Informe de Laboratorio Nro1 Electronica de pontencia

8/10/2019 Informe de Laboratorio Nro1 Electronica de pontencia

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LABORATORIO N1: DISPARO DE UN TIRISTORCOMPONENTES DISCRETOS

CURSO : ELECTRNICA DE POTENCIA

DOCENTE : ING. ROBINSON ARVALO MACEDO

SECCIN : A

GRUPO : 4

INTEGRANTES CDIGO

CUYUBAMBA ROMERO, ANTONIO GUILLERMO 20072536IIZQUIERDO CRISTOBAL, JOB JAVIER 20104014B

VALENCIA PAREDES, MAKE STEVE 20107023B

UNI 2012-I

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA

FACULTAD DE INGENIERA MECNICA


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LABORATORIO N1: DISPARO DE UN TIRISTOR CON COMPONENTES DISCRETOS UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFacultad de ingeniera Mecnica

1 Electrnica de Potencia

NDICE

INTRODUCCIN ................................................................................................................................... 2

I. OBJETIVOS: .................................................................................................................................. 3

II. FUNDAMENTO TERICO: ............................................................................................................ 3

III. EQUIPOS Y MATERIALES: ......................................................................................................... 7

IV. PROCEDIMIENTO: .................................................................................................................... 9

V. CUESTIONARIO .......................................................................................................................... 20

VI. OBSERVACIONES: .................................................................................................................. 21VII. CONCLUSIONES: .................................................................................................................... 21

VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS ............................................................................................. 22

IX. ANEXOS ................................................................................................................................. 22


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INTRODUCCIN

Es un dispositivo electrnico semiconductor que tiene dos estados de

funcionamiento: conduccin o bloqueo. Posee tres terminales: nodo (A), Ctodo (K) y

Puerta (G). Internamente est constituido por la unin de cuatro cristales

semiconductores PNPN.

Los tiristores se comportan, de forma aproximada, como un diodo rectificador con

iniciacin de la conduccin controlada por un tercer terminal denominado puerta. Poseen

casi todas las ventajas de los diodos de silicio, como son el funcionamiento a temperaturas

muy altas, fiabilidad, robustez, etc. Presentan, adems, una disipacin pequea y, por

tanto, un elevado rendimiento, caracterstica fundamental en todo dispositivo

semiconductor de potencia.

La importancia de los tiristores en los circuitos de electrnica de potencia reside en su

capacidad de bloquear grandes tensiones y conducir grandes corrientes. En esta

experiencia se analizar el disparo de un tiristor con componentes discretos y su forma de

funcionamiento.


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I. OBJETIVOS:

Comprobar experimentalmente el disparo de un tiristor con elementos discretos y revisarla variacin del disparo para diferentes capacitores.

Armar circuitos de activacin de un tiristor y observar las ventajas y desventajas de cadauno de ellos.

II. FUNDAMENTO TERICO:

TIRISTOR

Es un dispositivo semiconductor de cuatro capas de estructura pnpn con 3 uniones pn.Tiene tres terminales, nodo, ctodo y compuerta.


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Cuando el voltaje del nodo se hace positivo con respecto al ctodo, las uniones J1 y J3

tienen polarizacin directa o positiva. La unin J2 tiene polarizacin inversa, y slo fluir

una pequea corriente de fuga al nodo al ctodo. Se dice entonces que el tiristor est en

condicin de bloqueo directo o en estado desactivado llamndose a la corriente de fuga

corriente de estado inactivo ID. Si el voltaje nodo-ctodo VAK se incrementa a un valor lo

suficientemente grande, la unin J2 polarizada inversamente entrar en ruptura. Esto se

conoce como ruptura por avalancha y el voltaje correspondiente se llama voltaje de

ruptura directa VBO.

CURVA CARACTERISTICA DE VOLTAJE-CORRIENTE DE UN TIRISTOR (SCR)

Dado que las uniones J1 y J3 ya tienen polarizacin directa, habr un movimiento libre de

portadores a travs de las tres uniones, que provocar una corriente directa del nodo.

Entonces el dispositivo est en estado de conduccin o activado.

La corriente del nodo debe ser mayor que un valor conocido como corriente de enganche

IL , a fin de mantener la cantidad requerida de flujo de portadores a travs de la unin; de

lo contrario ,al reducirse el voltaje VAK , el dispositivo regresar a la condicin de bloqueo.La corriente IL es el valor mnimo requerida para mantener el tiristor en estado de

conduccin inmediatamente despus de que ha sido activado y se ha retirado la seal de

la compuerta.

