Rectificador Trifasico de Onda Completa Controlado

UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA LABORATORIO DE ELECTRONICA DE POTENCIAFecha: 25/07/2016 RECTIFICADOR TRIFASICO DE ONDA COMPLETA CONTROLADO Alex Vinicio Zurita Canchignia [email protected] RESUMEN: En el presente informe, se realiza la 2.2 RECTIFICADOR 3ᵩ CONTROLADO simulación de un rectificador trifásico completamente [3] Un rectificador trifásico controlado por SCR’s tiene controlado, en el que podremos observar a diferentes las siguientes características: ángulos de disparo cómo se comporta la onda es decir su variación, además que se lo acoplará en un motor para ver su variación de velocidad, es decir realizamos 1. Utiliza más tiristores por lo que lo circuitos de el control de velocidad, el comportamiento básico de la disparo son más complejo. tensión en diferentes cargas , primero se observa el 2. La tensión de salida es una combinación de comportamiento con carga resistiva , luego cargas tensiones de línea. inductivas como motores con la ayuda de SCR. 3. El valor medio y RMS es una función del ángulo de disparo. PALABRAS CLAVES: SCR, controlador de freno, rpm, ángulo de disparo. 1. OBJETIVOS 1.1 OBJETIVO GENERAL  Comprobar mediante la simulación en el programa SIMULINK el funcionamiento de nuestro circuito a distintos ángulos de disparo Figura1. Rectificador trifasico de onda completa en los diodos SCR, además de obtener una controlado po SCR´s.Imagen de la figura 18.1a de [3] onda completamente rectificada. 4. El transformador provee las tres tensiones 1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS secundarias de fase, pero la tensión rectificada que aparece en la carga es la compuesta entre dos fases.  Observar en el simulador los valores de voltaje 5. En consecuencia para que exista circulación de y corriente en los diodos y en la carga, corriente, es necesario que dos tiristores de comparar estos valores con los calculados. distinta fase conduzcan al mismo tiempo; “caso  Observar las formas de onda de los voltajes de contrario no funciona”; sin embargo la entrada y salida del circuito de rectificación con secuencia de encendido y su correspondiente puentes de SCR’s y carga resistiva e inductiva cese de conducción es de un tiristor por vez. como el motor. 6. De hecho, cada uno de los seis tiristores  Analizar el funcionamiento del circuito de comienza a conducir con el mismo ángulo θ.1 rectificación de onda completa con diferentes respecto a su tensión de fase y semiciclo de ángulos de disparo, especialmente en cargas conducción. inductivas. 7. Los tiristores T1; T3 y T5 conducen con los semiciclos positivos de las respectivas 2. MARCO TEORICO Tensiones vs1; vs2 y vs3 mientras que los T4; T6 y T2 lo hacen con los semiciclos negativos de dichas tensiones. 2.1 RECTIFICADOR TRIFASICO La secuencia de encendido y el periodo de conducción Un sistema trifásico de tensiones se dice que de 120° de cada tiristor se encuentran indicados en la es equilibrado cuando sus corrientes son iguales y están figura 2. desfasados simétricamente. [2] Cuando alguna de las condiciones anteriores no se cumple (tensiones diferentes o distintos desfases entre ellas), el sistema de tensiones es un desequilibrado o más comúnmente llamado un sistema desbalanceado. Recibe el nombre de sistema de cargas desequilibradas el conjunto de impedancias distintas que dan lugar a que por el receptor circulen corrientes de amplitudes diferentes o con diferencias de fase entre ellas distintas a 120°, aunque las tensiones del sistema o de la línea Figura 2. Tensiones de entrada al rectificador de color sean equilibradas o balanceadas. azul, rojo y verde y tension de salida en la carga de color morado. Imagen tomada de la figura 18.1b de [3]. Este voltaje alimenta a la armadura del motor. La fuente produce un voltaje sinusoidal que a la acción del campo magnético. Circuito rectificador trifásico R-S-T de onda completa conectado en estrella. Hemos dibujado el caso en el cual la tensión del arco es relativamente constante. 3. Motor DC imanes permanentes rotatorio. 