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 |
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
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
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.
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.
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.
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.
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.
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
·
1 MOC3011
·
1 transistor 2N3904
·
1 diodo 1N4002
·
Resistencias varias.
·
Capacitores cerámicos varios.
·
1 tablilla de experimentación o protoboard
·
Cable para protoboard.
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
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
TECNÓLOGO
EN ELECTROTECNIA
ELECTRÓNICA DE POTENCIA
ING. LUIS FERNANDO LAPHAM CARDENAS
PRACTICA
#3: Control de fase de onda completa por red
RC-DIAC. Elaboración de un Dimmer.
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 tablilla de experimentación
·
Cable para protoboard.
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
V.
DESARROLLO PRACTICO.
·
Armar el circuito 4.1 en la tablilla de experimentación con un SCR.
·
Colocar, mediante
·
Armar el circuito 4.1 en la tablilla de experimentación con un Triac.
·
Colocar, mediante
·
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
TECNÓLOGO
EN ELECTROTECNIA
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.
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 tablilla de experimentación
·
Cable para protoboard.
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
V.
DESARROLLO PRACTICO.
·
Armar el circuito 5.1 en la tablilla de experimentación .
·
Colocar, mediante
·
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 !
LFLC/2007
TECNÓLOGO
EN ELECTROTECNIA
ELECTRÓNICA DE POTENCIA
ING. LUIS FERNANDO LAPHAM CARDENAS
PRACTICA
#5: Arranque y paro de un motor eléctrico.
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
ING. LUIS FERNANDO LAPHAM CARDENAS
PRACTICA
#6: Rectificación trifásica natural y controlada
de ½ onda y onda completa.
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
·
Calcular la eficiencia del circuito 7.2 si
·
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
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.
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
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
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
¿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.
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.
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.
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.
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
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
En una
calificación de
¿Qué dificultades
encontró tu equipo de trabajo para completar la práctica y como lo
solucionaron?
¿Otras
observaciones?
LFLC/2007
