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CENTRO DE ENSEÑANZA TÉCNICA INDUSTRIAL

DIVISIÓN DE ELECTRICIDAD

PLANTEL COLOMOS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MANUAL DE PRACTICAS DE

 

ELECTRÓNICA DE POTENCIA

 

 

 

 

 

 

 

Ing. Luis Fernando Lapham Cárdenas

 

Enero del 2007

 


 

INDICE

 

 

 

 

Presentación.

3

 

Recomendaciones para trabajar el manual

5

Practica No.

Descripción

Pág.

1

Identificación y prueba de dispositivos de control de potencia y de dispositivos opto electrónicos diversos.

6

2

Aplicaciones de los Tiristores en corriente alterna:

Relevadores de estado sólido.

8

3

Control de fase de onda completa con red RC y DIAC. Elaboración de un Dimmer.

11

4

Control con oscilador de relajación y Cálculo, selección y aplicación de un disipador de calor.

14

5

Arranque y paro de un motor trifásico.

 

16

6

Rectificación trifásica natural y controlada de ½ y onda completa.

19

7

Convertidores de CC a CC: Troceadores.

 

21

8

Convertidores de CC a CA: Inversores de potencia.

23

9

Implementación de aplicaciones de la electrónica de potencia.

25

 

 

 

 

 


PRESENTACIÓN

 

 

El presente manual de practicas tiene como finalidad que el alumno de  la materia de Electrónica de Potencia de la carrera de Tecnólogo en Electrotecnia cuente con un apoyo para la realización de una serie de prácticas de laboratorio debidamente estructurado y ordenado en base al Programa por objetivos de la propia asignatura, que cumple la importante función de que el alumno compruebe los fundamentos teóricos de los temas tratados mediante el diseño, implementación, comprobación, medición, registro, análisis y elaboración de conclusiones de los principales circuitos de aplicación analizados en clase. Además de ello, el alumno adquiere formación complementaria llevando a cabo todo el programa de practicas como lo es la formación en trabajo en equipo, la práctica en el uso de equipo de laboratorio (Multímetro digital, en todas sus funciones, Osciloscopio analógico y digital, fuentes de poder, generadores de funciones, instalaciones trifásicas, etc.), seguimiento de un reglamento de laboratorio y disciplina en la elaboración de un reporte profesional de cada una de las prácticas. Todo lo anterior integrado, ayudará al egresado a tener un adecuado desempeño en la industria de nuestra región.

 

Algunas indicaciones pertinentes con relación a la elaboración y reporte del programa de practicas diseñado para este curso son:

 

 

1.      Leer y respetar el reglamento del Laboratorio de Electrónica.

2.      Realizar el reporte por escrito de cada práctica (a maquina o en PC).

3.      El reporte se deberá entregar a más tardar el día de la siguiente practica (una semana después), cuando el profesor nombre lista (no se recibirán por reportes después de esta fecha y hora)

4.      Las prácticas son en equipo (debido a las restricciones de espacio y de equipo de los laboratorios de la Institución) y los reportes en forma individual.

5.      El resumen deberá presentar la referencia bibliográfica consultada, ya sea de fuentes documentales o virtuales. No se admiten resúmenes tomados de las notas de clase.

 

 

 

 

 

 

6.      La evaluación de los reportes se considera de la siguiente forma:

 

Preguntas y Resumen

(Actividad preliminar)         

20%

Desarrollo teórico

(Actividad preliminar)         

15%

Desarrollo Practico  

(ejercicios de aplicación de la información)

30%

Conclusiones

(Actividad Integradora)

30%

Presentación del reporte

(Actividad Integradora)

5%

 

 

Las actividades preliminares consisten en preguntas o problemas que el alumno deberá contestar previa a toda lectura o contacto con la información del tema de la práctica, además de un resumen que deberá investigar en la bibliografía dada en el Programa de la asignatura (no de los apuntes del curso) que le servirá al alumno para obtener otro punto de vista del tema en cuestión.

 

En el desarrollo teórico el alumno deberá realizar el diseño y cálculos pertinentes para el circuito que habrá de experimentar después.

 

El desarrollo práctico consiste propiamente en la experimentación del sistema o circuito central del tema de la práctica, y el ella se realizan una serie de mediciones con el equipo electrónico especializado.

 

En las conclusiones el alumno deberá analizar y decidir si los datos surgidos durante la experimentación apoyan o no los fundamentos teóricos investigados en el resumen y vistos en la clase. Deberá tratar de justificar objetivamente sus puntos de vista y también se recomienda describir los problemas a los que su equipo de trabajo se enfrento durante el experimento y como fueron superados.

 

La presentación del reporte consiste en que el alumno aprenda a realizar un reporte de experimentación limpio, ordenado, objetivo, con buena ortografía y una redacción aceptable.

 

7.      Solo se recibirán reportes de alumnos que hayan realizado la practica en el laboratorio. Si el alumno no presenta reporte, pero la llevó a cabo, solo tendrá el 50 % de la calificación.