Una vez que el tiristor es activado, se comporta como un diodo en conduccin y no hay

control sobre el dispositivo. El tiristor seguir conduciendo, porque en la unin J2 no exista

una regin de agotamiento debida a movimientos libre de los portadores. Sin embargo, si

se reduce la corriente directa del nodo por debajo de un nivel conocido como corrientede mantenimiento IH , se genera una regin de agotamiento alrededor de la unin J2

debida al nmero reducido de portadores; el tiristor estar en estado de bloqueo.

La corriente de mantenimiento es del orden de los miliamperios y es mayor que la

corriente de enganche (ILIH ).


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La corriente de mantenimiento IH es la corriente del nodo mnima para mantener el

tiristor en estado de rgimen permanente. Un tiristor se puede activar aumentado el

voltaje directo de VAK ms all de VBO , pero esta forma de activarlo puede ser

destructiva.


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ACTIVACION DEL TIRISTOR

Un tiristor se activa incrementando la corriente del nodo. Esto se puede lograr mediante.

Corriente de compuerta.- Si un tiristor est polarizado en directa, la inyeccin de una IG al

aplicar un voltaje positivo de compuerta entre la compuerta y las terminales activar al

tiristor. Conforme se aumenta la corriente de compuerta, se reduce el voltaje de bloqueo

directo.

DESACTIVACION DEL TIRISTOR

Un tiristor se puede desactivar reduciendo la corriente directa a un nivel por debajo de la

corriente de mantenimiento IH. En todas las tcnicas de conmutacin, la corriente del

nodo se mantiene por debajo de la corriente de mantenimiento durante un tiempo lo

suficientemente largo, por lo comn un tiristor se activa mediante un pulso de seal de

compuerta.

Slo pueden obtenerse variaciones de ngulo entre 0 y 90 , los cuales slo pueden

lograrse mediante un clculo adecuado de las resistencias fijas y variables.


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Circuito de control de compuerta SCR que es una mejora sobre el circuito de control

anterior.

La ventaja del circuito es que el ngulo de retardo de disparo se puede llevar ms all de

los 90, debido al uso del capacitor, el cual puede almacenar energa.

III. EQUIPOS Y MATERIALES:

01 Osciloscopio digital. 01 Multmetro digital. 1 Tiristor 2N3669 o Equivalente. 1 Protoboard. 1 Foco con su socket (carga). 2 Condensadores de 0.22 F, 88 nF y 0.02 F. 2 Resistencias de 10K y 2W de potencia. 1 Potencimetro de 100K y 2W de potencia. 2 Interruptores SW1 Y SW2.


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Multmetro Multmetro Digital

2N3669 Foco con su socket

Condensadores Resistencias


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Potencimetro Interruptor

IV.

PROCEDIMIENTO:1. Armar el circuito de la figura:

2. Seleccionar en Rp un valor de 50K y cerrar el interruptor SW1 observando que sucede conla lmpara.


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3. Luego de verificar las conexiones cerrar el interruptor SW2, observando lo que sucede conla lmpara y medir la tensin entre el nodo y el ctodo.

4. Repetir el paso 2 y 3 para valores de Rp de 70 y 100K.(Los valores reales se muestran en lasiguiente tabla)

Resistenciavariable

Sw1 Sw2 Va-k Lampara

50K On Off 0 Off50K On On 150.1V on69K On Off 0 Off69K On On 216V On92K ON Off 0 Off92K On On 219V on


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Voltaje en el Foco:


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Para Rp=50K

Para Rp=70K


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Para Rp=100K

Voltaje NODO-CTODO

Para Rp=50K


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Para Rp=70K

Para Rp=100K

5. Armar el circuito que se muestra en la figura y seleccione en Rp un valor de 50K


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8. Repetir los pasos 6 y 7 para valores de RP de 70 y 100K.

Resistencia Variable Sw Va-k50 K On 169V70 K On 118V100 K On 96V


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Voltaje en el Foco:

Para Rp=50K

Para Rp=70K


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Para Rp=100K

Voltaje NODO- CTODO:

Para Rp=50K


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Para Rp=70K

Para Rp=100K


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V. CUESTIONARIO

1. Hacer el fundamento terico del experimento realizado.

El fundamento Terico se ha desarrollado en la parte inicial del informe.

