Manual de Practicas de Electrónica de Potencia

ACADEMIA DE INGENIERIA ELECTRONICA 2010

1

Instituto Tecnolgico Superior de Zapopan

Ingeniera Electrnica

MANUAL DE PRCTICAS

ELECTRNICA DE POTENCIA

M. en C. Teth Azrael Corts Aguilar

Enero 2010


2

CONTENIDO DESCRIPCIN PAGINA

Introduccin 3

Descripcin de los campos del reporte de practica 4

Practica 1

Parmetros de rendimiento de un rectificador de media onda

5

Practica 2

Caractersticas de encendido de un TRIAC en los cuatro

cuadrantes de disparo

8

Practica 3

Circuito de disparo de TRIAC por red RC

10

Practica 4

Circuito de disparo por DIAC

11

Practica 5

Rectificador de media onda controlado por fase con circuito

detector de cruce por cero

12

Practica 6

Oscilador de relajamiento

14

Practica 7

Control de fase por SCR en puente de diodos con disparo por

oscilador de relajamiento

15

Practica 8

Dimmer digital para el control de la velocidad y sentido de giro

de un motor monofsico

16

Practica 9

Inversor serie de puente completo MOSFET

18

Practica 10

Inversor con transistores de potencia

19

Practica 11

Convertidor Cd-Cd

20

ANEXO I

Formato de entrega del reporte de prctica

21

ANEXO II

Rubrica de Evaluacin

23


3

Introduccin

Llevar a cabo un experimento de laboratorio puede parecer algo sencillo, ms sin embargo ello requiere estar familiarizado con los mtodos de medicin y anlisis, actualmente las tcnicas de medicin han evolucionado con el uso de la computadora o los sistemas de medicin automticos. Aun con todo ello se requiere que el Ingeniero determine cuando los datos obtenidos en las mediciones de los diversos equipos de medicin, se encuentra dentro de lo especificado.

Anteriormente la experimentacin se llevaba

a cabo en forma rudimentaria, actualmente se tiene mayor control sobre las variables que se desean analizar, y de esta manera poder conocer su comportamiento ante diversas situaciones.

La investigacin combina el trabajo analtico con el experimental. El terico se esfuerza en explicar o predecir los resultados de experimentos con base en los modelos analticos que estn de acuerdo con los principios fsicos, y es la experimentacin es la que valida las teoras sujetas a su comprobacin.

Existen ocasiones en las que, no tomar en

cuenta los posibles errores en que se incurren, al utilizar instrumentos, nos puede llevar a obtener resultados inadecuados, y por consiguiente tomar una decisin equivocada ya sea en un experimento o en un proceso de produccin. El llevar a cabo una medicin es importante, pero igualmente importante es determinar si la medicin es correcta determinando si existe algn tipo de error en la medicin, el cual puede ser provocado por el equipo, la instalacin, o un error humano de medicin.

Las prcticas a realizar en la carrea de

electrnica, tienen como finalidad, desarrollar en el alumno una actitud crtica y objetiva hacia la misma electrnica, as como el desarrollo de su capacidad de resolucin de problemas y su verdadera comprensin de lo que es, el trabajo en equipo.

Toda experimentacin est sujeta a

limitaciones sobre los recursos, y gran parte de la habilidad para la experimentacin consiste en optimizar el rendimiento experimental a partir de esos recursos. Las restricciones en el tiempo simplemente simulan las circunstancias en las que se hace la mayor parte de la experimentacin real. Los instrumentos mismos que se utilizan en las prcticas, nunca sern ideales. Sin embargo, esto no debe verse como un defecto sino como un reto.

El experimentador debe aprender a

identificar las fuentes de errores por s mismo y, de ser posible, eliminarlas o hacer las correcciones que requieran. El uso del tiempo de laboratorio resultara ms fructfero cuando los experimentos se acepten como problemas que deben ser resueltos por el estudiante mismo y no ver al profesor como el que tiene que proporcionar todas las respuestas, es decir, ser proactivo y responsabilizarse de su propio aprendizaje.

Ciertamente se comentarn errores de

juicio, pero podemos aprender de manera ms eficiente de la experiencia personal, con la consecuencia de nuestras decisiones, que de seguir rgidamente algn procedimiento CORRECTO establecido. Lo que aprendemos es ms importante

que lo que hacemos. Esto no quiere decir, sin embargo, que debemos mostrar indiferencia complaciente con el resultado del experimento. El desarrollo de nuestras habilidades experimentales solo se lograr si tomamos en serio el reto de obtener el mejor resultado posible de cada experimento.