8.      Las Prácticas que por algún motivo no se hayan realizado y/o completado durante la sesión asignada, podrán realizarse extra-clase previo convenio en el horario para ello y firma del profesor en el vale correspondiente.

9.      Si un alumno no logra acreditar el curso, está obligado a realizar las practicas que haya reprobado o no realizado antes de la fecha del examen extraordinario, de titulo de suficiencia o por derecho de pasante (la calificación de la materia se compone de un porcentaje de las practicas y otro del examen teórico)

 

RECOMENDACIONES PARA TRABAJAR EL MANUAL

 

El  manual de prácticas presenta un total de 9 experimentaciones a realizar de acuerdo con lo marcado en el Programa aprobado por la Academia de Electrometría de la División de Electricidad.  La meta es llevar cabo una por semana, dentro de lo posible. Algunas indicaciones importantes para el alumno son:

 

1.      Cada alumno es responsable de bajar del sitio de Internet su manual de practicas la primera semana del curso regular, de acuerdo a las indicaciones del profesor.

2.      Leer la practica inmediata siguiente y consultar al profesor en caso de dudas o aclaraciones durante la semana previa a la ejecución de la misma (la programación de las practicas está en el Sylabus de la materia).

3.      El alumno deberá llevar a cabo las actividades preliminares antes de la ejecución de la practica correspondiente y deberá llevar dicho trabajo por escrito al laboratorio como condición para continuar con la experimentación.

4.      Así mismo, deberá hacer un resumen sobre el tema de la práctica en forma de Articulo en donde comunique los resultados de la investigación realizada sobre el área de conocimiento del tema en forma sintética, con un mínimo de tres cuartillas. El resumen lo deberá entregar el alumno el día de la ejecución de la practica al inicio de la misma como condición para continuar con la experimentación.

5.      Durante la experimentación se deberán tomar las mediciones indicadas en cada práctica en un cuaderno especial para ello, para después pasarlas en limpio en el reporte a entregar una semana después de la ejecución.

6.      El reporte se deberá hacer a maquina o en computadora, ubicando en este las respuestas de las actividades preeliminares, los resultados de la experimentación y las conclusiones de la práctica, en forma ordenada y con una buena presentación y limpieza, en un fólder tamaño carta (no es necesario engargolar cada reporte individual. Se recomienda al final del curso engargolar todos los reportes para futuras referencias para sus proyectos.

7.      No dudes en preguntar al profesor antes, durante o después de la ejecución de la práctica cualquier duda que tengas sobre la misma.

 

 

 

TECNÓLOGO EN ELECTROTECNIA

ELECTRÓNICA DE POTENCIA

ING. LUIS FERNANDO LAPHAM CARDENAS

PRACTICA #1: Identificación y prueba de dispositivos de control de potencia y opto-electrónicos diversos.

 

INTRODUCCIÓN

 

I.                   OBJETIVOS:

·          Identificar los parámetros fundamentales de un SCR, DIAC, TRIAC, PUT, UJT Y OPTOACOPLADORES en las hojas de especificaciones del fabricante o manual de reemplazo.

·          Llevar a cabo la prueba estática de los dispositivos mencionados.

 

II.                EQUIPO Y MATERIAL:

 

En el laboratorio:

·          1 Multímetro Digital.

·          1 Fuente

·          2 cables con banana

·          1 Manual de reemplazo ECG o NTE

·          1 Manual de Tiristores

·          Dispositivos de alta potencia.

 

El equipo de trabajo de alumnos deberán conseguir:

·          1 SCR 4A , 1 DIAC, 1 TRIAC 4 u 8A, 1 PUT, 1 UJT, 1 MOC3011 y 1 4N25.

·          1 LED.

·          Resistencias varias a ½ o ¼ W.

·          1 tablilla de experimentación ó protoboard

·          Cable para protobord.

 

ACTIVIDADES PRELIMINARES

 

III.             RESUMEN.

 

·          Antes de llevar a cabo el resumen, contesta las preguntas siguientes:

o         ¿Cuál es la finalidad práctica del UJT, PUT y DIAC?

o         ¿Cuál es la finalidad práctica del SCR y TRIAC?

o         ¿Cuál es la finalidad práctica de los opto acopladores?

o         ¿Cómo se seleccionan cada uno de los componentes anteriores?

o         ¿En qué tipo de equipos vienen incluidos estos componentes electrónicos?

o         ¿Qué tienes que hacer antes de usar cualquiera de estos componentes en un circuito?

o         ¿Los puedes identificar físicamente? Si es así móntalos en la tablilla de experimentación en el orden en que vienen en el apartado II.

·          Realizar un resumen sobre la estructura interna, operación y curva característica de cada uno de los componentes anteriores (de todos).

o         Referencias bibliográficas: Programa por Objetivos.

 

IV.               DESARROLLO TEÓRICO:

·          Identificar y escribir los parámetros más importantes de los componentes electrónicos a utilizar, mediante el manual de referencia.

