RECTIFICADOR MONOFASICO CONTROLADO

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CICLO:

QuintoQuinto

PARALELO:

“A”“A”

TEMA:

RECTFICADOR MONOFASICO CONTROLADO

OBJETIVO GENERAL

Investigar el correcto funcionamiento, así como la correcta instalación un rectificado Investigar el correcto funcionamiento, así como la correcta instalación un rectificado rr monofásico controlado mediante la recopilación de información para demostrar en monofásico controlado mediante la recopilación de información para demostrar en clases el funcionamiento.

clases el funcionamiento.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS



 Comprender el funcionamiento, así como la Comprender el funcionamiento, así como la activación con la cual sactivación con la cual se puedee puede poner en funcionamiento el tiristor.

poner en funcionamiento el tiristor.



 Aplicar el tiristor SCR Aplicar el tiristor SCR en un en un rectificador monofásico controlado para poderrectificador monofásico controlado para poder apreciar el comportamiento que este posee.

apreciar el comportamiento que este posee.



 Emplear los saberes obtenidos en clases y Emplear los saberes obtenidos en clases y tener un breve conocimientotener un breve conocimiento gracias a las prácticas que se realice, y tener un rendimiento muy eficiente gracias a las prácticas que se realice, y tener un rendimiento muy eficiente frente al tema investigado.

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RESUMEN

Es un tipo de regulación mucho más complicada de implementar, pero proporciona Es un tipo de regulación mucho más complicada de implementar, pero proporciona un control total de la carga. El esquema de este tipo de rectificadores seria como el un control total de la carga. El esquema de este tipo de rectificadores seria como el de los anteriormente expuestos, añadiendo entre la carga y la salida rectificada, de de los anteriormente expuestos, añadiendo entre la carga y la salida rectificada, de forma conceptual, un interruptor. Este 'interruptor' denominados tiristores (SCR) forma conceptual, un interruptor. Este 'interruptor' denominados tiristores (SCR) permitiría o cortar el paso de la señal dentro de un ángulo correspondiente entre 0 permitiría o cortar el paso de la señal dentro de un ángulo correspondiente entre 0 y 180 grados de la onda Senoidal, permitiendo un control de potencia dentro de y 180 grados de la onda Senoidal, permitiendo un control de potencia dentro de esos ángulos de disparo.

esos ángulos de disparo.

Cabe añadir que la complejidad reside en el diseño del sistema de control, donde el Cabe añadir que la complejidad reside en el diseño del sistema de control, donde el 'interruptor' conceptual ha de ser sustituido por un circuito tan complicado como 'interruptor' conceptual ha de ser sustituido por un circuito tan complicado como requiera el dispositivo.

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En electrónica, un rectificador es el En electrónica, un rectificador es el elemento o circuito que permite elemento o circuito que permite convertir la corriente alterna en convertir la corriente alterna en corriente continua.1 Esto se realiza corriente continua.1 Esto se realiza utilizando diodos rectificadores, ya utilizando diodos rectificadores, ya sean semiconductores de estado sean semiconductores de estado sólido, válvulas al vacío o válvulas sólido, válvulas al vacío o válvulas gaseosas como las de vapor de gaseosas como las de vapor de mercurio (actualmente en desuso). mercurio (actualmente en desuso). Dependiendo de las características de Dependiendo de las características de la alimentación en corriente alterna la alimentación en corriente alterna que emplean, se les clasifica en que emplean, se les clasifica en monofásicos, cuando están monofásicos, cuando están alimentados por una fase de la red alimentados por una fase de la red eléctrica, o trifásicos cuando se eléctrica, o trifásicos cuando se alimentan por tres fases.

alimentan por tres fases. Atendien

Atendiendo do al al tipo tipo de de rectificacrectificación,ión, pueden ser de media onda, cuando pueden ser de media onda, cuando sólo se utiliza uno de los semiciclo sólo se utiliza uno de los semiciclos des de la corriente, o de onda completa, la corriente, o de onda completa, donde ambos semiciclos son donde ambos semiciclos son aprovechados.

aprovechados.

El tipo más básico de rectificador es el El tipo más básico de rectificador es el rectificador monofásico de media rectificador monofásico de media onda, constituido por un único diodo onda, constituido por un único diodo entre la fuente de alimentación alterna entre la fuente de alimentación alterna y la carga.

y la carga.

