Electrónica de Potencia Aplicada (1).pptx

ECAPOT INGENIERIA

1. Electrónica de potencia aplicada Ing. Miguel Marín Hernández Mecatrónica

2. Programa Unidad I – Introducción A La Electrónica De Potencia Antecedentes de la electrónica de potencia. Terminología y principios de operación de la familia de los tiristores de potencia. Clasificación y características tensión contra corriente de los tiristores de potencia. Métodos de activación del tiristor SCR. Métodos de desactivación del tiristor SCR . Métodos de activación del tiristor TRIAC . Métodos de desactivación del tiristor TRIAC . Unidad II – Dispositivos De Control Y De Disparo Características de Tensión Contra Corriente delos tiristores de baja potencia (UJT, PUT, SUS, SBC, DIAC). Circuitos de disparo con aislamiento y acoplamiento óptico y magnético. Circuitos de disparo con dispositivos digitales.

3. Unidad III – Circuitos De Aplicación Unidad IV – Control De Fase Control de fase monofásico de media onda (análisis y diseño). Control de fase monofásico de onda completa (análisis y diseño). Rectificación polifásica no controlada. Rectificación trifásica semi-controlada. Rectificación trifásica controlada . Unidad V – Convertidores De AC - DC Regulador cargador de baterías. Switch táctil o detector de proximidad. Sistema de iluminación de emergencia de una sola fuente . Flasher de corriente alterna. Sensor de luz Y sensor de ausencia de luz. Control de fase de onda completa . Intermitente secuencial. Control de velocidad para motores universales activado con switch unilateral de silicón.

4. Unidad VII – Convertidores De CD - CD ( Choppers ) Características y principios de operación de operación. Clasificación por modulación y operación de cuadrantes, configuración y modulador de ancho de pulso. Modulador de ancho de pulso . Control de motores de CD. Fuentes conmutadas. Principios de operación de un inversor. Inversor monofásico de medio puente. Inversor monofásico de puente completo. Parámetros de rendimiento. Inversor trifásico. Unidad VI – Convertidor De CD – CA (Inversores)

5. Unidad VIII – Convertidores De AC – AC ( Cicloconvertidores) Principios del control abrir y cerrar . Principio del control de fase. Ciclo convertidor monofásico y trifásico. Unidad IX – Proyecto Final (Circuito Inversor)

6. Nota: 5 faltas en el curso, no se tiene derecho a calificación final. Fuentes De Información Electrónica de potencia: circuitos, dispositivos y aplicaciones. Muhammad H . Rashid Pearson Educación Observación Unidad 1 Unidad 2 Unidad 3 Unidad 4 Unidad 5 Unidad 6 Unidad 7 Unidad 8 Unidad 9 Examen 50% 70% 50% 70% 50% 50% 50% 50% - Practica e Investigación 50% 30% 50% 30% 50% - - - 100% Exposición - - - - - 50% 50% 50% - Total 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% Electrónica Industrial: Dispositivos y Sistemas Timothy J. Maloney Pearson Educación Evaluación

7. Unidad I – Introducción A La Electrónica De Potencia

8. Historia De La Electrónica De Potencia Con la aparición del transistor en 1948 empieza la era de los semiconductores, que en muy pocos años revoluciona completamente todos los dominios de la electrónica. Los minúsculos dispositivos a base de germanio, silicio y arseniuro de galio, no solo reemplazan con ventaja a las válvulas y tubos de vacío o de gas, sino que además vienen a abrir nuevas aplicaciones a nuestra técnica . El tiristor obtenido en los Estados Unidos por la firma General Electric hacia 1957, abordó el mercado europeo hacia 1959-1960. Su nombre se incluye entre los de esos nuevos componentes que han revolucionado el desarrollo de la electrónica desde que en 1948 se encontró ese elemento extraordinario llamado transistor.

9. Cronología Del Avance De La Electrónica De Potencia     1902 Patente del Rectificador de Vapor de Mercurio (P. Cooper- Hewitt ) 1904 Diodo Termoiónico (J.A. Fleming) 1907 Triodo (Lee de Forest ) 1911 Mutador : Rectificadores de Cátodo de Hg y Cubeta Metálica ( Harfrnann & Braun, B Schãfer ). 1912 Amplificador Magnético (GE, E. F. W. Alexanderson ) 1922 Principio de Cicloconvertidor (Meyer- Hazeltine ) 1924 Principio de Chopper ( Burnstein ) 1926 Tiratrón (I. Langmuir -Hull) 1948 Transistor de Punta de Contacto (Bell Labs , J. Bardeen – W.H. Brattain - W. Schockley ) 1951 Transistor de Union (W. Schockley ) 1957 Rectificador Controlado de Silicio (Bell Labs ) 1958 Tiristor (GE) 1960 GTO: Gate Turn -Off Tiristor (GE, H. Ligten - D. Navon ) 1964 TRIAC (GE, Gentry et al) 1969 CI MOS 1983 IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor (B.J, Baliga )