·          Dibujar la distribución de terminales de estos.

·          Diseñar el circuito más simple para disparar el SCR y el TRIAC con la fuente de CD, para alimentar una carga de un LED con una resistencia en serie.

·          Diseñar el circuito más sencillo para disparar el SCR y el TRIAC mediante los opto acopladores adecuados.

 

 

  

EJERCICIOS SOBRE LA APLICACIÓN DE LA INFORMACIÓN

 

V.                  DESARROLLO PRACTICO.

·          Comprueba mediante por medio del Multímetro (en la función de diodos) el estado de cada uno de los componentes a utilizar en la práctica.

·          Disparar con la fuente de CD el SCR y el TRIAC, de acuerdo a los circuitos antes definidos, y hacer las mediciones pertinentes.

·          Disparar el SCR mediante el opto acoplador 4N25 y el TRIAC mediante el MOC3011.

 

ACTIVIDAD INTEGRADORA

 

VI.               CONCLUSIONES.

 

·          ¿Cómo se prueban los componentes experimentados?

·          ¿Se dispara el SCR y el TRIAC en corriente directa como lo indica la teoría? Si o no y porqué.

·          ¿Qué dificultades encontró tu equipo de trabajo para completar la práctica y como lo solucionaron?

·          ¿Otras observaciones?

 

 

¡ Y recuerda que el tiempo en el laboratorio es una oportunidad para todos de aprender a hacer interesantes aplicaciones de la Electrónica para nuestro beneficio !

 

LFLC/2007

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TECNÓLOGO EN ELECTROTECNIA

ELECTRÓNICA DE POTENCIA

ING. LUIS FERNANDO LAPHAM CARDENAS

PRACTICA #2: Aplicaciones de los Tiristores en corriente alterna.

 

INTRODUCCIÓN

 

I.                   OBJETIVOS:

·          Comprobar la operación de los Tiristores en corriente alterna.

·          Implementar y experimentar aplicaciones de interruptores basados en Tiristores en C.A. como lo son los relevadores de estado sólido.

·          Aprender a sustituir un relevador electromecánico por uno electrónico.

 

 

II.                EQUIPO Y MATERIAL:

 

En el vale al laboratorio:

·          1 Multímetro Digital.

·          1 Fuente

·          1 batería de 9V

·          2 cables con banana

·          1 motor monofásico de C.A.

·          1 foco con base.

·          1 Relevador electromecánico.

 

El material de alumnos deberán conseguir:

·          1 TRIAC 8 A

·          1 MOC3011

·          1 transistor 2N3904

·          1 diodo 1N4002

·          Resistencias varias.

·          Capacitores cerámicos varios.

·          1 tablilla de experimentación o protoboard

·          Cable para protoboard.

 

 

ACTIVIDADES PRELIMINARES

 

III.             RESUMEN.

·          Antes de llevar a cabo el resumen, contesta las preguntas siguientes:

o         ¿Qué ventajas tiene un relevador de estado sólido sobre un electromecánico?

o         ¿Qué ventajas tiene un relevador electromecánico  sobre uno de estado sólido?

o         ¿Para qué sirve un relevador en la vida real?

·          Realizar un resumen sobre relevadores electromecánicos y relevadores de estado sólido.

 

 

IV.               DESARROLLO TEÓRICO:

·          Calcular los parámetros principales del relevador de estado sólido, mostrado en la figura 2.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FIGURA 2.1 CIRCUITO RELEVADOR DE ESTADO SÓLIDO.

 

 

 

FIGURA 2.2 RELEVADOR ELECTROMECANICO.

 

 

 

 

EJERCICIOS SOBRE LA APLICACIÓN DE LA INFORMACIÓN

 

 

V.                  DESARROLLO PRACTICO.

·          Conectar el relevador electromecánico a un foco y luego al motor , y observar su operación.

·          Armar el circuito indicados, en la tablilla de experimentación o proto.

·          Aplicar este circuito al un foco, primero, y luego a un motor monofásico.

·          Determinar los principales puntos para medición de señales que describan completamente la operación del circuito.

·          Hacer la mediciones respectivas con Multímetro.

·          Registrar los resultados.

 

ACTIVIDAD INTEGRADORA

 

VI.               CONCLUSIONES.

 

·          ¿Hay diferencias entre la operación del relevador electromecánico y el electrónico?

·          ¿Cuál es la potencia máxima que puede manejar la carga en el relevador electrónico?

·          ¿Qué dificultades encontró tu equipo de trabajo para completar la práctica y como lo solucionaron?

·          ¿Otras observaciones?

 

 

¡ Y recuerda que el tiempo en el laboratorio es una oportunidad para todos de aprender a hacer interesantes aplicaciones de la Electrónica para nuestro beneficio !

 

LFLC/2007

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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ELECTRÓNICA DE POTENCIA

ING. LUIS FERNANDO LAPHAM CARDENAS

PRACTICA #3: Control de fase de onda completa por red RC-DIAC. Elaboración de un Dimmer.