Se recomienda al estudiante que antes de

realizar las prcticas las analice y determine el comportamiento esperado en el laboratorio, en algunos casos posiblemente no coincida la teora con la prctica, no se desilusione, existe una explicacin objetiva para ello (como no haber contemplado las tolerancias de los elementos de circuito, falla de los instrumentos, errores de medicin, efectos de carga, lazos de tierra etc.). Para lograr un mejor resultado de las prcticas es necesario llevarlas a cabo con paciencia, sin desesperarse, muchos de los errores en el laboratorio se deben a cansancio y/o desesperacin.

No importa cun bueno sea un experimento o cuan brillante sea un descubrimiento, no tiene valor a menos que la informacin se comunique a otras personas, la cual deber ser clara y sencilla evitando repetir los vocablos utilizados.

Los reportes representan una fuente de

informacin de los sucesos de cada experimento. Contienen la teora, mtodos usados en el desarrollo del experimento, datos para experimentos que se efectuarn despus. El reporte nos proporciona las experiencias obtenidas durante su elaboracin y evitar posibles errores en el desarrollo de otros experimentos. La redaccin que se utilice deber ser lo ms clara y sencilla posible, sin limitar el estilo de redactar de cada uno de nosotros, mas sin embargo esto no nos libera de usar el significado que cada palabra tiene, y evitar el decir es que yo quera expresar eso, el desconocimiento de las palabras nos lleva a escribir y ofrecer informacin diferente de la obtenida.

Para escribir en forma clara y precisa es

necesario practicar , y quizs terminemos por adquirir diferentes estilos de escribir, pero siempre que el mensaje sea claro, la diversidad puede ser enriquecedora ms que perjudicial. Observe el siguiente aforismo:

Una persona que usa un gran nmero de palabras para expresar sus ideas es como un mal tirador que en lugar de apuntar una sola piedra hacia un objeto, toma un puado de ellas y lo lanza con la esperanza de hacer blanco. Samuel Johnson

Por lo general, el tiempo pasado en tercera

persona se acepta como el estilo gramatical ms formal para los informes tcnicos, y es raramente incorrecto usar dicho estilo. En ciertas circunstancias puede emplearse la primera persona, con objeto de destacar un punto o recalcar el hecho de que una afirmacin es opinin del redactor, como por ejemplo: Tercera persona >> La ecuacin (5) se recomienda para la correlacin final de acuerdo con las limitaciones de la informacin como se explic antes > nosotros (yo) recomendamos la ecuacin (5) para la correlacin final de acuerdo con las limitaciones de la informacin presentada en nuestra (mi) exposicin anterior


4

El anlisis es una parte integral del informe,

en el que se hace una comparacin entre lo esperado y lo obtenido en nuestro experimento, o sea, se trata de comprobar si nuestro modelo responde a la realidad.

El resultado de esta comparacin es

decisivo para el experimento, en la etapa del informe, debemos hacer una afirmacin franca y desprejuiciada de ese resultado. A veces una discrepancia tendr un origen que es fcil de identificar. En otras ocasiones, sin embargo, es necesaria una mayor explicacin. Si, finalmente, estamos tratando con una situacin que es verdaderamente desconcertante, puede ser que no tengamos mucho que ofrecer en lo que respecta a la especulacin, pero siempre vale la pena intentarlo.

A veces, pese a nuestros mejores esfuerzos, fallaremos, y no seremos capaces de aportar ninguna idea constructiva, en este punto debemos actuar con toda honradez, cuando intentemos ser creativos con respecto a nuestras discrepancias, experimentales, debemos recordar que estamos haciendo algo importante. Todos los modelos y las teoras pasan por proceso de refinamiento, y esos procesos se basan en los diversos casos de fallas observadas en los modelos. Por tanto, debemos procurar responsabilizarnos al especular en nuestro trabajo. En vez de lanzarnos en cualquier idea absurda que imaginemos, debemos tratar de conseguir que nuestras sugerencias tengan alguna conexin lgica con la evidencia de las discrepancias.

Descripcin de los campos del reporte de prctica.

PORTADA

Estar conformada por el logotipo de la institucin, nombre de la carrera, numero de reporte de prctica, nombre de la practica y de la materia, nombre del(os) alumno(s), nombre del profesor, fecha de realizacin y calificacin.

1. OBJETIVO O COMPETENCIA

Describir claramente el conocimiento, habilidad o competencia que se pretende alcanzar con la realizacin de esta prctica.

2. FUNDAMENTOS

Es el marco terico necesario para llevar a cabo la prctica, fenmenos, principios, leyes, teoras, postulados, funcionalidad de componentes y circuitos, que sern la base para la solucin de la prctica del laboratorio, incluyendo adems, las respuestas a las preguntas planteadas por el instructor durante el desarrollo del experimento.