Los tiristores son una familia de Los tiristores son una familia de dispositivos semiconductores de dispositivos semiconductores de

cuatro capas (pnpn), que se utilizan cuatro capas (pnpn), que se utilizan para controlar grandes cantidades de para controlar grandes cantidades de corriente mediante circuitos corriente mediante circuitos electrónicos de bajo consumo de electrónicos de bajo consumo de potencia.

potencia.

La palabra tiristor, procedente del La palabra tiristor, procedente del griego, significa puerta. El nombre es griego, significa puerta. El nombre es fiel reflejo de la función que efectúa fiel reflejo de la función que efectúa este componente: una puerta que este componente: una puerta que permite o impide el paso de la permite o impide el paso de la corriente a través de ella. Así com corriente a través de ella. Así como loso los transistores pueden operar en transistores pueden operar en cualquier punto entre corte y cualquier punto entre corte y saturación, los tiristores en cambio saturación, los tiristores en cambio sólo conmutan entre dos estados: sólo conmutan entre dos estados: corte Los tiristores se utilizan en forma corte Los tiristores se utilizan en forma extensa en los circuitos electrónicos extensa en los circuitos electrónicos de potencia. Se operan como de potencia. Se operan como conmutadores biestables, pasando de conmutadores biestables, pasando de un estado no conductor a un estado un estado no conductor a un estado conductor. Para muchas aplicaciones conductor. Para muchas aplicaciones se puede suponer que los Tiristores se puede suponer que los Tiristores son interruptores o conmutadores son interruptores o conmutadores ideales, aunque los tiristores prácticos ideales, aunque los tiristores prácticos exhiben ciertas características y exhiben ciertas características y limitaciones. y conducción.

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El tiristor es el equivalente electrónico El tiristor es el equivalente electrónico de los interruptores mecánicos; por de los interruptores mecánicos; por tanto, es capaz de dejar pasar tanto, es capaz de dejar pasar plenamente o bloquear por completo plenamente o bloquear por completo el paso de la corriente sin tener nivel el paso de la corriente sin tener nivel intermedio alguno, aunque no son intermedio alguno, aunque no son capaces de soportar grandes capaces de soportar grandes sobrecargas de corriente. El diseño sobrecargas de corriente. El diseño del tiristor permite que éste pase del tiristor permite que éste pase rápidamente a encendido al recibir un rápidamente a encendido al recibir un pulso momentáneo de corriente en su pulso momentáneo de corriente en su terminal de control, denominada terminal de control, denominada puerta (o en inglés, gate), a medida puerta (o en inglés, gate), a medida que aumenta la corriente de puerta se que aumenta la corriente de puerta se desplaza el punto de disparo.

desplaza el punto de disparo.

Activación del tiristor

Los tiristores pueden activarse, o sea Los tiristores pueden activarse, o sea incrementar su corriente de ánodo, por incrementar su corriente de ánodo, por diversas formas:

diversas formas:

Acción térmica

Si la temperatura del tiristor es alta, se Si la temperatura del tiristor es alta, se incrementan las corrientes ICBO1 y incrementan las corrientes ICBO1 y ICBO2 por generación de portadores ICBO2 por generación de portadores minoritarios (electrón-huecos), minoritarios (electrón-huecos), aumentando los valores de á 1 y a 2. aumentando los valores de á 1 y a 2. Cuando a 1 +á 2 = 1, por acción Cuando a 1 +á 2 = 1, por acción regenerativa el tiristor se activa.

regenerativa el tiristor se activa.

En consecuencia, es necesario limitar En consecuencia, es necesario limitar la temperatura máxima de la temperatura máxima de

Acción de la luz

Si se permite que la luz llegue a las Si se permite que la luz llegue a las junturas

junturas del del tiristor tiristor (J2), (J2), aumentaraaumentarann los portadores minoritarios los portadores minoritarios electrón-huecos, aumentando las corrientes = huecos, aumentando las corrientes = ICBO1 y ICBO2, hasta provocar la ICBO1 y ICBO2, hasta provocar la activación. Este mecanismo se utiliza activación. Este mecanismo se utiliza para activar tiristores que trabajan en para activar tiristores que trabajan en convertidores para alta tensión, convertidores para alta tensión, utilizando fibras ópticas para su utilizando fibras ópticas para su activación y aislamiento eléctrico del activación y aislamiento eléctrico del circuito generador de los pulsos de circuito generador de los pulsos de disparo. (Tiristores activados por luz disparo. (Tiristores activados por luz LASCR).