 

 

INTRODUCCIÓN

 

I.                   OBJETIVOS:

·          Comprobar la operación de los circuitos de control de potencia de media onda y de onda completa basados en los Tiristores.

·          Utilizar el DIAC como elemento de disparo.

·          Implementar un circuito de control de iluminación o DIMMER.

·          Comprobar la potencia calculada con la potencia medida en la carga.

·          Construir un Dimmer miniatura y colocarlo en resina para colocarlo en una placa de apagador comercial.

 

II.                EQUIPO Y MATERIAL:

 

En el vale al laboratorio:

·          1 Multímetro Digital.

·          1 Osciloscopio analógico.

·          2 cables con banana.

·          1 punta atenuadora.

·          1 cable bnc.

·          1 Cable con fusible.

·          1 Foco con base.

 

El alumno deberá conseguir:

·          1 SCR 4A , 1 DIAC, 1 TRIAC 4 u 8A, 1 MOC3011.

·          Resistencias varias.

·          Capacitores varios.

·          1 caja de fusible americano de 1 A. 250 V.

·          1 tablilla de experimentación

·          Cable para protoboard.

 

ACTIVIDADES PRELIMINARES

 

III.             RESUMEN.

·          Antes de llevar a cabo el resumen, contesta las preguntas siguientes:

o         ¿Qué circuitos de control de potencia conoces?

o         Explica lo que entiendes por control de potencia por control de fase.

o         ¿Qué es el ángulo de conducción y el ángulo de retardo en un control de fase?

o         ¿Qué diferencias existen entre un control de potencia de media onda y otro de onda completa?

o         Realizar un resumen sobre Técnicas de control de potencia por variación del ángulo de fase.

o         Referencias bibliográficas: Programa por Objetivos.

 

 

IV.               DESARROLLO TEÓRICO:

·          Tomando como base el circuito 4.1 con SCR, calcular la potencia RMS y promedio en la carga para los siguientes ángulos: 45, 90, 135, 180 grados.

·          Tomando como base el circuito 4.1 con Triac, calcular la potencia RMS y promedio en la carga para los siguientes ángulos: 45, 90, 135, 180 grados.

 

 

 

 

FIGURA 3.1 CIRCUITO DE CONTROL DE POTENCIA DE ONDA COMPLETA.

 

 

EJERCICIOS SOBRE LA APLICACIÓN DE LA INFORMACIÓN

 

 

V.                  DESARROLLO PRACTICO.

·          Armar el circuito 4.1 en la tablilla de experimentación con un SCR.

·          Colocar, mediante la R2, cada uno de los ángulos de retardo indicados en el punto IV, así como efectuar las mediciones de potencia RMS y Promedio en la carga. Dibujar la señal en la carga medida con el osciloscopio.

·          Armar el circuito 4.1 en la tablilla de experimentación con un Triac.

·          Colocar, mediante la R2, cada uno de los ángulos de retardo indicados en el punto IV, así como efectuar las mediciones de potencia RMS y Promedio en la carga. Dibujar la señal en la carga medida con el osciloscopio.

·          Saca las partes del proto, tapa los orificios de potenciómetro mediante cinta plateada y esmalte, dejar secar. Suelda las piezas de acuerdo al modelo del profesor. Comprueba nuevamente el buen funcionamiento del Dimmer conectándolo al foco.

·          Coloca el Dimmer en el molde y añade resina de acuerdo a las instrucciones del profesor. Favor de tener mucho cuidado pues las resinas a utilizar son altamente toxicas e inflamables. Dejar secar.

·          Un ejemplo de Dimmer terminado se muestra en la figura 4.2

·          Comprueba nuevamente el buen funcionamiento del Dimmer conectándolo al foco.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FIGURA 3.2 DIMMER ACABADO EN RESINA TRANSPARENTE.

 

ACTIVIDAD INTEGRADORA

 

VI.               CONCLUSIONES.

 

·          ¿Hubo diferencias significativas entre las potencias en la carga calculadas y las medidas, si o no y porqué?

·          ¿Lograste un adecuado control de iluminación, sin brincos, desde apagado hasta la máxima iluminación? Explica.

·          ¿Qué dificultades encontró tu equipo de trabajo para completar la práctica y como lo solucionaron?

·          ¿En donde vas a montar tu Dimmer?

·          ¿Otras observaciones?

 

 

¡ Y recuerda que el tiempo en el laboratorio es una oportunidad para todos de aprender a hacer interesantes aplicaciones de la Electrónica para nuestro beneficio !

 

LFLC/2007

 

 

 

 

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ELECTRÓNICA DE POTENCIA

ING. LUIS FERNANDO LAPHAM CARDENAS

PRACTICA #4: Control de fase con Oscilador de Relajación y

Cálculo, selección y aplicación de un disipador de calor.

 

INTRODUCCIÓN

 

I.                   OBJETIVOS:

·          Calcular, implementar y comprobar el funcionamiento de un control de velocidad de motor eléctrico de C.A. con oscilador de relajación y protecciones.