1. [2]Figura 6.UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA LABORATORIO DE ELECTRONICA DE POTENCIA Fecha: 25/07/2016 8. La corriente en la carga sólo tendrá la misma forma de onda que la tensión si la carga es resistiva pura. Recordemos que este es solamente un caso posible. 9. 2. una carga pasiva es aquella que no contiene una fuente de energía propia. La etapa puede ser implementada mediante el uso de Tiristores. Los sistemas de excitación de alta potencia. El motor es suficientemente grande para alimentar a la carga conectada. una unidad de potencia de estado sólido convierte la energía AC de la planta a un voltaje DC ajustable. Formas de onda de la corriente y el voltaje en voltaje de armadura asumiendo: la bobina cuando el diodo pasa a polarización inversa. Los pulsos en la compuerta están sincronizados con la frecuencia de línea y. La corriente. Imagen tomada de la figura 21. se alimentan con frecuencia con una fuente de corriente alterna trifásica.5 CIRCUITO SCR-INDUCTOR ejemplo. . la tensión a los de AC alcanza su valor positivo máximo. La interacción de los campos magnéticos de ambos componentes provoca la rotación del rotor. potencia reactiva. SCR que abastece a una carga pasiva conectada en serie. Por [1]Después de la apertura del diodo (es decir cuando consiguiente. bornes de la inductancia aumenta (con signo contrario). en nuestro 2. separados. El arco presenta El factor de potencia de desplazamiento disminuye poca resistencia eléctrica y descarga rápidamente las conforme el pulso de activación se retrasa. por otra parte capacidades parásitas. Los motores DC tienen dos componentes principales: armadura y campo. 2. La carga pasiva más simple es un resistor. para cd. La pulsación de la tensión rectificada es p = 6 y su forma de onda será siempre una porción de selenoide de la tensión compuesta fase-fase. la conducción inicia cada vez que el voltaje el diodo está en polarización inversa). en lugar de si el SCR se activa a 0°. uno por cada uno de los tres SCR de línea La velocidad del motor DC varía proporcionalmente al [1] Figura 5. La corriente vuelve a pasar por las capacidades parásitas y esta vez la oscilación continúa amortiguándose y sin crear nuevos arcos. Por consiguiente. La corriente de campo del motor es constante. la tensión es suficiente para crear un potencia reactiva Q además de la potencia activa P. [4] Usualmente. gracias a un tiristor.3 CARGAS RESISTIVAS [4] Por definición. están retrasados un ángulo de 90°. 2. ya que esta vez la tensión no alcanzará valores demasiado grandes. la fuente de CA tiene que suministrar En el instante .4 CONTROL DE VELOCIDAD DE UN MOTOR POR SCR’S. el rectificador no absorbe continuar cargando las capacidades parásitas. comienza a pasar por el arco. arco entre dos vueltas de la bobina. La corriente del inductor disminuye hasta que al instante sea demasiado pequeña para mantener el arco y este se apaga y deja de conducir.30 de [4]. En este caso deben haber tres circuitos de control de disparo. Figura 3. La figura 3 indica una carga resistiva conectada en serie Figura 4. tiene un valor pico Em. UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA LABORATORIO DE ELECTRONICA DE POTENCIA Fecha: 25/07/2016 3 MATERIALES Y EQUIPO 4. Figura 8.  Transformador de aislamiento.2 RECTIFICADOR TRIFASICO CONTROLADO CON CARGA RESISTIVA. Motor de corriente continua del laboratorio. Módulo de freno magnético EM3320. Circuito de rectificación trifásico de onda Figura 11. Figura 12. COMPLETA CONTROLADO CON  EM 3320 Break Controller CARGA INDUCTIVA (MOTOR DE  EM 3320 Magnetic Power Break CORRIENTE CONTINUA). mientras que en el canal 1 ira la señal del voltaje rectificado en la carga. En este circuito. completa sin control CON CARGA INDUCTIVA MOTOR DC. . Modulo controlador de freno magnético completa sin control CON CARGA RESISTIVA. Circuito de rectificación monofásico de onda  Adaptador de tres a dos.  Multímetro  Cables para Osciloscopio  Cables de conexión  Cable serial Figura 9.  