2. Cual es la diferencia entre el primer y el segundo circuito?

En el segundo circuito el foco demorar prenderse unos milisegundos ya que primerodebe cargarse el condensador a esto se le llama retardar el disparo, adems la ventaja delcircuito es que el ngulo de retardo de disparo se puede llevar ms all de los 90, debidoal uso del capacitor, el cual puede almacenar energa.

3. Qu sucede con la lmpara cuando aumenta el valor de Rp en ambos circuitos?

En ambos circuitos mientras aumentamos la resistencia el foco se hacia menos luminosohasta llegar al punto de apagarse.La diferencia esta que en el circuito 1 llegaba al estado de apagarse a una resistenciamenor con respecto al circuito 2 esto quiere decir que el ngulo de disparo mnimo esmenor en el circuito 1.

4. Segn su opinin cual de los circuitos de disparo es el recomendable Por qu?

Segn lo comprobado en el laboratorio el segundo circuito es mucho ms recomendable,

ya que con el capacitor existe una carga y depende de cuanto sea el valor de este sepodra conseguir un mayor rango para el ngulo de disparo, lo que no suceda en elcircuito 1 que el rango de el ngulo de disparo variaba muy rpido cuando varibamos elpotencimetro es decir tena poco rango.

5. Qu dificultades encontr para realizar el experimento? Sugiera que cambios sepodran hacer para mejorarlo

No se encontr el tiristor 2N3669 pero se utiliz un equivalente, el cambio que se hizofue por el 2N2576.

Tener cuidado al manejar los circuitos ya que estamos trabajando con voltaje de220ac.

Se debe adicionar un diodo en serie con la compuerta para proteger al tiristor encontra de voltajes inversos altos y para las descargas del condensador.


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VI. OBSERVACIONES:

Se debe tener en cuenta que algunos de los dispositivos de trabajo no eran elementos depotencia.

No se trabaj con el tiristor 2N3669 sino con un equivalente 2N2576.

VII. CONCLUSIONES:

Para el primer circuito: El ngulo de disparo depende del valor de Rp, conforme aumenta el valor de Rp,

aumenta el ngulo de retardo de disparo.

El ngulo de disparo solo puede varias hasta 90.

Para el segundo circuito:

La ventaja del circuito 2 es que el ngulo de retardo de disparo se puede llevar msall de los 90, debido al uso del capacitor, el cual puede almacenar energa .

Observamos que al simular la onda entre los extremos del foco sale rectificada, enambos circuitos.

La variacin del ngulo de disparo hace variar el voltaje eficaz medido, esto se observaen las tablas.


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VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

Electrnica de Potencia (Mohan)

Electrnica de Potencia ( Muhamad H. Rashid)

Manual de Laboratorio de Electrnica de Potencia ( UNI FIM)

http://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2008/05/el-tiristor-y-el-amplificador-7413.pdf

http://www.uma.es/investigadores/grupos/electronica_potencia/index.php?option=com_content&view=article&id=29&Itemid=61

IX. ANEXOSHoja tcnica del tiristor
http://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2008/05/el-tiristor-y-el-amplificador-7413.pdfhttp://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2008/05/el-tiristor-y-el-amplificador-7413.pdfhttp://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2008/05/el-tiristor-y-el-amplificador-7413.pdfhttp://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2008/05/el-tiristor-y-el-amplificador-7413.pdfhttp://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2008/05/el-tiristor-y-el-amplificador-7413.pdfhttp://www.uma.es/investigadores/grupos/electronica_potencia/index.php?option=com_content&view=article&id=29&Itemid=61http://www.uma.es/investigadores/grupos/electronica_potencia/index.php?option=com_content&view=article&id=29&Itemid=61http://www.uma.es/investigadores/grupos/electronica_potencia/index.php?option=com_content&view=article&id=29&Itemid=61http://www.uma.es/investigadores/grupos/electronica_potencia/index.php?option=com_content&view=article&id=29&Itemid=61http://www.uma.es/investigadores/grupos/electronica_potencia/index.php?option=com_content&view=article&id=29&Itemid=61http://www.uma.es/investigadores/grupos/electronica_potencia/index.php?option=com_content&view=article&id=29&Itemid=61http://www.uma.es/investigadores/grupos/electronica_potencia/index.php?option=com_content&view=article&id=29&Itemid=61http://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2008/05/el-tiristor-y-el-amplificador-7413.pdfhttp://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2008/05/el-tiristor-y-el-amplificador-7413.pdf


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