3. PROCEDIMIENTO

Equipo: Se listar el equipo y herramienta necesarios para la realizacin de la prctica.

Material: Se listarn los componentes del circuito a armar, valores y datos nominales.

Desarrollo de la prctica: Se indicar la secuencia en que se llevar a cabo el experimento, anotando los principios, leyes, ecuaciones que se utilizaron al llevar la prctica. Tambin deber anotarse los problemas surgidos durante el experimento, la forma en que se resolvieron, el principio aplicado.

Diagramas, clculos y concentrado de resultados: Los diagramas Indicarn la forma en que se alambraran los componentes y donde se llevaran a cabo las mediciones del circuito. Los clculos debern ser ordenados y claros subrayando o encuadrando los resultados significativos. Cuando se repiten los clculos, nicamente se indica como se hizo en el primero. La Recopilacin de Datos. Es el conjunto de lecturas y observaciones registradas durante el experimento, las cuales pueden presentarse en forma de tablas y/o en forma grfica (p.ej. pantallas del osciloscopio, indicando claramente los datos que se representan).

4. RESULTADOS Y CONCLUSIONES

Resultados: Es el anlisis o interpretacin de los datos obtenidos, ya sean valores, graficas, tabulaciones, etc., debe contestar lo ms claramente posible, lo sucedido durante el desarrollo de la prctica.

Conclusiones: Es una explicacin breve del anlisis de los datos y de los resultados. Seala las observaciones ms importantes y las fuentes de error. Efectuar una comparacin de los resultados experimentales con los tericos e indicar cul fue el aprendizaje adquirido.

5. BIBLIOGRAFIA Y ANEXOS

Se listara la bibliografa utilizada, sean libros y/o pginas de internet. En el caso de los libros, se nombrara el titulo, autor y tema. En el caso de pginas de internet se pondr la ruta completa y el tema. En cuanto a los anexos, podrn incluirse hojas de datos de componentes, fotografas de circuitos, copias del manual de sustituciones (ECG-NTE), as como cualquier documento al cual se pueda hacer referencia en el desarrollado en la prctica.


5

TEORIA: Chilet, Sales, Daz , Grau. Electrnica de potencia, Fundamentos bsicos, Alfaomega, 1 ed., pginas 110-121.

Rashid, Electrnica de potencia, circuitos, dispositivos y aplicaciones Pearson, 3 ed., pginas 68-71

Hojas de datos diodo

PRACTICA # 1 Parmetros de rendimiento de un rectificador de media

onda

OBJETIVO: Calculo de los parmetros de rendimiento de un rectificador de media onda.

MATERIAL: 1 Diodo 1 Osciloscopio

1 transformador 1 Resistencia 100

DIAGRAMA:

PROCEDIMIENTO:

Parmetros de rendimiento de un rectificador de media onda.

El valor promedio del voltaje de salida o de la carga es Vcd y se define como 2/

0

1T

mcd tdtsenVT

V .

El valor promedio de la corriente de salida o de la carga es Icd y se define como R

VI cdcd .

La potencia de salida en cd es Pcd=VcdIcd.

El valor de raz cuadrada media rms del voltaje de salida es Vrms y se define como

2

12/

0

21

T

mrms dttsenVT

V .

El valor rms de la corriente de salida es Irms y se puede calcular por R

VI rmsrms .

La potencia de salida en ca es Pca=VrmsIrms.

La eficiencia o razn de rectificacin de un rectificador se define como

ca

cd

P

P .

Se puede considerar que el voltaje de salida est formado por dos componentes: 1) el valor cd y 2) el


6

componente ca o rizo.

El valor efectivo o rms del componente de ca en el voltaje de salida es 22

cdrmsca VVV .

El factor de forma, que es una medida de la forma del voltaje de salida es

cd

rms

V

VFF .

El factor de rizo o RF ripple factor, es una medida del contenido alterno residual y se define como

11 22

FF

V

V

V

VRF

cd

rms

cd

ca .

El factor de utilizacin del transformador o TUF transformer utilization factor se define como

ss

cd

IV

PTUF , donde Vs e Is son el voltaje rms y la corriente rms del secundario del transformador

respectivamente.

El voltaje rms del secundario del transformador es 2

1

0

21

T

ms dttsenVT

V .

El valor rms de la corriente por el secundario del transformador es igual que el de la carga R

VI ss .

La capacidad volt-ampere VA del transformador es VA=VsIs.