LASCR).

Aumento de la tensión aplicada

Si la tensión directa aplicada Vac Si la tensión directa aplicada Vac (ánodo-cátodo) resulta mayor que (ánodo-cátodo) resulta mayor que VBO, (tensión máxima de bloqueo VBO, (tensión máxima de bloqueo directo), por efecto “avalancha”, directo), por efecto “avalancha”, aumenta ICBO1 y ICBO2 hasta la aumenta ICBO1 y ICBO2 hasta la activación por acción regenerativa, activación por acción regenerativa, con probabilidad de destrucción. Esto con probabilidad de destrucción. Esto limita la máxima tensión directa limita la máxima tensión directa aplicada.

aplicada.

Variación de la tensión aplicada

(dv/dt)

Esta acción produce un aumento de Esta acción produce un aumento de

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fabricantes establecen los límites de fabricantes establecen los límites de dv/dt que pueden soportar los dv/dt que pueden soportar los tiristores.

tiristores.

Acción del transistor Q2 ò por

corriente de compuerta

Es el método normal para activarlo; se Es el método normal para activarlo; se logra aplicando un voltaje positivo a la logra aplicando un voltaje positivo a la compuerta respecto al cátodo, que compuerta respecto al cátodo, que provocara la circulación de la corriente provocara la circulación de la corriente “IGP”, dando lugar a la acción “IGP”, dando lugar a la acción regenerativa interna en el tiristor. La regenerativa interna en el tiristor. La activación para el “SCR” se logra con activación para el “SCR” se logra con voltajes de bloqueo directo (ánodo voltajes de bloqueo directo (ánodo positivo respecto al cátodo)

positivo respecto al cátodo)

Existen distintos métodos que Existen distintos métodos que permiten variar la energía de corriente permiten variar la energía de corriente continua proveniente de un continua proveniente de un rectificador.

rectificador.

Un método sencillo es actuando sobre Un método sencillo es actuando sobre el transformador, disponiendo de el transformador, disponiendo de “topes” en el bobinado

“topes” en el bobinado primario, óprimario, ó secundario, o bien sobre ambos, como secundario, o bien sobre ambos, como es el caso de algunas máquinas de es el caso de algunas máquinas de soldar, con tensión de soldadura en soldar, con tensión de soldadura en continua ó directamente en alterna. continua ó directamente en alterna. Otras aplicaciones, como la soldadura Otras aplicaciones, como la soldadura de “punto”, algunos procesos de “punto”, algunos procesos electrolíticos y en general los electrolíticos y en general los rectificadores que no necesitan de una rectificadores que no necesitan de una variación dinámica en la tensión de variación dinámica en la tensión de salida, también se implementan con salida, también se implementan con este sistema.

este sistema.

Cuando es necesario mantener un Cuando es necesario mantener un control sobre la tensión rectificada, control sobre la tensión rectificada, porque así lo exige la carga, debe porque así lo exige la carga, debe implementarse un rectificador implementarse un rectificador controlado, el cual en la mayoría de controlado, el cual en la mayoría de los casos utiliza tiristores y en algunos los casos utiliza tiristores y en algunos casos muy especiales donde el casos muy especiales donde el

por conmutación natural se emplean por conmutación natural se emplean TGO.

TGO.

La rectificación controlada permite La rectificación controlada permite regular con suficiente precisión la regular con suficiente precisión la energía que requiere una determinada energía que requiere una determinada carga de corriente continua y admite a carga de corriente continua y admite a su vez implementar los lazos de su vez implementar los lazos de realimentación necesarios para lograr realimentación necesarios para lograr

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El control de las máquinas de c.c., los El control de las máquinas de c.c., los procesos electrolíticos, soldadoras en procesos electrolíticos, soldadoras en c.c. y las fuentes para los inversores c.c. y las fuentes para los inversores de gran potencia, constituyen las de gran potencia, constituyen las aplicaciones fundamentales de esta aplicaciones fundamentales de esta rectificación.

rectificación.

Se utilizan los mismos circuitos que en Se utilizan los mismos circuitos que en rectificación a diodos, donde los rectificación a diodos, donde los tiristores reemplazan a los diodos, tiristores reemplazan a los diodos, disponiéndose además del circuito de disponiéndose además del circuito de control respectivo.

control respectivo.