·          Comprender la utilidad de los disipadores de calor (heat sinks) en la protección térmica de los Tiristores.

 

II.                EQUIPO Y MATERIAL:

 

En el laboratorio:

·          1 Multímetro Digital.

·          1 Osciloscopio

·          2 cables con banana.

·          1 punta atenuadora.

·          1 cable bnc.

·          1 Cable con fusible.

·          1 Foco con base.

·          1 motor de CA

 

El alumno deberá conseguir:

·          Componentes de circuito 5.1

·          Resistencias varias.

·          Capacitores varios.

·          1 caja de fusible americano de 1 A. 250 V.

·          1 tablilla de experimentación

·          Cable para protoboard.

 

ACTIVIDADES PRELIMINARES

 

III.             RESUMEN.

·          Antes de llevar a cabo el resumen, contesta las preguntas siguientes:

o         ¿Qué es un oscilador de relajación y para qué sirve?

o         ¿Por qué crees que deba siempre estar protegido un control de velocidad de motores con TRIAC?

o         Describe cada una de las protecciones del circuito de la figura 5.1

o         ¿De cuantas maneras puedes enfriar un dispositivo semiconductor?

o         Explica lo que entiendes por protección de temperatura en Tiristores .

o         Realizar un resumen sobre técnicas de protección de circuitos de potencia.

o         Referencias bibliográficas: Programa por Objetivos.

 

IV.               DESARROLLO TEÓRICO:

·          Tomando como base el circuito 5.1 con Triac, calcular la potencia RMS y promedio en la carga para los siguientes ángulos: 45, 90, 135, 180 grados.

·          Calcular el disipador de calor adecuado a la potencia máxima que operará el Triac utilizado en el circuito.

 

 

 

FIGURA 4.1 CONTROL DE POTENCIA DE ONDA COMPLETA CON OSCILADOR DE RELAJACIÓN CON PUT.

 

EJERCICIOS SOBRE LA APLICACIÓN DE LA INFORMACIÓN

 

V.                  DESARROLLO PRACTICO.

·          Armar el circuito 5.1 en la tablilla de experimentación .

·          Colocar, mediante la R3, cada uno de los ángulos de retardo indicados en el punto IV, así como efectuar las mediciones de potencia RMS y Promedio en la carga. Dibujar la señal en la carga medida con el osciloscopio, así como los pulsos generados por el PUT.

·          Colocar el disipador de aluminio calculado al circuito y observar posibles cambios en su operación.

 

ACTIVIDAD INTEGRADORA

 

VI.               CONCLUSIONES.

 

·          ¿Hubo diferencias significativas entre las potencias en la carga calculadas y las medidas, si o no y porqué?

·          ¿Lograste un adecuado control de velocidad del motor, sin brincos, desde apagado hasta la máxima velocidad? Explica.

·          ¿Cómo funcionaron las protecciones al circuito?

·          ¿Qué dificultades encontró tu equipo de trabajo para completar la práctica y como lo solucionaron?

·          ¿Otras observaciones?

 

¡ Y recuerda que el tiempo en el laboratorio es una oportunidad para todos de aprender a hacer interesantes aplicaciones de la Electrónica para nuestro beneficio !

 

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ELECTRÓNICA DE POTENCIA

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PRACTICA #5: Arranque y paro de un motor eléctrico.

 

INTRODUCCIÓN

 

I.                   OBJETIVOS:

·          Analizar  y conectar un circuito electrónico de arranque y paro para un motor trifásico.

·          Apreciar las ventajas y desventajas de la utilización de este sistema con respecto a uno electromecánico.

 

II.                EQUIPO Y MATERIAL:

 

En el vale al laboratorio:

·          1 Multímetro digital

·          1 Punta lógica

 

El equipo de alumnos deberán conseguir:

·          1 regulador 74LM05CT

·          1 transistor 2N2222A

·          1 74LS7474

·          2 pushboton N.A.

·          3 Resistor 47 Ohms a ½ Watt

·          2 Resistor  1K a ½ W

·          2 Resistor 1.8 K a ½ W

·          1 protoboard

 

ACTIVIDADES PRELIMINARES

 

III.             RESUMEN.

·          Antes de llevar a cabo el resumen, contesta las preguntas siguientes:

o         ¿Qué función cumple el 7474 en el circuito de arranque y paro?

o         ¿Podemos sustituir los MOC3020 por transformadores de acoplo?

o         ¿Con qué configuración está conectado el 2N2222A?

o         ¿Qué pasaría si presiono los dos pushboton al mismo tiempo? Explica.

·          Lleva a cabo un resumen sobre arranque y paro de motores trifásicos.

·           Referencias bibliográficas: Programa por Objetivos.

 

IV.               DESARROLLO TEÓRICO:

·          Calcular la corriente que circulara por el transistor 2N2222A en su colector

·          ¿Este interruptor transistorizado alcanza una saturación dura? ¿Si o no y porqué?.