El factor de cresta CF, es una medida de la corriente pico de entrada, 2)(

mpicos

VI , en comparacin

con Is, su valor rms, interesa con frecuencia para especificar las capacidades de corriente pico de los

dispositivos y los componentes. El CF de la corriente de entrada se define por

s

picos

I

ICF

)( .

Sea Is1 la componente fundamental de la corriente de entrada Is y el ngulo entre los componentes

fundamentales de la corriente y el voltaje de entrada, a se le llama ngulo de desplazamiento. El factor

de desplazamiento se define como cosDF y el factor de potencia se define como

coscos 11

s

s

ss

ss

I

I

IV

IVFP .

Para una carga resistiva FP se puede calcular como VA

PFP ca .


7

TABLA DE PARAMETROS DE RENDIMIENTO:

(1)

Vm (2)

Vcd Icd Pcd (2)

Vrms Irms Pcd Vca

FF RF (2)(3)

Vs (3)

Is TUF VA Is(pico) CF FP

(1) Se obtiene la medicin por el voltaje pico Vm observado en el osciloscopio. (2) Se calcula resolviendo la integral definida; algunas identidades tiles son Tf 1 y f 2 . Incluya la solucin analtica para las integrales

2/

0

1T

mcd tdtsenVT

V

2

12/

0

21

T

mrms dttsenVT

V

2

1

0

21

T

ms dttsenVT

V

(3) Vs e Is se pueden medir a la salida del transformador usando un multimetro en valores rms.

Nota: El reporte de practica, deber entregarse redactado en hojas blancas a mano o en computadora,

engrapadas, con la siguiente estructura: hoja de presentacin, objetivo, teora (mximo 2 pginas),

material, diagrama, descripcin comentada y personalizada del procedimiento, mediciones, clculos,

grficas, tablas de datos y conclusiones.

EVALUACION:

1. Entregar un reporte por escrito que contenga los siguientes datos:

1.1. Grficas de la cada de tensin en el diodo y la carga.

1.2. Tabla de parmetros de rendimiento completa.

1.3. Solucin analtica a las integrales de Vcd, Vrms y Vs


8

TEORIA: Rashid, Electrnica de potencia, circuitos, dispositivos y aplicaciones Pearson, 3 ed., pginas 316-317

ON Semiconductor, Thyristor Device Data DL137/D Rev. 7 May-2000 pginas 29-35

Hojas de datos del TRIAC (2N6344 / 2N6349)

PRACTICA # 2 Caractersticas de encendido de un TRIAC en los cuatro

cuadrantes de disparo

OBJETIVO: Comprobar IGT y VGT a partir de las hojas de datos para el encendido de un

TRIAC en los cuatro cuadrantes de disparo.

MATERIAL: 1 Triac 2N6344 / 2N6349 (8 A, 800 V) ON Semiconductor

DIAGRAMA:

PROCEDIMIENTO:

Un TRIAC es un tiristor que puede conducir corriente en ambas direcciones entre las terminales MT1 y

MT2. En la curva caracterstica de V-I se observa que el TRIAC conduce en los cuadrantes I y III. Otra

caracterstica importante, es el disparo del dispositivo por una circulacin de corriente positiva o

negativa entre la compuerta G y la terminal MT1, lo cual conduce a cuatro posibles modos de disparo:

Cuadrante I. MT2(+), G(+), voltaje positivo y corriente de gatillo positiva.

Cuadrante II. MT2(+), G(-), voltaje positivo y corriente de gatillo negativa.

Cuadrante III. MT2(-), G(-), voltaje negativo y corriente de gatillo negativa.

Cuadrante IV. MT2(-), G(+), voltaje negativo y corriente de gatillo positiva.

La mayora de los TRIACs son ms sensibles en los cuadrantes I y III, menos sensibles en el cuadrante

II y mucho menos sensibles en el cuadrante IV. Por lo que se recomienda no operarlos en el cuadrante

IV a excepcin de circunstancias especiales.

Cabe sealar que al apagar o conmutar un TRIAC la corriente de carga debe ser menor que la corriente

de manteniendo < IH, por un tiempo suficiente para permitir que este retorne al estado de bloqueo.

Tomando como referencia la informacin suministrada por el fabricante para el 2N6344 bajo

condiciones VD = 12 Vdc, RL = 100 , tome las mediciones de IGT y VGT en los cuatro cuadrantes y


9

TABLA DE DATOS:

H. D.* MEDICIONES H. D.* MEDICIONES

IGT IGT VGT VGT

Cuadrante I MT2(+) G(+) 12mA 0.9V

Cuadrante II MT2(+) G(-) 12mA 0.9V

Cuadrante III MT2(-) G(-) 20mA 1.1V

Cuadrante IV MT2(-) G(+) 35mA 1.4V

H. D.* Hojas de datos 2N5344 / 2N6349 VD = 12 Vdc, RL = 100





comprelas. Complete la tabla de datos.