Gafas de protección  Cables de osciloscopio.3 RECTIFICADOR TRIFASICO DE ONDA  Osciloscopio. teniendo en cuenta que para poder medir los voltajes se tuvo que conectar las señales de entrada y salida a la unidad de amplificación diferencial.  Módulo de laboratorio de potencia.  Juego de tiristor  PE-5310-2B Amplificador diferencial  PE-5310-3C Unidad de carga resistiva  EM-3320-1N Controlador de freno  EM-3320-1ª Unidad de freno de potencia magnética 4 DESARROLLO Y PROCEDIMIENTO HAY Q MODIFICAR Y LA SIMULACION 4. Se procedió a armar el circuito de la figura 8. EM3320. se procederá a ubicar los cables del osciloscopio de la manera indicada en la figura 8.  Cámara.  Unidad de carga resistiva. En el canal 2 ira la señal del voltaje de la fuente.  Generador de señales de disparo. Figura 10.  Unidad de carga inductiva. el funcionamiento normal para el ángulo de disparo de los tiristores va de 30° a 180°.M. A. hasta los 180° (Velocidad máxima controlable). ha conectado una carga resistiva de 200Ω. E. Figura8. capítulo 1. de Valladolid. teniendo trifásico de onda completa totalmente controlada se en cuenta que para poder medir los voltajes se tuvo que analizó que el control de velocidad disparando el ángulo conectar las señales de entrada y salida a la unidad de de disparo de los SCR´s es de 90° (Arranque del motor) amplificación diferencial. Gómez Campomanes. “Cap. mientras que en el canal 1 ira la señal del voltaje rectificado en la carga. Bibl-EUP: E-0091. IV Rectificador trifásico de onda . Universidad de Oviedo. Figura7. Se recomienda el uso de una potencia relativamente baja para realizar las practicas ya que los elementos del laboratorio se pueden quemar. 1).UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA LABORATORIO DE ELECTRONICA DE POTENCIA Fecha: 25/07/2016 cuando se lo ha conectado como carga del rectificador Se procedió a armar el circuito de la figura 9. Rectificador trifásico de onda completa control digital y diseño de convertidores electrónicos de totalmente controlado conectado como carga un motor potencia”. Cando: Se obtuvo que en la configuración de nuestro frenado de motor la velocidad en rpm se llega a igualar en el momento que llega a tomar sus resultados por ejemplo en nuestro caso el frenado era 1500 rpm . pp. E-0093. ISBN: 84-7468-288-6. J. Circuitos eléctricos. 8 REFERENCIAS [1]. debido a que el motor posee bobinados se 7 RECOMENDACIONES observa colas de inductancia. MARTÍN. RUIZ. se procederá a ubicar los cables del osciloscopio de la manera indicada en la figura 9. Goméz. 8-19. E- 0092. 2) J. 5 ANALISIS Y RESULTADOS Hay que cambiar Se obtuvieron los siguientes resultados: Figura9. En la Figura7 se observa la señal del rectificador trifásico de onda completa totalmente controlado cuando se le . En la Figura8 se muestra la señal del rectificador trifásico de onda completa totalmente controlado cuando se le ha conectado como carga un motor DC. Capítulo 5. entonces dicho valor freno al inicio y luego igualo a esta velocidad que notros proporcionamos al módulo de frenado . 1990. “Componentes pasivos de los circuitos eléctricos”. servicio de publicaciones. S. (EC.(EC. “Simulación. Rectificador trifásico de onda completa totalmente controlado con caga puramente resistiva. también se observa la señal de voltaje de entrada (V R) de una fase. también se observa la señal de voltaje de entrada (VR) de una fase.Cruz: Como se pudo observar en las ondas obtenidas al usar un motor AC como carga obtuvimos una distorsión en la onda de salida la cual es creada por los armónicos creados por el motor lo cual afecta tanto al motor como a la red eléctrica del circuito. DC. Dto. [2] LORENZO. En este circuito. En el canal 2 ira la señal del voltaje de la fuente. Control de velocidad del motor DC. 6 CONCLUSIONES V. Documento Electrónico. En la Figura9 se visualiza el funcionamiento del motor [3] R. Tecnología Electrónica – U... 1996. Disponible[online]: http://potencia.pdf .fceia. Departamento de Ingeniería electrónica..unr.edu.ar/electronica%20IV/a %20subir/RPTC1de22Parte.UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA LABORATORIO DE ELECTRONICA DE POTENCIA Fecha: 25/07/2016 completa controlado”.eie.