10. Tiratrón Se llama tiratrón a un tipo de válvula termoiónica, generalmente con configuración de triodo , cuyo interior se encuentra relleno de gas. Se utiliza para el control de grandes potencias y corrientes, lo que en un dispositivo de vacío es muy difícil debido al número limitado de electrones que puede producir un cátodo termoiónico. Añadiendo un gas inerte que se ioniza, inicialmente por medio de los electrones termoiónicos, se tiene un número mucho mayor de portadores de corriente que en el triodo . A diferencia del triodo , la corriente de ánodo no es proporcional a la tensión de rejilla, sino que cuando se dispara, se produce la ionización del gas que lleva al dispositivo a su resistencia mínima. El primer tiratrón comercial apareció hacia 1928.

11. Válvulas De Arco De Mercurio Una válvula de vapor de mercurio o de vapor de mercurio o rectificador de arco de mercurio es un tipo de rectificador eléctrico usado para la conversión de alta tensión o de alta corriente de CA en CD. Se trata de un tipo de tubo de descarga de gas de cátodo frío, pero es inusual en que el cátodo, en lugar de ser sólido, está hecho de mercurio líquido y por lo tanto es de auto-restauración. Como resultado, las válvulas de arco de mercurio eran mucho más robusta, de larga duración y podrían llevar a corrientes mucho más altos que la mayoría de los otros tipos de tubo de descarga de gas .

12. Rectificadores De Selenio Son chapas de aluminio recubiertas de Selenio que hacían de diodo. Se usaron mucho en todas las aplicaciones donde se debía rectificar. Primero en los albores del siglo 20 se hacían de cobre y se oxidaba superficialmente, con lo que se convertía en rectificador. Alguno de los viejos aficionados habrá luchado con las interferencias de audio en las radios causadas por las uniones retorcidas de los cables de cobre de las instalaciones domiciliarias. Pues bien, al oxidarse, se transformaban en diodos y rectificaban las ondas de radio que por la línea se introducían en las radios que tenían alta impedancia en los circuitos de sintonía .

13. Transistor El transistor es un dispositivo semiconductor de tres capas que consta de dos capas de material tipo n y una de material tipo p o bien dos capas de material tipo p y una de material tipo n. El primero se llama transistor npn y el segundo transistor pnp . Este dispositivo electrónico semiconductor utilizado para entregar una señal de salida en respuesta a una señal de entrada. Cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término “transistor” es la contracción en inglés de transfer resistor (resistor de transferencia). Actualmente se encuentra prácticamente en todos los aparatos electrónicos de uso diario tales como radios, televisores, reproductores de audio y video, relojes de cuarzo, computadoras, lámparas fluorescentes, tomógrafos, teléfonos celulares, aunque casi siempre dentro de los llamados circuitos integrados.

14. Aplicaciones Las principales aplicaciones de los convertidores electrónicos de potencia son las siguientes: Fuentes de alimentación: En la actualidad han cobrado gran importancia un subtipo de fuentes de alimentación electrónicas, denominadas fuentes de alimentación conmutadas. Estas fuentes se caracterizan por su elevado rendimiento y reducción de volumen necesario. El ejemplo más claro de aplicación se encuentra en la fuente de alimentación de los ordenadores. Control de motores eléctricos: La utilización de convertidores electrónicos permite controlar parámetros tales como la posición, velocidad o par suministrado por un motor. Este tipo de control se utiliza en la actualidad en los sistemas de aire acondicionado. Esta técnica, denominada comercialmente como “ inverter ” sustituye el antiguo control encendido/apagado por una regulación de velocidad que permite ahorrar energía .