EVALUACION:


1.1. Tabla de datos.

1.2. Diagramas experimentales para la medicin de IGT y VGT en los cuatro cuadrantes de disparo.

2. Responder a las siguientes preguntas en las conclusiones que presente en su reporte

de practica, segn los datos obtenidos en sus mediciones:

2.1. Se comprueba que el TRIAC es ms sensible para el cuadrante I?

2.2. Es el TRIAC ms sensible en el cuadrante I que en el cuadrante II?

2.3. Cmo interpretamos las mediciones de IGT y VGT en el cuadrante IV para asegurar que el

TRIAC presenta la sensibilidad mas baja?

2.4. Para el 2N6344 la corriente de mantenimiento IH tpica es de 6mA, Este parmetro se cumple

durante las mediciones que realiz?, aporte un argumento a su respuesta.


10

TEORIA: ON Semiconductor, Thyristor Device Data DL137/D Rev. 7 May-2000 Prcticas de Electrnica, Zbar, Malvino, Miller, Practica 49, pag. 339





PRACTICA # 3 Circuito de disparo de TRIAC por red RC

OBJETIVO: Comprobar el funcionamiento de un circuito de disparo por red RC

MATERIAL: 4 diodos 1N4001 1 2N6344 1 R4 100

1 R3 4.7k 1 Potencimetro 1 M 2 C1,C3 100nF 1 foco 120V/100 W

DIAGRAMA:

PROCEDIMIENTO:

Armar el circuito de disparo RC segn el diagrama, hacer un muestreo de 5 mediciones de las

corrientes de la red RC, del gatillo del TRIAC y potencia de la carga de los datos desde la potencia

mnima a la potencia mxima.

EVALUACION:


1.1. Tabla de mediciones de corrientes, potencia y ngulo de disparo.


de practica:

2.1. Qu efecto se observa en el foco al variar el valor del potencimetro?

2.2. Qu efecto tiene la resistencia de 4.7k?


11

TEORIA: ON Semiconductor, Thyristor Device Data DL137/D Rev. 7 May-2000 Prcticas de Electrnica, Zbar, Malvino, Miller, Hojas de datos DIAC DB3





PRACTICA # 4 Circuito de disparo por DIAC

OBJETIVO: Comprobar el funcionamiento de un circuito de disparo por DIAC

MATERIAL: 1 3.3k 1 Potenciometro 200k 2 100nF/100V capacitor de polister 1 foco 120V/100 W

DIAGRAMA:

PROCEDIMIENTO:

Armar el circuito de disparo por DIAC segn el diagrama, hacer un muestreo de 5 mediciones de las

corrientes de la red RC, del gatillo del TRIAC y potencia de la carga de los datos desde la potencia

mnima a la potencia mxima.

EVALUACION:


1.1. Tabla de mediciones de corrientes, potencia y ngulo de disparo.


de practica:

2.1. Qu efecto se observa en el foco al variar el valor del potencimetro?

2.2. Qu efecto tiene el capacitor?


12


Coughlin, Driscoll, Amplificadores Operacionales y Circuitos Integrados Lineales, 5 ed., pginas 20-21

PRACTICA # 5 Rectificador de media onda controlado por fase con circuito

detector de cruce por cero.

OBJETIVO: Crear un rectificador de media onda controlado por fase con disparo

sincronizado al pulso de un circuito detector de cruce por cero.

MATERIAL: 2 potenciometros 2.2k y 100k 1 LM741 (amplificador operacional)

3 resistencias 150k, 27k, 220 1 generador de seales 1 diodo 1N4148 1 osciloscopio

1 SCR C106x

DIAGRAMA:

PROCEDIMIENTO:

1. Arme el circuito del diagrama.

2. Observe la seal entre P1 y C1, debe producir un desfase controlado, cuando haga variar P1.

3. El amplificador operacional esta cumpliendo la funcin de un detector de cruce por cero, ajuste

adecuadamente el valor de P2 para determinar el umbral (aprox. 0.5 volts).

