; la puerta TRIAC deja de recibir corriente, el TRIAC cortará el
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