15. Calentamiento por inducción: Consiste en el calentamiento de un material conductor a través del campo generado por un inductor. La alimentación del inductor se realiza a alta frecuencia, generalmente en el rango de los kHz, de manera que se hacen necesarios convertidores electrónicos de frecuencia. La aplicación más vistosa se encuentra en las cocinas de inducción actuales. Otras: Como se ha comentado anteriormente son innumerables las aplicaciones de la electrónica de potencia. Además de las ya comentadas destacan: sistemas de alimentación ininterrumpida, sistemas de control del factor de potencia, balastos electrónicos para iluminación a alta frecuencia, interfase entre fuentes de energía renovables y la red eléctrica, etc. Las líneas de investigación actuales buscan la integración de dispositivos de potencia y control en un único chip, reduciendo costes y multiplicando sus potenciales aplicaciones. No obstante existen dificultades a salvar como el aislamiento entre zonas trabajando a altas tensiones y circuitería de control, así como la disipación de la potencia perdida .

16. Subdivisión De Los Tiristores Diodo 1 8 TRIAC, RCT SCR 2 GTO 6 SITH MCT BJT, MOSFET,IGBT SIT 3 4 5 7 9

17. Capacidades De Dispositivos Semiconductores De Potencia

18. Características Y Símbolos De Algunos D ispositivos De Potencia

19. Rectificador Controlado De Silicio (SCR)                 N P P - - - + + + + + + + + + - - - - - - Analogía                       Polarización directa. Aplicar un pulso en la compuerta. Activación   N - - - + + +

20. Característica Tensión Contra Corriente (V - I) Región de bloqueo de directa (Estado off). Punto de amarre ( Latch , punto de ruptura de directa). Región de resistencia negativa. Punto de mantenimiento o sostenimiento (Hold). Región de trabajo (Estado on). Región de bloqueo de inversa (Estado off). Punto de ruptura de inversa. Región de avalancha .                      

21. Métodos De Activación Del SCR Aplicacndo grandes voltajes de directa. Aplicando pulso en la compuerta. Luz “LASCR ”. . Calor (No deseado ).  

22. CONMUTACIÓN FORZADA       C.D.             Clase A       C.D.             Clase B

23. Clase C                   C.D.     C.D. Clase D     C.D.                          

24. Conmutación Natural                                                 C.D.            

25. Conmutación Por Tiristor Auxiliar                   F                                       Conmutación Por Pulso Externo              

26. TRIAC - Tríodo De Alterna         Símbolo       Analogía     Formas De Disparo:  

27. Característica Tensión Contra Corriente (V - I) Región de bloqueo de directa (Estado off). Voltaje de ruptura de directa. Región de resistencia negativa. Punto de mantenimiento de directa. Región de trabajo de directa (Estado on ). Región de bloqueo de inversa (Estado off). Punto de ruptura de inversa. Región de resistencia negativa . Punto de mantenimiento de inversa. Región de trabajo de inversa (Estado on ).                          

28. TRIAC En Alterna         C.D.                                                                                

29. Unidad II – Dispositivos De Disparo

30. Transistor Monojuntura ( UJT)   Símbolo       Analogía                          

31. Característica Tensión Contra Corriente (V – I) UJT Voltaje de pico Corriente de pico Voltaje de valle Corriente de valle Región de resistencia negativa Razón Intrínseca de apagado UJT Voltaje de pico Corriente de pico Voltaje de valle Corriente de valle Región de resistencia negativa Razón Intrínseca de apagado              

32. Circuito Típico Como Oscilador                         Fórmulas Características Del UJT 2N2646 Característica UJT 2N2646 Característica UJT 2N2646

33.     Diseño De Un Circuito Oscilador Con UJT Datos - 2N2646 Datos - 2N2646       Recálculo con :              

34. Transistor Monojuntura Programable ( PUT ) Analogía           Símbolo         N P   P N    

35. Característica Tensión Contra Corriente (V – I) UJT Voltaje de pico Corriente de pico Voltaje de valle Corriente de valle Región de resistencia negativa Razón Intrínseca de apagado UJT Voltaje de pico Corriente de pico Voltaje de valle Corriente de valle Región de resistencia negativa Razón Intrínseca de apagado              

36.                       Circuito Típico Como Oscilador De Relajación           Fórmulas Características Del PUT 2N6028 Característica PUT 2N6028 Característica PUT 2N6028    

37. Si   Si   Diseño De Un Circuito Oscilador Con PUT Datos - 2N6028 Datos - 2N6028             Recálculo con :            

38. Switch Unilateral De Silicio ( SUS ) Símbolo Analogía           N P P N    

39. Característica Tensión Contra Corriente (V - I)                   SUS Voltaje de conmutación Corriente de conmutación Voltaje de mantenimiento Corriente de mantenimiento Voltaje de ruptura inversa SUS Voltaje de conmutación Corriente de conmutación Voltaje de mantenimiento Corriente de mantenimiento Voltaje de ruptura inversa