4. Coloque el canal 1 del osciloscopio en la seal CA de entrada y el canal 2 del osciloscopio en la

resistencia de carga R3


13





EVALUACION:


1.1. Grficas de la seal de entrada y la seal rectificada


de practica:

2.1. Qu ocurre en la seal rectificada de R3 al variar el potencimetro P1?

2.2. Qu funcin tiene el potencimetro P2 y como afecta la respuesta de la seal rectificada?

2.3. Qu ocurre cuando reduces el valor del capacitor?


14


ON Semiconductor, Thyristor Device Data DL137/D Rev. 7 May-2000 pginas 139-145

Hojas de datos del PUT (2N6027)

Nota: El reporte de practica, deber entregarse redactado en hojas blancas a mano o en computadora, engrapadas, con

la siguiente estructura: hoja de presentacin, objetivo, teora (mximo 2 pginas), material, diagrama, descripcin

comentada y personalizada del procedimiento, mediciones, clculos, grficas, tablas de datos y conclusiones.

PRACTICA # 6 Oscilador de relajamiento

OBJETIVO: Crear un oscilador de relajamiento usando un PUT

MATERIAL: 2N6027 PUT 1 capacitor (calcular)

4 resistencias (calcular) 1 Osciloscopio

DIAGRAMA:

PROCEDIMIENTO:

1. Revise la teora del oscilador de relajamiento (Tip. Ejemplo 17.2, pag.774, Rashid)

2. Armar el circuito del diagrama, para crear un oscilador de relajamiento ajustado a una frecuencia de

120 Hz. Mediante la formula:

1

21ln1

R

RRC

fT

3. En general el valor de RK se limita a un valor menor que 100. 4. Coloque en R un preset cuyo valor medio se aproxime al valor calculado.

5. Observe en un osciloscopio la seal de salida Vo y corrobore que la frecuencia corresponda a 120Hz,

realice el ajuste fino mediante el preset.

EVALUACION:


1.1. Clculos de R1, R2, R y C.

1.2. Diagrama con los valores del circuito.

1.3. Grfica del oscilador de relajamiento mostrada en el osciloscopio.


de practica:

2.1. Qu efecto se observa al variar el valor del preset R?

2.2. Qu proporcin recomienda en R2/R1 respecto al valor de C?

2.3. Existe alguna diferencia relevante entre los clculos analticos y los valores usados en su

circuito?


15

TEORIA: ON Semiconductor, Thyristor Device Data DL137/D Rev. 7 May-2000 Pgina 141





PRACTICA # 7 Control de fase por SCR en puente de diodos con disparo

por oscilador de relajamiento.

OBJETIVO: Crear un circuito de control de fase por SCR en excitacin por PUT

MATERIAL: 4 diodos 1N4004 1 SCR 2N6402 1 PUT 2N6027

1 R1 1.5k 2 W 2 R2,4 1k 1 Potencimetro 250 k

1 C1 0.1F 1 foco 120V/100 W 1 diodo Zener 1N4114 Vz= 20 V

DIAGRAMA:

PROCEDIMIENTO:

El circuito del diagrama usa un PUT para el control de fase por SCR. El oscilador de relajacin de PUT

provee un control en la conduccin del SCR de aproximadamente 1 - 7.8ms o 21.6- 168.5, lo cual

constituye un control del 97% de la potencia disponible en la carga. Por la colocacin del 2N6402 a

travs del puente de diodos, solo es necesario el SCR para generar el control de fase en ambas porciones

positiva y negativa de la onda sinusoidal.

1. Armar el circuito del diagrama.

2. Comprobar el funcionamiento del circuito en el control de fase para la carga.

EVALUACION:


1.1. Clculos del rango de frecuencia del oscilador de relajacin PUT.

1.2. Grficas del control de fase en la carga.


de practica:

2.1. Qu efecto se observa en el foco al variar el valor del potencimetro R3?

2.2. Por qu el SCR esta rectificando sobre ambos ciclos positivo y negativo?


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TEORIA: ON Semiconductor, Application Notes AND8011/D

PRACTICA # 8 Dimmer digital para el control de la velocidad y sentido de

giro de un motor monofsico

OBJETIVO: Crear un circuito de control de fase por tiristor

MATERIAL: 2 Puentes de diodos 1 LM339 1 transformador 120V / 12V

1 LM555 1 TRIAC (MAC9M) 1 optoacoplador MOC3022

3 R 10k 1 C 1000F 1 C 2.75F

1 R 100 1 C 0.001F 2 C 0.01F

1 R 2k 1 R 510 1 R 620

1 Trimmer 2.5k 1 Trimmer 10k 1 2N222

1 motor 1 diodo MUR160 1 R 1k

DIAGRAMA DIMER:


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DIAGRAMA MOTOR:

PROCEDIMIENTO:

En el diagrama, el amplificador operacional es un detector de cruce por cero, que activa el circuito