·          Calcular la corriente consumida en cada gatillo de los SCR’s.

 

V.                  DESARROLLO PRACTICO.

·          Arma en la tablilla de experimentación el circuito 6.1 y mide los voltajes y corrientes principales.

·          Presiona simultáneamente ambos interruptores y anota el comportamiento del circuito.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FIGURA 5.1 CIRCUITO DE ARRANQUE Y PARO.

 

 

 

 

 

ACTIVIDAD INTEGRADORA

 

VI.               CONCLUSIONES.

 

·          ¿Funcionó el circuito como se esperaba?¿Hubo algún problema?

·          ¿Se disparo solo el  motor alguna vez?

·          ¿Qué dificultades encontró tu equipo de trabajo para completar la práctica y como lo solucionaron?

·          ¿Otras observaciones?

 

¡ Y recuerda que el tiempo en el laboratorio es una oportunidad para todos de aprender a hacer interesantes aplicaciones de la Electrónica para nuestro beneficio

LFLC/2007

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TECNÓLOGO EN ELECTROTECNIA

ELECTRÓNICA DE POTENCIA

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PRACTICA #6: Rectificación trifásica natural y controlada de ½ onda y onda completa.

INTRODUCCIÓN

 

VII.            OBJETIVOS:

·          Comprobar la operación de circuitos rectificadores trifásicos en modo natural.

·          Calcular la potencia RMS y de CD en una carga conectada a estos circuitos rectificadores.

·          Practicar circuitos de aplicación con la corriente industrial trifásica.

 

VIII.         EQUIPO Y MATERIAL:

 

En el vale al laboratorio:

·          1 Multímetro Digital.

·          1 Osciloscopio.

·          2 cables con banana

·          1 punta atenuadora.

·          1 cable bnc.

·          3 Cable con fusible

·          1 Foco con base

 

El equipo de alumnos deberá conseguir:

·          3 SCR 4A ,  6 diodos 1N4007

·          Resistencias varias a ½ o ¼ W.

·          Capacitores varios cerámicos.

·          1 protoboard o tablilla de experimentación.

·          Cable para protoboard.

 

ACTIVIDADES PRELIMINARES

 

IX.               RESUMEN.

·          Antes de llevar a cabo el resumen, contesta las preguntas siguientes:

o         ¿ Por que se usa en la industria corriente alterna trifásica para impulsar los grandes motores en sus procesos de manufactura?

o         ¿Qué es y para que sirve un circuito rectificador, y cuántos tipos hay?

o         ¿Qué es y cómo se calcula la eficiencia en un circuito rectificador?

o         ¿La carga de un circuito de este tipo que tipo de corriente maneja, de CA o de CD?

·          Llevar a cabo un resumen sobre rectificación natural trifásica.

·          Referencias bibliográficas: Programa por Objetivos.

 

 

X.                  DESARROLLO TEÓRICO:

·          Calcular la eficiencia del circuito 7.1 para tres fases, si la RL es un resistor de 1000 ohms, para un voltaje de línea de 220 VRMS.

·          Calcular la eficiencia del circuito 7.2 si la RL es un resistor de 10,000 Ohms, para un voltaje de línea de 220 VRMS y un ángulo de retardo de 90 grados en cada SCR.

·          Diseña el circuito de disparo para el circuito 7.2 (lo mas simple posible).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FIGURA 6.1 RECTIFICADOR NATURAL TRIFÁSICO DE ONDA COMPLETA.

 

 

FIGURA 6.2 RECTIFICADOR TRIFÁSICO CONTROLADA DE ½ ONDA.

 

 

EJERCICIOS SOBRE LA APLICACIÓN DE LA INFORMACIÓN

 

XI.               DESARROLLO PRACTICO.

·          Arma en la tablilla de experimentación el circuito 7.1 y mide los voltajes y corrientes en la carga (RMS y promedio). Dibuja la forma de onda en la carga mediante el osciloscopio.

·          Arma en la tablilla de experimentación el circuito 7.2 y mide los voltajes y corrientes en la carga (RMS y promedio). Dibuja la forma de onda en la carga mediante el osciloscopio.

 

 

ACTIVIDAD INTEGRADORA

 

XII.            CONCLUSIONES.

 

·          ¿Es mayor la eficiencia de un rectificador trifásico a un monofásico, explica?

·          ¿Fue mayor el voltaje RMS que el de CD en la carga para ambos circuitos, si o no y porqué?

·          ¿En este tipo de circuitos se puede variar la potencia en la carga? ¿Cómo?

·          ¿Qué dificultades encontró tu equipo de trabajo para completar la práctica y como lo solucionaron?

·          ¿Otras observaciones?

 

¡ Y recuerda que el tiempo en el laboratorio es una oportunidad para todos de aprender a hacer interesantes aplicaciones de la Electrónica para nuestro beneficio

LFLC/2007

 

TECNÓLOGO EN ELECTROTECNIA

ELECTRÓNICA DE POTENCIA

ING. LUIS FERNANDO LAPHAM CARDENAS

PRACTICA #7: Convertidores de CC/CC: Troceadores o Choppers.