40. Circuito Típico Como Oscilador                           Fórmulas Características Del SUS 2N4990 Característica SUS 2N4990 Característica SUS 2N4990  

41. Switch Bilateral De Silicio (SBS) Símbolo         Característica (V - I)                 SBS Voltaje de conmutación Corriente de conmutación Voltaje de mantenimiento Corriente de mantenimiento SBS Voltaje de conmutación Corriente de conmutación Voltaje de mantenimiento Corriente de mantenimiento          

42. Circuito Típico Como Oscilador                       Fórmulas Características Del SBS 2N4991 Característica SBS 2N4991 Característica SBS 2N4991          

43. Si   Diseño De Un Circuito Oscilador Con SBS Datos - 2N4991 Datos - 2N4991   Recálculo con :            

44. DIAC - Diodo De Alterna Símbolo     Terminal 1 Terminal 2       Analogía

45. Característica Tensión Contra Corriente (V - I)               SBS Voltaje de ruptura Corriente de ruptura Voltaje de mantenimiento Corriente de mantenimiento SBS Voltaje de ruptura Corriente de ruptura Voltaje de mantenimiento Corriente de mantenimiento        

46. Circuito Típico Como Oscilador                       Fórmulas Características Del DIAC NTE6407 Característica DIAC NTE6407 Característica DIAC NTE6407        

47. Unidad III – Circuitos De Aplicación

48. Regulador Cargador De Baterías En la siguiente diapositiva se ilustra un medio de bajo coste para utilizar el SCR como regulador cargador de baterías, eliminando así los problemas inherentes en relés de tensión electromecánicos (contacto pegado, quemado, desgaste, etc ). Tal como se muestra el circuito es capaz de cargar una batería de 12 V hasta un rango de 6 A. Cuando el voltaje de la batería alcanza completamente su nivel de carga, el SCR de carga se apaga y una muy pequeña carga determinada por el valor de y continúa fluyendo . y suministran corriente directa (rectificado de onda completa) a en serie con la batería a cargar. Con un voltaje de la batería bajo, es activado cada semiciclo a través de la resistencia y el diodo . Bajo estas condiciones el voltaje recolectado en el cursor del potenciómetro es menor que la tensión de ruptura del diodo Z ener y el no se puede disparar. Cuando la batería se acerca a la carga completa, su voltaje de terminal aumenta, la magnitud de es igual a (más la tensión de puerta requerida para activar ), y se comienza a activar cada semiciclo. Al principio dispara a radianes ( 90°) después del inicio de cada semiciclo, coincidiendo con el voltaje máximo de suministro, la corriente de carga máxima y el voltaje máximo de la batería. A medida que el voltaje de la batería aumenta aún más mientras que la carga continúa, el ángulo de disparo de avanza cada semiciclo hasta que eventualmente se dispara antes de que la onda sinusoidal de entrada tenga suficiente magnitud para activar . Con en primer lugar en un semiciclo, la acción del divisor de voltaje de y mantiene a en polarización inversa, y es incapaz de dispararse, así la sobrecarga cesa. El diodo y las resistencias y pueden añadirse, si se desea, para cargar mínimamente la batería durante los periodos normales de "apagado". La sobrecarga se reiniciará automáticamente cuando caiga por debajo de y deje de activarse cada ciclo.  

49.                               Batería a cargar                                        

50. Switch Táctil O Detector De Proximidad El circuito mostrado en la siguiente diapositiva es accionado por un aumento en la capacitancia entre un electrodo de detección y el lado de tierra de la línea. La sensibilidad se puede ajustar para cambiar cuando un cuerpo humano está a unas pulgadas de la placa aislada utilizada como electrodo de detección. Así, este circuito se puede utilizar como un interruptor táctil aislado eléctricamente, o como un detector de proximidad en circuitos de alarma . El PUT 2N6027, se pondrá en "ON" cuando el voltaje del ánodo supere al voltaje de la compuerta en una cantidad conocida como v oltaje de disparo (aproximadamente 0,5 V ). Esta tensión del ánodo se sujeta a la tensión "ON" del diac . A medida que la capacitancia entre el electrodo de detección y la tierra aumenta (debido a un cuerpo que se aproxima), el ángulo de desfase entre las tensiones de ánodo y puerta del PUT aumenta hasta que el diferencial de tensión en algún momento es lo suficientemente grande para disparar este PUT. Debido a que el voltaje del ánodo está sujeto, es más grande sólo al principio del ciclo; Por lo tanto, la conmutación debe ocurrir a inicio del ciclo. La sensibilidad se ajusta con el potenciómetro de que determina el nivel de voltaje del ánodo antes de la sujeción. Esta sensibilidad será proporcional al área de las superficies que se oponen entre sí.  

