Post on 17-Feb-2016
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CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA
Igt
R1
gate
Vgt
V
+
-
anodo
N.C
A1
+
Vt
-
sw Rload
+
Vcc
-
itav
Amplio rango y
lineal
MEDICION DE VOLTAJE Y CORRIENTE DE DISPARO DE COMPUERTA (PARAMETROS CRITICOS)
CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA
1. Alambrar la red indicada.
2. R1 debe ser resistencia lineal y de amplio rango.3. Los amperímetros A1 y A2 deben ser de nula impedancia interna.
4. El voltímetro V debe poseer alta sensibilidad (mayor a 20 K /V) o alta impedancia interna.
5. La fuente de D.C. Vg= 5V, mientras que VccVDRM (del SCR bajo prueba).
MEDICION DE VOLTAJE Y CORRIENTE DE DISPARO DE COMPUERTA (PARAMETROS CRITICOS)
CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA
MEDICION DE VOLTAJE Y CORRIENTE DE DISPARO DE COMPUERTA (PARAMETROS CRITICOS)
Para la medición de estos parámetros se requiere la
característica numero 1, mientras que el valor de R1 debe estar
al máximo valor ohmico, presentando los requerimientos del
enciso 2; considerando que los amperímetros A1 y A2 tienen las
propiedades del enciso 3, y el voltímetro con respecto al inciso 4
(para evitar un efecto de carga a la terminal compuerta; se
procederá a disminuir gradualmente al valor de al resistencia R1,
considerando que la red de gatillo y cátodo y de ánodo –
cátodo las fuentes de alimentación cumplen con el inciso 5).
CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA
MEDICION DE VOLTAJE Y CORRIENTE DE DISPARO DE COMPUERTA (PARAMETROS CRITICOS)
En un instante al disminuir R1 se deberá estar atento a que el
amperímetro A2 registre el valor de la corriente ITav en este
instante preciso dejara de variar el valor de R1, y los valores
deseados a determinar como lo son: Igt y Vgt podrán ser
monitoreados por el amperímetro A1 y el V respectivamente, de
esta manera sean determinado dichos parámetros de manera
fiel con respecto al mismo tiristor.
CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA
MEDICION DE VOLTAJE Y CORRIENTE DE DISPARO DE COMPUERTA (PARAMETROS CRITICOS)
Potencia de la RLOAD
PLOAD = RL I2Tav
PLOAD nom 1.5 PLOAD
nom = potencia de carga Nominal
Aplicando leyes de voltaje de Kirchfft (L. V. K.) en la red ánodo –
cátodo.
VCC = VLOAD + VT; VCC – VT = RLOAD ITav
VLOAD = RLOAD ITav RLOAD = (VCC – VT)/ITav
CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA
METODOS DE CONMUTACION FORZADA
a) Por Corriente:
Consiste en hacer nulo el valor de la corriente de
mantenimiento, conectando la circulación de la corriente
del tiristor.
b) Por Voltaje:
Consiste en nulificar el valor del voltaje del tiristor (Vt)
cortocircuitando las terminales ánodo – cátodo del mismo
y a su vez desviando a la corriente del tiristor hacia el corto
circuito de esta forma se incrementara la corriente en la
carga antes de la extinción del tiristor.
CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA
METODOS DE CONMUTACION FORZADA
c) Por Fuente Auxiliar Negativa
PLOAD = IT2 ZL
tc = C dVc/dt,
La condición necesaria de conmutación de conducción, a
bloqueo tc IT, la corriente de descarga del capacitor
contrarrestará a la corriente tiristor, y así disminuir a la
corriente de mantenimiento del mismo, además de
manifestarse la polaridad inversa entre las terminales ánodo –
cátodo, nulificando así al voltaje del tiristor (VT), también por
razón de extinción segura se requiere:
T = RC T tq
CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA
METODOS DE CONMUTACION FORZADA
VLOAD = RL IT VLOAD = VCC – VT (VT VCC)
T = RAC
IT – tc In
IT In + tc
VC VT
* Se utilizara una fuente auxiliar negativa.
* Su energía queda latente.
* Aquí el capacitor queda cargado con el switch cerrado y si
queda abierto se descarga.
* Que el Vcc carga sobre la carga.
CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA
METODOS DE CONMUTACION FORZADA
Consideraremos inicialmente al tiristor en bloqueo, al capacitor
descargado y al conmutador o switch normalmente abierto, en
estas condiciones la red esta desernegizada y por lo tanto no
habrá potencia en la carga; si activamos al SCR este conducirá y
proporcionara potencia a su carga (RL), pero simultáneamente el
capacitor empezara a cargarse a través de RA (resistencia auxiliar)
y al cabo de la constante de tiempo RAC o 5 veces esta constante
el capacitor quedara cargado con la polaridad a la indicada
comportándose como un elemento de circuito abierto durante un
régimen permanente abierto.
Al cerrar el conmutador o switch el capacitor realiza su descarga y
dicha corriente contrarestara a la corriente del tiristor de tal
manera que se disminuya el valor de la corriente de
mantenimiento y así lograr la extinción del SCR.
CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA
METODOS DE CONMUTACION FORZADA
CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA
METODOS DE CONMUTACION FORZADA
Reglas para posicional al transistor en estado de conducción o saturación.