 

INTRODUCCIÓN

 

I.                   OBJETIVOS:

·          Comprobar la operación de un troceador o chopper.

·          Efectuar el análisis de este tipo de convertidores.

·          Determinar la máxima potencia en la carga posible.

 

II.                EQUIPO Y MATERIAL:

 

En el vale al laboratorio:

·          1 Multímetro Digital.

·          1 Osciloscopio digital

·          2 cables con banana

·          1 punta atenuadora.

·          1 cable bnc.

·          3 Cables con fusible

 

 

ACTIVIDADES PRELIMINARES

 

III.             RESUMEN.

·          Antes de llevar a cabo el resumen, contesta las preguntas siguientes:

o         ¿Qué tipo de convertidor de energía es un troceador?

o         ¿Qué usos tiene un troceador en la industria o en transportes?

o         ¿La salida que en realidad proporciona un troceador es CD pura?

o         ¿Cuántos tipos de Choppers existen?

·          Lleva a cabo un resumen completo sobre el tema troceadores de potencia.

·          Referencias bibliográficas: Programa por Objetivos.

 

 

IV.               DESARROLLO TEÓRICO:

·          Diseñar el circuito de disparo adecuado para el circuito troceador de la figura 8.1

 

EJERCICIOS SOBRE LA APLICACIÓN DE LA INFORMACIÓN

 

 

V.                  DESARROLLO PRACTICO.

·          Armar en la tablilla de experimentación el circuito 8.1 junto con su respectivo circuito de disparo.

·          Una vez que funcione, medir el voltaje y corriente, con Multímetro y Osciloscopio, en una carga resistiva de 1000 Ohms. Dibujar la forma de onda.

·          Cambiar la carga resistiva por un motor universal o de CD y, observar y anotar los cambios en la operación del circuito.

 

 

 

 

FIGURA 7.1 CHOPPER O TROCEADOR TRIFÁSICO.

 

 

ACTIVIDAD INTEGRADORA

 

 

VI.               CONCLUSIONES.

 

¿Se consiguió a la salida una señal parecida a la de la CD?

¿Cuál fue la potencia máxima que se podría obtener en la carga para este circuito? ¿De qué depende?

¿Cuál es la función principal de los inductores en el circuito?

¿Qué dificultades encontró tu equipo de trabajo para completar la práctica y como lo solucionaron?

¿Otras observaciones?

 

 

¡ Y recuerda que el tiempo en el laboratorio es una oportunidad para todos de aprender a hacer interesantes aplicaciones de la Electrónica para nuestro beneficio !

 

 

LFLC/2007

 

 

 

 

 

 

TECNÓLOGO EN ELECTROTECNIA

ELECTRÓNICA DE POTENCIA

ING. LUIS FERNANDO LAPHAM CARDENAS

PRACTICA #8: Convertidores de CD/CA: Inversores de potencia.

 

 

INTRODUCCIÓN

 

VII.            OBJETIVOS:

·          Comprobar la operación de un inversor de potencia monofásico simple.

·          Efectuar el análisis de este tipo de convertidores.

·          Determinar la máxima potencia en la carga posible.

 

VIII.         EQUIPO Y MATERIAL:

 

En el vale al laboratorio:

·          1 Multímetro Digital.

·          1 Fuente de alto voltaje

·          2 cables con banana

·          1 punta atenuadora.

·          1 cable bnc.

·          1 Cable con fusible

El equipo de alumnos deberán conseguir:

·          2 SCR 8A

·          2 diodos GE AZ80

·          Bobinas varias

·          Capacitores varios.

·          Resistencias varias a ½ o ¼ W.

·          1 protoboard o tablilla de experimentación.

·          Cable para protoboard.

 

 

ACTIVIDADES PRELIMINARES

 

IX.               RESUMEN.

·          Antes de llevar a cabo el resumen, contesta las preguntas siguientes:

o         ¿Qué tipo de convertidor de energía es un inversor?

o         ¿Qué usos tiene un inversor en la industria u oficinas?

o         ¿La salida que en realidad proporciona un inversor es senoidal?

o         ¿Cuántos tipos de inversores existen y en qué consiste el tipo A?

·          Lleva a cabo un resumen completo sobre el tema inversores de potencia con Tiristores.

·          Referencias bibliográficas (ver Programa por Objetivos).

 

 

X.                  DESARROLLO TEÓRICO:

·          Diseñar para el circuito de la figura 12.1 el circuito de disparo adecuado para los dos SCR´s, para una frecuencia en la carga de aproximadamente 60 Hz.

·          Calcular el voltaje RMS en la carga.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FIGURA 8.1 PRINCIPIO DE OPERACIÓN DE UN INVERSOR DE POTENCIA CLASE A.

 

 

 

 

EJERCICIOS SOBRE LA APLICACIÓN DE LA INFORMACIÓN

 

 

XI.               DESARROLLO PRACTICO.

·          Investigar en Internet un circuito inversor práctico y económico para armar.