LM555 cada vez que ocurre una condicin de cruce por cero. Una vez que el LM555 sea activado,

existir un tiempo de retardo, que al finalizar conmutara el transistor y encender el triac. El tiempo de

retardo provoca el control del ngulo fase, est puede ser ajustado por el trimmer de 2.5k, entre el 10% y el 95% de la onda sinusoidal. Cabe sealar que el control de fase con Triac presenta como desventaja

la generacin de interferencia electromagntica EMI, cada vez que el Triac es disparado la corriente de

carga va de 0 a su valor limite en un periodo de tiempo muy corto; el resultante di/dt genera un ancho

espectro de ruido que puede interferir la operacin de circuitos electrnicos cercanos, si no esta presente

una etapa de filtrado. Para el control de giro del sentido del motor, primero de debe acondicionar el

motor para que funcione en avance y retroceso, despus se debe disear la etapa lgica para disparar los

optoacopladores alternativamente, se recomienda no conectar el MOC3010 y el TRIAC en el

protoboard.

1. Armar el circuito del diagrama, el Triac se debe seleccionar en funcin del voltaje, corriente y

potencia de la carga.

2. Comprobar el funcionamiento del circuito en el control de fase para la carga y para el circuito de

cambio del sentido de giro del motor.

EVALUACION:


1.1. Grficas del control de fase en la carga.

1.2. Demostracin de control sobre la velocidad y sentido de giro del motor monofsico.


18

TEORIA: Rashid, Electrnica de potencia, circuitos, dispositivos y aplicaciones Pearson, 3 ed., pginas





PRACTICA # 9 Inversor serie de puente completo MOSFET

OBJETIVO: Demostrar el funcionamiento de un inversor de puente completo H.

MATERIAL: 3 10k 2 IRF5305 1 Transformador 1:10

3 330 2 W 2 IRFZ44N 1 Astable 60Hz 50% 3 2N2222 1 foco 60W/120 W

DIAGRAMA:

PROCEDIMIENTO:

Se genera un pulso cuadrado de 60Hz con un ciclo de trabajo del 50%. La seal cuadrada conmuta un

arreglo de puente completo H, formado por MOSFET. La alimentacin es de 12V. La carga del puente

H es un transformador 1:10 con el secundario hacia los MOSFET y en el primario se alimenta un foco

de 60W /120 V. La seal de alimentacin del foco se observar con una forma de onda cuadrada y de

una amplitud superior a los 50 volts. Las seales para los arreglos de canal P y canal N encontrados

debern recibir pulsos complementarios.

EVALUACION:


1.1. Demostrar el funcionamiento de circuito y formas de onda de voltaje en la carga.

1.2. Medicin del voltaje y corriente de salida del transformador


19

TEORIA: Rashid, Electrnica de potencia, circuitos, dispositivos y aplicaciones Pearson, 3 ed., pginas





PRACTICA # 10 Inversor con transistores de potencia

OBJETIVO: Demostrar el funcionamiento de un inversor.

MATERIAL: 3 4.7k 2 2.2f 1 Transformador 1:10

3 100 / 1 W 2 NPN 2N3055 3 PNP 2N2905

DIAGRAMA:

PROCEDIMIENTO:

Armar el circuito de la figura, utilice un transformador 1:10 de 3 Amperes. Observe que la salida es el

primario del transformador y en el secundario conectamos la derivacin central a +12V y a los

colectores de los transistores NPN.

El voltaje de salida sealado en el multimetro debe ser mayor a 75 volts rms.

EVALUACION:


1.1. Demostrar el funcionamiento de circuito y formas de onda de voltaje en la carga.

1.2. Medicin del voltaje y corriente de salida del transformador


20

TEORIA: Rashid, Electrnica de potencia, circuitos, dispositivos y aplicaciones Pearson, 3 ed., pginas.

Data Sheet LM317HV





PRACTICA # 11 Convertidor cd-cd

OBJETIVO: Demostrar el funcionamiento del convertidor conmutado cd-cd

MATERIAL: Q1 2N3792 1 22 1 potenciometro 5k 1 100F

1 LM317HV 1 0.25 1 50F

1 L1 600H 1 240 1 0.01F

1 1N3880 1 100 1 300pF

DIAGRAMA:

PROCEDIMIENTO:

Armar el circuito del diagrama experimental y comprobar su funcionamiento como fuente de DC

variable.

EVALUACION:


1.1. Demostrar el funcionamiento del circuito y formas de onda de voltaje en la carga.

1.2. Medicin del voltaje y corriente de salida del circuito.


21

ANEXO I. Formato de entrega del reporte de prctica.