51.     Buzzer                 Todas las resistencias a 1 W.

52. Sistema De Iluminación De Emergencia De Una Sola Fuente El circuito mostrado en la siguiente diapositiva muestra un sistema de iluminación de emergencia que mantiene una batería de 6 V a plena carga y conmuta automáticamente desde el suministro de corriente alterna a la batería . El transformador y los diodos y suministran voltaje CD para la lámpara de 6 V. El y suministran corriente de carga a la batería, que se puede variar con . El ánodo y la compuerta del se mantienen al voltaje de la batería, mientras que el cátodo del se mantiene a un potencial más alto que el de . Si el voltaje en el cátodo del cae por debajo del voltaje de la batería debido a la interrupción de la entrada de corriente alterna, el se disparará y suministrará a la lámpara con energía de la batería. Cuando vuelva a aparecer la corriente alterna, el se apagará automáticamente y la batería se volverá a cargar.  

54. Flasher De Corriente Alterna Para requerimientos muy altos de la carga, los circuitos intermitentes de corriente directa tienen la desventaja de requerir un condensador de conmutación muy grande . En tales aplicaciones, el uso de circuitos intermitentes de AC termina siendo más económico. El circuito de la siguiente diapositiva ilustra un circuito flip-flop intermitente de potencia que puede manejar dos cargas independientes de hasta 2.5 KW cada una. El transformador, los diodos rectificadores, la resistencia y el capacitor proporcionan el suministro de corriente continua al oscilador monounión de funcionamiento libre y a los transistores y del flip-flop. El voltaje de interbase para el UJT se toma directamente desde el lado positivo del rectificador por puente de diodos para sincronizar el oscilador monounión de funcionamiento libre con la frecuencia de la alimentación. Los impulsos de salida negativos desarrollados a través de activan los transistores del flip-flop que alternadamente activan y desactivan los TRIAC. La velocidad de parpadeo se determina por la constante de tiempo de , y .           Todas las resistencias a 10 W.

56. Sensor De Luz Y Sensor De Ausencia De Luz Un fototransistor y un transistor monojuntura en combinación permiten detectar niveles mucho más bajos de luz. Para el primer circuito de la siguiente diapositiva, cuando el fototransistor tiene luz incidente sobre ella, el transistor monojuntura oscilará como un oscilador de relajación. Puesto que su frecuencia es considerablemente más alta que 60 Hz, el se enciende a inicios de la mitad positiva de cada ciclo. El segundo circuito de la siguiente diapositiva energiza la carga cuando se retira la luz del fototransistor. En este circuito, cuando el fototransistor está en la oscuridad, el transistor monojuntura funciona como un oscilador de relajación y energiza la carga en los semiciclos positivos.  

57. 20                         20                       Detector De Presencia De Luz Detector De Ausencia De Luz Todas las resistencias a 1 W.

58. Control De Fase D e Onda Completa La forma más elemental de control de fase de onda completa es el simple circuito DIAC/TRIAC de la siguiente diapositiva. La forma de onda del voltaje del condensador , , es bastante similar al caso de media onda, con la excepción principal de que el voltaje residual del condensador, , al comienzo de cada semiciclo es opuesta en polaridad al siguiente voltaje de conmutación, , que debe ser alcanzado. Si la resistencia se incrementa ligeramente, al comienzo de este ciclo, es el mismo que el estado estacionario puesto que el DIAC había conmutado en el semiciclo precedente. Al final del primer semiciclo, sin embargo, el voltaje del condensador está justo por debajo de Vs, y el DIAC permanece inactivo. Esto cambia a al comienzo del segundo semiciclo. Por lo tanto, el voltaje máximo del condensador en el semiciclo negativo está considerablemente por debajo de . En todos los ciclos posteriores y el valor de pico de permanecerá por debajo de hasta que el valor de se reduzca . Así, el ramal derecho es este supresor requerido.  

