Informe de Laboratorio Nro1 Electronica de pontencia
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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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LABORATORIO N1: DISPARO DE UN TIRISTOR CON COMPONENTES DISCRETOS UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFacultad de ingeniera Mecnica
2 Electrnica de Potencia
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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LABORATORIO N1: DISPARO DE UN TIRISTOR CON COMPONENTES DISCRETOS UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFacultad de ingeniera Mecnica
3 Electrnica de Potencia
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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LABORATORIO N1: DISPARO DE UN TIRISTOR CON COMPONENTES DISCRETOS UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFacultad de ingeniera Mecnica
4 Electrnica de Potencia
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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LABORATORIO N1: DISPARO DE UN TIRISTOR CON COMPONENTES DISCRETOS UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFacultad de ingeniera Mecnica
5 Electrnica de Potencia
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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6 Electrnica de Potencia
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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7 Electrnica de Potencia
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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8 Electrnica de Potencia
Multmetro Multmetro Digital
2N3669 Foco con su socket
Condensadores Resistencias
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9 Electrnica de Potencia
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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12 Electrnica de Potencia
Para Rp=50K
Para Rp=70K
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LABORATORIO N1: DISPARO DE UN TIRISTOR CON COMPONENTES DISCRETOS UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFacultad de ingeniera Mecnica
13 Electrnica de Potencia
Para Rp=100K
Voltaje NODO-CTODO
Para Rp=50K
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LABORATORIO N1: DISPARO DE UN TIRISTOR CON COMPONENTES DISCRETOS UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFacultad de ingeniera Mecnica
14 Electrnica de Potencia
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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LABORATORIO N1: DISPARO DE UN TIRISTOR CON COMPONENTES DISCRETOS UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFacultad de ingeniera Mecnica
16 Electrnica de Potencia
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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LABORATORIO N1: DISPARO DE UN TIRISTOR CON COMPONENTES DISCRETOS UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFacultad de ingeniera Mecnica
17 Electrnica de Potencia
Voltaje en el Foco:
Para Rp=50K
Para Rp=70K
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LABORATORIO N1: DISPARO DE UN TIRISTOR CON COMPONENTES DISCRETOS UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFacultad de ingeniera Mecnica
18 Electrnica de Potencia
Para Rp=100K
Voltaje NODO- CTODO:
Para Rp=50K
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LABORATORIO N1: DISPARO DE UN TIRISTOR CON COMPONENTES DISCRETOS UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFacultad de ingeniera Mecnica
19 Electrnica de Potencia
Para Rp=70K
Para Rp=100K
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LABORATORIO N1: DISPARO DE UN TIRISTOR CON COMPONENTES DISCRETOS UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFacultad de ingeniera Mecnica
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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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El t i d P t i