El control se hace sobre el ángulo de El control se hace sobre el ángulo de fase de cada tensión que alimenta a fase de cada tensión que alimenta a cada tiristor, éste es el ángulo de cada tiristor, éste es el ángulo de encendido de los tiristores, el cual es encendido de los tiristores, el cual es del mismo valor para todos los del mismo valor para todos los tiristores respecto de su tensión de tiristores respecto de su tensión de ánodo.

ánodo.

El estudio se realiza en forma similar El estudio se realiza en forma similar al visto con diodos, manteniendo la al visto con diodos, manteniendo la

misma estructura de análisis, la cual misma estructura de análisis, la cual permite obtener las tensiones que permite obtener las tensiones que brinda cada tipo de rectificador y luego brinda cada tipo de rectificador y luego las corrientes en función de las las corrientes en función de las diferentes cargas.

diferentes cargas.

Salvo que se mencione lo contrario, Salvo que se mencione lo contrario, los elementos que componen los los elementos que componen los circuitos, se consideran ideales.

circuitos, se consideran ideales.

Capacitor Cerámico

Los capacitores con dieléctrico de Los capacitores con dieléctrico de cerámica son una única familia con cerámica son una única familia con una constante dieléctrica una constante dieléctrica relativamente alta, son de diseño relativamente alta, son de diseño físico de fácil fabricación, en donde se físico de fácil fabricación, en donde se puede encontrar una gran variedad de puede encontrar una gran variedad de formatos. formatos.

ANALISIS DE RESULTADOS

VALORES RMS VALORES RMS Intensidad

Intensidad máxima máxima Intensidad Intensidad mínima mínima Voltaje Voltaje máximo máximo Voltaje Voltaje mínimomínimo 0,6

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Cancel Anytime.

Con esta práctica se pudo concluir que mediante la utilización de un SCR se puede Con esta práctica se pudo concluir que mediante la utilización de un SCR se puede rectificar la forma de onda.

rectificar la forma de onda.

Los SCR son muy útiles en los sistemas de control en potencia ya que estos son Los SCR son muy útiles en los sistemas de control en potencia ya que estos son bipolares y nos permiten la utilización en corriente alterna.

bipolares y nos permiten la utilización en corriente alterna.

Estos sistemas son muy útiles ya que nos permiten controlar la forma de la onda Estos sistemas son muy útiles ya que nos permiten controlar la forma de la onda con lo cual al ser instalada en un hogar se podría disminuir el consumo eléctrico. con lo cual al ser instalada en un hogar se podría disminuir el consumo eléctrico.

RECOMENDACIONES:

Realizar varias Investigaciones, para la mejor aplicación al tema Realizar varias Investigaciones, para la mejor aplicación al tema

Tratar de seguir practicando ejercicios por medio de este tema de suma Tratar de seguir practicando ejercicios por medio de este tema de suma importancia y hacer más prácticas.

importancia y hacer más prácticas.

Con esta práctica se pudo conocer que existen varias falencias las cuales deben Con esta práctica se pudo conocer que existen varias falencias las cuales deben ser reforzadas por el docente.

ser reforzadas por el docente.

BIBLIOGRAFIA:

http://www.nxp.com/documents/data_sheet/BT137-600D.pdf http://www.nxp.com/documents/data_sheet/BT137-600D.pdf http://www.electronicoscaldas.com/tiristores/229-triac-bt137-600e.html http://www.electronicoscaldas.com/tiristores/229-triac-bt137-600e.html http://www.electronicafacil.net/tutoriales/El-tiristor.php http://www.electronicafacil.net/tutoriales/El-tiristor.php http://electronicavalher.blogspot.com/2012/02/triac-regulador-de-luz-y-generador-de.html de.html

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ANEXOS:

Materiales para la práctica:

1.- Protoboard 1.- Protoboard 2.- SCR 2.- SCR 3.- 3 capacitores de 0,1 uF 3.- 3 capacitores de 0,1 uF

4.- 2 resistencias de47 k y una de 100k 4.- 2 resistencias de47 k y una de 100k 5.- Potenciómetro de 100k 5.- Potenciómetro de 100k 6. Bobina 6. Bobina 7.- Un pwm 7.- Un pwm 8.- Cables. 8.- Cables. 9.- Multímetro 9.- Multímetro

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