59.                             Motor Universal (Onda Completa)   Todas las resistencias a 1 W.

60. Intermitente Secuencial En el circuito de la siguiente diapositiva se muestra un intermitente secuencial tal como se utiliza en las señales de cambio automotrices. Cuando el interruptor de señal de giro está cerrado, la lámpara se activará y el condensador se cargará al voltaje de disparo de . Tan pronto como el voltaje del ánodo del supere su voltaje de puerta en 0.5 V, cambiará al modo de baja resistencia, activando de este modo el para activar la lámpara y el segundo circuito de temporización. Después de que cambie al estado de baja resistencia, el , se activará para activar la lámpara . Cuando el intermitente mecánico interrumpe la corriente a las tres lámparas, y se conmutan y el circuito está listo para otro ciclo .  

61.                                                               20        

62. Control De Velocidad Para Motores Universales Activado Con SUS En muchos casos, una correcta operación a baja velocidad sin ninguna especificación restrictiva sobre la corriente de compuerta para el disparo requeriría una red de baja impedancia tal que las clasificaciones de potencia de las resistencias y el tamaño del condensador resultarían difíciles y costosas. En tales casos, un dispositivo de disparo de baja tensión tal como un SUS puede actuar como un amplificador de compuerta como en el circuito de la siguiente diapositiva. El uso del en este circuito permite utilizar una red de impedancia mucho más alta para , y , permitiendo así componentes de menor tamaño y de menor coste. En este circuito el voltaje de referencia debe superar la fuerza electromotriz inducida por al menos el voltaje de ruptura del que es de usualmente de entre 8 V a 10 V. Cuando el se activa, descarga a en la compuerta, suministrando un fuerte pulso de corriente para activar al . Esto elimina cualquier necesidad de seleccionar un adecuado para la corriente de disparo de compuerta y elimina cualquier dependencia del circuito con la corriente de disparo del particular utilizado.  

63. Motor Universal                                          

64. Unidad IV – Control De Fase

65. El control de fase es un circuito construido a base de tiristores que controlan la potencia en la carga al ser disparados sincrónicamente por un generador de pulsos a tiempo determinado. La corriente que circula por la carga depende del ángulo de disparo del tiristor. La conmutación del dispositivo se de forma natural (al invertirse la señal de alimentación). Este método de control de potencia es muy eficaz; sin embargo, el número de armónicos aumenta en algunas aplicaciones por lo que habrá que filtrarlas. Es muy utilizado en el control de motores de corriente directa y universales, en el control de iluminación, de temperatura, etc. Control De Fase

66.           Para un rectificador monofásico         L C.D.       Control De Fase De Media Onda Para Carga De CD Si   Circuitos Básicos

67. Control De Fase De Media Onda para carga de CA       L C.D.            

68.             L C.D.       Control De Fase De Onda Completa Para carga de AC

69.         Control De Fase De Onda Completa para carga de CA L               C.D.        

70. Control De Fase De Onda Completa Para Carga De CA ( ) O CD ( ).             C.D.                

71.                                   Control De Fase De Media Onda  

72. Diseñar un control de fase monofásico que regule un ángulo de disparo de 30° a 160° grados eléctricos, con UJT y un diodo Zener de 15V. Zener Zener Calcular: Calcular: Para   𝑷𝒂𝒔𝒐 𝟏   Para  

73.         𝑷𝒂𝒔𝒐 2 𝑷𝒂𝒔𝒐 3 𝑷𝒂𝒔𝒐 4   𝑷𝒂𝒔𝒐 5

74.       𝑷𝒂𝒔𝒐 6     6         𝑷𝒂𝒔𝒐 7 Cálculo del regulador: 6     𝑷𝒂𝒔𝒐 8 𝑷𝒂𝒔𝒐 9 Recálculo con :  

75. Control De Fase De Onda Completa                                    

76. Diseñar un circuito de control de fase monofásico de onda completa que regule un ángulo en la carga de 50° a 170° grados eléctricos, con UJT y un diodo zener de 18V. Zener Zener Calcular: Calcular: Para   𝑷𝒂𝒔𝒐 𝟏   Para  

77.       𝑷𝒂𝒔𝒐 2 𝑷𝒂𝒔𝒐 3 𝑷𝒂𝒔𝒐 4       56     1    

78.     𝑷𝒂𝒔𝒐 5 Cálculo del regulador: 𝑷𝒂𝒔𝒐 6 Recálculo con :  

79. Generadores De I mpulsos Síncronos Comparador De Cruce Por Cero Integrador Comparador De Nivel Derivador     Transformador Reductor   PWM “Rampa” Acoplador     Tipo Rampa

80.                       Gráfica Del Generador De Impulsos Síncronos Tipo “Rampa”

81. Generadores De Impulsos Síncronos And Comparador De Nivel Derivador Integrador   Comparador De Cruce Por Cero                 Tipo Cosenoidal

82.               La onda es invertida puesto que el integrador tiene ganancia negativa.             Gráfica Del Generador De Impulsos Síncronos Tipo Cosenoidal

83. Unidad V – Convertidores De AC-DC

84. Rectificación: Es el proceso de convertir estáticamente la corriente alterna directa a alta o a baja tensión y a alta o a baja intensidad de corriente. Esto es debido a que en gran parte la energía eléctrica es utilizada en forma de corriente continua. Controlado : Tiristores . Semicontrolado: Diodos y tiristores. No controlado: Diodos.