Instituto Tecnolgico Superior de Zapopan

Ingeniera Electrnica Prcticas No. ____

Titulo de la prctica

Nombre del alumno: ____________________________ Nombre del profesor: M. en C. Teth Azrael Corts Aguilar Fecha de realizacin: ____________ Calificacin: ____________


22

CARRERA PLAN DE ESTUDIO

CLAVE DE LA ASIGNATURA

NOMBRE DE LA ASIGNATURA

Ingeniera electrnica

PRACTICA No.

LABORATORIO DE:

DURACION EN HORAS:

NOMBRE DE LA PRACTICA:

1. OBJETIVO O COMPETENCIA

2. FUNDAMENTOS

3. PROCEDIMIENTO

EQUIPO MATERIAL

DESARROLLO DE LA PRACTICA

DIAGRAMAS,CALCULOS Y RECOPILACION DE DATOS

4. RESULTADOS Y CONCLUSIONES

5. BIBLIOGRAFIA Y ANEXOS


23

Rubrica de valoracin de prcticas

Criterios de Excelente Bien Regular Deficiente

Evaluacin 15 puntos 13 puntos 11 puntos 9 puntos 1 Funcionalidad y

tiempo.

El estudiante presenta su arreglo

experimental cumpliendo en

funcionalidad y adelantando a sus

compaeros.


experimental funcionando y en

tiempo.


experimental funcionando con

deficiencias y en lmite de tiempo.

El estudiante presenta el arreglo

experimental funcionando en forma

parcial, con deficiencias y solicita

prrroga para su entrega final.

2 Control o estabilidad

del experimento.

Arreglo experimental robusto sin

fallas.

Arreglo experimental con errores

mnimos

Arreglo experimental con fallas

identificadas y reparaciones

improvisadas.

Arreglo experimental con fallas

intermitentes por cortos o falsos

contactos.

3 Creatividad y

economa del diseo.

El estudiante aporta elementos de

mejora al arreglo experimental,

excediendo las especificaciones.


experimental dentro de

especificaciones.


experimental dentro de

especificaciones pero utiliza

dispositivos redundantes.


experimental en tiempo y funcionando

al mnimo. No cumple con todas las

especificaciones de diseo.

4 Forma de elaboracin

del ensamble y esttica.

Cableado ordenado o diseo en

baquelita, terminacin en prototipo.

Cableado ordenado por colores en

protoboard o diseo en baquelita.

Cableado desordenado, difcil

identificacin de conexiones.

Cableado desordenado en protoboard,

cables excesivamente largos y

descubiertos con riesgos de cortos.

5 Claridad en la

exposicin oral,

profundidad en la

comprensin de

principios y dispositivos.

El estudiante es capaz de hacer

inferencias sobre las mediciones y la

funcionalidad de los componentes.

El estudiante es capaz de tomar

mediciones eficientes y de responder

correctamente en la funcionalidad de

componentes y circuitos.

El estudiante es capaz de tomar

mediciones eficientes, pero responde

incorrectamente en la funcionalidad

de componentes y circuitos.

El estudiante no es capaz de responder

las preguntas del profesor acerca de

las mediciones o funcionalidad de

componentes y circuitos.

6 Contenido y

organizacin del reporte

de practica.

Reporte completo, y sobresaliente por

las ideas que infiere en las

conclusiones.

Reporte completo con hoja de

presentacin, objetivo, diagramas,

mediciones y conclusiones. Presenta

la teora a travs de un resumen o

cuadro sinptico.

Reporte con hoja de presentacin,

objetivo, diagramas, mediciones y

conclusiones. No anexa teora.

Reporte sin algunos de los siguientes

elementos: hoja de presentacin,

objetivo, teora y conclusiones. Solo

presenta diagramas y mediciones.

7 Redaccin del reporte

de practica.

Redaccin coherente y sin errores

ortogrficos.

Redaccin coherente con errores

ortogrficos mnimos.

Redaccin no coherente, falta de

claridad en la exposicin de sus ideas,

pobre dominio de tecnicismos.

Presenta errores ortogrficos.

Redaccin no coherente, sin claridad,

sin tecnicismos y limitada en las ideas

que expone. Presenta abundantes

errores ortogrficos.

Cada practica se evala sumando los puntos de valoracin (Excelente =15 puntos, Bien =13 puntos, Regular =11 puntos, Deficiente = 9 puntos) asignados a cada uno de los criterios de

evaluacin. La calificacin mxima aprobatoria es 100 y la mnima aprobatoria es 70. No se otorgaran puntos si el alumno no presenta su arreglo experimental. No se otorgaran puntos en los

criterios de evaluacin 6 y 7, si el alumno no entrega su reporte de prctica. Es obligatorio durante la presentacin de prctica entregar el reporte.

Documents

Manual de Practicas de Electrónica de Potencia