·          Armar en la tablilla de experimentación el circuito encontrado.

·          Una vez que funcione, medir el voltaje y corriente, con Multímetro y Osciloscopio, en una carga resistiva de 1000 Ohms. Dibujar la forma de onda.

·          Cambiar la carga resistiva por un foco de 25 Watts, observar y anotar los cambios en la operación del circuito.

 

 

ACTIVIDAD INTEGRADORA

 

 

XII.            CONCLUSIONES.

 

¿Se consiguió a la salida una señal parecida a la de la línea comercial de CA?

¿Cuál fue la potencia máxima que se podría obtener en la carga para este circuito? ¿De qué depende?

¿Cuál es la función principal de los inductores en el circuito?

¿Qué dificultades encontró tu equipo de trabajo para completar la práctica y como lo solucionaron?

¿Otras observaciones?

 

 

¡ Y recuerda que el tiempo en el laboratorio es una oportunidad para todos de aprender a hacer interesantes aplicaciones de la Electrónica para nuestro beneficio !

 

 

LFLC/2007

 

 

TECNÓLOGO EN ELECTROTECNIA

ELECTRÓNICA DE POTENCIA

ING. LUIS FERNANDO LAPHAM CARDENAS

PRACTICA #9: Implementación de practicas de la Electrónica de Potencia.

 

INTRODUCCIÓN

 

I.                   OBJETIVOS:

·           Seleccionar de entre tres aplicaciones de la electrónica de potencia   una de   ellas (o elegir una propia) para que el alumno la analice, arme y opere a manera de proyecto final de la materia.

 

II.                EQUIPO Y MATERIAL:

 

En el vale al laboratorio:

·          1 Multímetro Digital.

·          1 Fuente

·          2 cables con banana

·          1 punta atenuadora.

·          1 Osciloscopio digital

·          1 cable bnc.

·          1 Cable con fusible

 

El equipo de alumnos deberán conseguir:

·          Componentes de potencia en base a la aplicación.

·          Capacitores varios

·          Resistencias varias a ½ o ¼ W.

·          1 protoboard o tablilla de experimentación.

·          Cable para protoboard.

 

 

ACTIVIDADES PRELIMINARES

 

 

III.             RESUMEN.

·          Antes de llevar a cabo el resumen, contesta las preguntas siguientes:

o         ¿Qué es y para qué sirve un cargador de baterías?

o         ¿Qué es y para qué sirve un calentador por inducción?

o         ¿Qué es y para qué sirve una balastra electrónica?

·          Llevar a cabo un resumen sobre el tema del circuito seleccionado.

·          Referencias bibliográficas (ver Programa por Objetivos).

 

 

IV.               DESARROLLO TEÓRICO:

·          En base al análisis del circuito seleccionado, calcular los voltajes, corrientes y frecuencias principales en el mismo.

·          Dibujar las principales formas de onda esperadas.

·          A manera de ejemplo proporcionamos en la figuras 10.1, 10.2 y 10.3  circuitos de aplicación para dar una idea del tipo de circuito requerido. Se deberá seleccionar uno de los tres , o bien obtener otro de complejidad similar.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FIGURA 9.1 CARGADOR DE BATERÍAS DE 12 VOLTIOS.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FIGURA 9.2 CONTROL DE TEMPERATURA PROPORCIONAL.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FIGURA 9.3 CIRCUITOS DE CONTROL DE UN MOTOR TRIFÁSICO DE INDUCCION.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FIGURA 9.4 CIRCUITOS INTERRUPTORES ACTIVADOS POR LUZ.

 

 

 

 

 

EJERCICIOS SOBRE LA APLICACIÓN DE LA INFORMACIÓN

 

 

V.                  DESARROLLO PRACTICO.

·          Armar el circuito seleccionado en la tablilla de experimentación y hacerlo funcionar.

·          Efectuar las mediciones determinadas en el punto IV de la práctica, dibujando las formas de onda resultantes.

 

ACTIVIDAD INTEGRADORA

 

VI.               CONCLUSIONES.

 

En una calificación de 1 a 10, califica el funcionamiento del circuito de aplicación en base a lo esperado.

En una calificación de 1 a 10, califica el trabajo en equipo de tus compañeros.

¿Qué dificultades encontró tu equipo de trabajo para completar la práctica y como lo solucionaron?

¿Otras observaciones?

 

LFLC/2007

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¡ Muchas felicidades por haber finalizado este programa de prácticas, esperamos que lo que aprendiste a hacer te sea de utilidad en el ejercicio de tu carrera profesional !

 

 

LUIS FERNANDO LAPHAM CARDENAS

ACADEMIA DE ELECTROMETRIA

DIVISIÓN DE ELECTRICIDAD

CENTRO DE ENSEÑANZA TÉCNICA INDUSTRIAL

PLANTEL COLOMOS

GUADALAJARA, JALISCO

2007

 

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