85. Un sistema rectificador comprende las siguientes partes: A) Transformador de alimentación: Es el encargado de suministrar las tensiones con su adecuado desfasamiento. B) Conjunto rectificador: Generalmente implementado con dispositivos semiconductores, caracterizados por su no linealidad, como los diodos y los tiristores . Tipos De Conexiones Punto neutro: Tiene referencia a tierra, solo es posible conexión de devanados a punto neutro, utilizan igual numero de diodos al numero de fases, la tensión rectificada es siempre la de fase, no duplican la frecuencia. Tipo Puente: No requiere referencia, se pueden conectar en estrella (punto neutro) o polígono sus devanados, duplica el número de diodos por fase, puede utilizar la tensión de línea o fase, duplica la frecuencia en ciertas configuraciones .

86. Circuitos O Dispositivos De Protección Nota 1: La reducción polifásica suministra una onda de salida con un factor de forma que se acerca a la unidad cuanto mayor sea el numero de fases por lo tanto, tenemos la ventaja de eliminar el empleo de filtros a la salida. En sistemas de rectificados Se coloca un filtro para reducir el factor de rizado, en sistemas rectificadores de alta potencia se opta por sistemas polifásico debido a su menor ondulación de salida y elevado rendimiento En la mayoría de las aplicaciones regulación de velocidad de motores se requiere una tensión de salida variable aquí se utilizan los rectificadores . Nota 2: Filtro: Nos sirve para la reducción del factor de ondulación de la tensión rectificada .

87. La Elección De Un Sistema Rectificador Depende: 1.- De la naturaleza y necesidades de la carga. 2.- De la potencia requerida. 3.- De las especificaciones de los dispositivos rectificadores. 4.- De su protección requerida. 5.- Rendimiento. 6.- Costo. Aplicaciones De Los Sistemas Rectificadores De Potencia: Instalaciones electroquímicas. Tracción eléctrica. Regulación de velocidad de motores de CC. Equipos de soldadura. Equipos de calentamiento inductivo y capacitivo. Equipo para cargar baterías, etc. En lo que respecta a la carga esta será normalmente resistiva o bien resistiva-inductiva y en raras ocasiones capacitiva (equipos de soladura ).

88. Rectificador De Media Onda No Controlada                                        

89. Rectificador De Media Onda Controlada                       C.D.              

90. Cálculo De La Componente De Continua En Rectificación Polifásica           m 2 0.637 0.900 3 0.827 0.984 6 0.955 0.999 12 0.989 0.999 24 0.997 0.999 48 0.999 1 m 2 0.637 0.900 3 0.827 0.984 6 0.955 0.999 12 0.989 0.999 24 0.997 0.999 48 0.999 1

91. Rectificador De M edia O nda                                  

92. Cálculo De La Componente De Continu a En Rectificación Polifásica Controlada                                  

93. Rectificadores de media onda: Emplean un número de diodos igual al número de fases, de tal manera que en cada instante solo conduce un diodo y la corriente en cada secundario del transformador es alterna. El ángulo de conducción de cada diodo es . Rectificadores de onda completa: Utilizan un número de diodos igual al doble del número de fases. En cada instante conducen 2 diodos, la corriente en cada secundario del transformador es alterna. El ángulo de conducción de cada diodo es de si . Rectificadores de media onda monofásica: Es un circuito de bajo costo, alto factor de ondulación, (se requiere de filtro, bajo voltaje promedio de salida y mala utilización del transformador).   Sistemas Rectificadores

95. Rectificador bifásico de media onda: Utiliza una transformación con Tap central que proporciona dos fases en oposición. Presenta un factor de ondulación elevado, un aceptable voltaje promedio de salida, utilización media del transformador y una elevada tensión inversa de pico aplicado a los diodos .       2             2                                  

96. Rectificación trifásica de media onda: En este circuito el primario se conecta en delta y el secundario en y con un punto neutro. Presenta un factor de ondulación reactivamente bajo, un voltaje promedio de salida moderadamente bueno, buen aprovechamiento del transformador y una tensión inversa máxima aplicada a los diodos moderadamente elevada.                          