L. V. K.
VCC = VRA + VCE(sat) -0.1V VCE(sat) ≤ 0.3V
VRA = RA ICQ(max) VCC VCE(sat)
VCC = RA ICQ(max) + VCE(sat)
RA = (VCC – VCE(sat)) / ICQ(max) VCC / ICQ(max)
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METODOS DE CONMUTACION FORZADA
Aplicando L. V. K. En la red base – emisor del transistor
VBB = VRB + VBE VRB = RB IB(sat); VBE = 0.7V
VBB – VBE = RB IB(sat) = ICQ(max) / IB(sat)
RB = (VBB – 0.7)/ IB(sat);
RB = ((VBB – 0.7V)/ ICQ(max))
RB = ((VCC – 0.7V) / ICQ(max))
CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA
POTENCIA TRANSITORIA APERTURA Y EXTINCION
CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA
POTENCIA TRANSITORIA APERTURA Y EXTINCION
Supondremos inicialmente al capacitor descargado y a los tiristores auxiliares y principal bloqueados, por lo tanto estando la red desernegizada.
1. Aplicaremos una corriente de disparo a la compuerta del Thp.
2. El capacitor va a cargarse con polaridad a la indicada durante un rango de constante (s) de tiempo T = RLC, o 5T, una vez cargado el capacitor se comporta como elemento abierto de circuito y manifiesta a su vez una tensión negativa
IT = IC = C dVCC/dt
En la terminal ánodo del SCR, nulificando el voltaje (Vt) del SCR y por lo tanto conmuta automáticamente de conducción de bloqueo.
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POTENCIA TRANSITORIA APERTURA Y EXTINCION
4. Por lo tanto la potencia en la carga durante el instante de conducción:
PLOAD = RL I2T = RL (TC)2
PLOAD = RL (C dVss/dt)2
PLOAD = RLC2 (dVSS/dt)2
Quedando el capacitor C con polaridad a la vuelta indicada en un régimen de tiempo permanente.
Aplicaremos una corriente de disparo a la compuerta del Thp.
5. Para descargar o restaurar a la red aplicaremos una corriente de disparo al SCR auxiliar y por lo tanto descarga al capacitor volviendo a l a red a su condición de inicio.
CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA
CONMUTACION EN LOS TIRISTORES
Circuito de condición tipo E condición de tiempo requerido para
la conmutación de cualquiera de los tiristores es:
0.7 Ra C tgt
0.7 RL C tgt
tc = C dv/dt
CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA
CONMUTACION EN LOS TIRISTORES
CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA
CONMUTACION EN LOS TIRISTORES
Para un ciclo completo de VTh = +VS (1 – e–t/RC) + (-Vs) e-t/RC
conmutación (apertura Donde : +VS (1 – e–t/RC) es el voltaje de carga del capacitor
y bloqueo) Y: (-Vs) e-t/RC es el voltaje de descarga del capacitor
Cuando un tiristor conduce idealmente lo consideramos como un
SW y por lo tanto vale cero su caída de tensión es 0 ya que el Vs >>
Vth.
Inicialmente supondremos al capacitor descargado y a los SCR o
tiristores en estado de bloqueo por lo tanto la red estará
desernegizada.
CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA
CONMUTACION EN LOS TIRISTORES
Si disparamos al tiristor principal se hará conducir y por lo tanto
proporcionara voltaje y potencia a su respectiva carga.
Vload = Vs- VTL
Vload = RL- ITL
PRL = Vload ITL
PRL = (Vs-VTL)ITL
CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA
CONMUTACION EN LOS TIRISTORES
Pero simultáneamente se manifestara una corriente de carga en el
capacitor predispuesto a la manera indicada y con la polaridad
referida, de tal manera que quedara cargado al 67 % una vez
transcurrida la constante de tiempo RAs, y comportándose como
elemento de circuito abierto; es decir, manifestara un potencial mas
positivo con respecto al ánodo del SCR que conduce (tiristor
principal de carga ) perdurando así en un estado de régimen
permanente.
CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA
CONMUTACION EN LOS TIRISTORES
Si aplicáramos ahora una señal de disparo en el tiristor auxiliar este
conducirá, pero proporcionando tensión a su carga y potencia s u
carga respectiva, y
VRA = ITA RA PRA = ITA (Vs - VTA)
Simultáneamente el capacitor iniciara su proceso de descarga,
cuya corriente se opondrá y contrarrestara a la corriente del tiristor
principal (ITL) y una vez transcurrida la constante de tiempo RLC, la
polaridad del capacitor se invertirá totalmente (de polaridad a la
indicada) y en consecuencia dejara de conducir el tiristor principal
manifestándose ahora un potencial mayor en su terminal ánodo con
respecto al tiristor auxiliar que conduce procurando en dicho estado
en régimen permanente.
CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA
CONMUTACION EN LOS TIRISTORES
Si redisparamos al tiristor principal ahora ocurrirá una operación
similar al inciso 2; y por lo tanto este, circuito se comportara como un
multivibrador biestable de potencia ya que suministrara voltaje y
potencia 2 cargas de manera alterna, con la condición que
0.7 RC tgt
ic ITL
CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA
CONMUTACION EN LOS TIRISTORES
Idealmente VTh = 0
0 = VS (1 – e-t/RC) + (-VS e-t/RC)
0 = 1 – 2e-t/RC; 1 = 2e-t/RC
(1/2)-1 = (e-t/RC)-1; 2 = et/RC; ln 2 = ln e-t/RC
t/RC = ln2 t = RC ln2 C = 0.7 RC