97.                             Ángulo coordenadas de cada diodo:              

98. Rectificación hexafásico de media onda: este circuito requiere de un sistema de alimentación que suministre 6 tensiones desfasadas o . Puede obtenerse a partir de una red trifásica conectando dos sistemas trifásicos en oposición de fase. Se tiene bajo factor de rizado, un buen valor promedio de la tensión de salida, un bajo aprovechamiento del transformador y un voltaje inverso máximo aplicado a los diodos igual al rectificador de media onda trifásico.                                                                            

99.                                                               Cada diodo conduce      

100. Parámetros De Rendimiento Los rectificadores se evalúan normalmente con los siguientes parámetros:         La eficiencia (o razón de rectificación):  

101. El voltaje de salida esta formado por dos componentes: Valor de CD Valor de componente de ca                              

102.                   Factor de forma: Es una medida de la forma del voltaje de salida   Factor de rizo: Es una medida del contenido de alterna residual          

103. Factor de utilización del transformador Se define como:   volt-amperios totales del transformador de alimentación (según sea monofásico, trifásico o hexafásico, etc.).   Monofásico Bifásico                         Trifásico                 Rectificador Carga  

104. Rectificación Controlada A los circuitos rectificadores no controlados se les puede sustituir total o parcialmente los diodos con tiristores a fin de obtener sistemas de rectificación controlada que permitan la regulación del valor promedio del voltaje en la carga en función del ángulo de disparo de estos. Normalmente se utilizan montajes mixtos de tiristor y diodo por razones de economía y simplicidad de las etapas de disparo, por lo tanto se sustituirán por tiristores todos los diodos que tienen un electrodo común (ánodo o cátodo). En algunos casos cuando no se desea una regulación completa desde cero a un voltaje promedio de salida se utiliza la conexión de tiristores con cátodo común, ya que permite el disparo de estos mediante un solo circuito de disparo o generador de pulsos .

105. Rectificación Controlada Monofásica C.D.                                               Si  

106. Rectificador Monofásico De Onda Completa Bifásico De Media Onda                       Si           2                             2       C.D. C.D.

107. Rectificador Trifásico Controlado De Media Onda                           C.D. C.D. C.D.

108.                                         Ángulo de disparo   Ángulo de disparo   Ángulo de disparo   Si                      

109.       Rectificador Trifásico Controlado De Onda Completa O Tipo Puente ( Semicontrolado )                           C.D. C.D. C.D.      

110.                                     Ángulo de disparo   Ángulo de disparo                                              

111. Rectificador Tipo Puente                     Pueden ser alimentadas en estrella o en polígono en la cual la fase debe ser mayor o igual a tres.

112. Rectificador Trifásico En Polígono Características: La tensión de salida será igual al valor absoluto de la suma de las tensiones positivas o bien a la suma de las tensiones negativas. La frecuencia de salida se duplica para un polígono con m impar. La tensión de pico inverso será igual a . Cada diodo conduce . Sus características dependen del número de fases de la entrada. Solo puede existir a partir de tres fases. Solo puede construirse en puente.  

114.                                                         Análisis De Tensión:  

115. Tiempo Tensión de alimentación R. P. (diodos) R. N. (diodos) Tiempo Tensión de alimentación R. P. (diodos) R. N. (diodos)  

116. Asociación De Puentes Este tipo de arreglos se realiza cuando se pretende ya sea elevar la tensión o la corriente de salida o bien para disminuir las fluctuación en la salida. Asociación En Serie Se utiliza para elevar la tensión de salida al utilizar dos puente de diferente tipo; siempre y cuando las tensiones máximas de cada uno sean idénticas. El desfasamiento de las señales hexafásico es de 30º por lo tanto la señal de salida será el doble de la tensión máxima de uno de los puentes con salida de frecuencia igual a doce veces la frecuencia de entrada .

117.         Desfasada con respecto a la conexión en estrella  

119. Rectificación: AC – DC. Inversor: DC – AC. Convertidor: AC – AC. Ciclo convertidor: AC (alta frecuencia) – AC (baja frecuencia). Ciclo inversor: Combinación de inversor y ciclo convertidor. C hopper : Inversor para transformar DC – DC o DC – AC. Circuitos Inversores