Práctica N 2. Puente de Tiristores- Control Comando Arco-coseno Instructivo

Transcripción

1 1 Objetivo: Práctica N 2 Puente de Tiristores- Control Comando Arco-coseno Instructivo Práctica N 2 Estudiar el funcionamiento de un puente trifásico doble vía, 6 pulsos de tiristores comandado por control Arco-coseno. 2 Materiales: Planta física del convertidor Controlador del convertidor. Grupo motor continua - motor de inducción (grupo Ward-Leonard). Fuente (variable) de continua para la excitación del motor de continua (Variac- Rectificador). Protección del motor de continua (Contactor). Transformador aislador de potencia. Inductancia de potencia. Instrumentos de medida. Bancos de condensadores y resistencias. Llave inversora de fases. 3 Descripción de la planta física: El esquema de la figura 1 muestra el circuito y componentes a utilizar durante la práctica. El Software de Control corre sobre una PC, Intel compatible, con sistema operativo W95, la Placa de adquisición es una LAB-PC 1200 que está conectada en un Slot ISA de la PC. La Placa de Adaptación compatibiliza impedancias, voltajes y señales entre la LAB-PC 1200 y su entorno. La llave en paralelo con la bobina L 1 (3.5 mhy) está a los efectos de observar como cambia la corriente de salida al variar la inductancia del circuito. El Rectificador provee la corriente de excitación del motor de continua, el Variac permite variar esta corriente de excitación del motor (recordar que un debilitamiento del campo produce un aumento de la velocidad del motor). El Contactor protege el motor de desbocamientos, ya que no permite alimentar la armadura si no hay corriente de excitación. La llave inversora de faces del motor de inducción permitirá alimentar al motor de inducción con rotación horaria y antihoraria. El banco de condensadores y resistencias está a los efectos de mostrar como el motor de inducción puede llegar a generar tensión de frecuencia variable en un sistema aislado de la red de distribución. Además representará la carga durante la primera parte de la práctica. El sistema de control digital posee dos modos de control. UdelaR / FI / IIE - Electrónica de Potencia I. Instructivo.- Página 1 de 5

2 Figura 1. UdelaR / FI / IIE - Electrónica de Potencia I. Instructivo.- Página 2 de 5

3 En el primero, o de loop abierto, se aplica directamente a la entrada del control arcocoseno una tensión de continua. En el segundo, o de loop cerrado se implementa un lazo de control de la corriente de armadura. El control de corriente tiene dos modos de funcionamiento, proporcionalintegral (PI) o integral (P), cambiando automáticamente su operación en función del modo de conducción del sistema, ver figura 2. Figura 2. 4 Desarrollo de la práctica: Al llegar al laboratorio, el estudiante debe conocer el funcionamiento del convertidor, la distinción entre los modos de conducción continua y discontinua y las características operación de los motores a utilizar en la práctica. 4.1 Preinforme. Para todos los cálculos se asumirá que la impedancia de cortocircuito del transformador es nula (X CC =0). Además, el modelo de la armadura del motor de continua a utilizar es una inductancia (L M ) en serie con la f.e.m. del rotor (E). a - Para E=150V, L M =10mHy U=220V (de Red) calcular la corriente media que hace que la corriente esté en el límite de la conducción discontinua. b - Simular con PSpice y verificar el cálculo realizado en a.(usar el.cir del apéndice como base) y adjuntar el.cir utilizado y la forma de onda de corriente y tensión de salida. c - Estudio del grupo Ward-Leonard c1 - Analizar que pasa si con el convertidor controlando la corriente del motor en un valor fijo se conecta la llave que alimenta el motor de inducción. c2 - Que sucede si se invierten la fases de alimentación del motor de inducción? c3 - En que sentido fluye la energía (potencia) para cada uno de los órdenes de fase de alimentación del motor de inducción? UdelaR / FI / IIE - Electrónica de Potencia I. Instructivo.- Página 3 de 5

4 Para la parte c, se recomienda realizar el estudio teniendo presente como son las curvas par-velocidad del motor de inducción. Recordar además que un motor de continua con excitación fija y corriente de armadura constante produce un par constante. 4.2 Laboratorio. Precaución: no accionar el contactor sin estar corriendo el programa de control. Al accionar el contactor, hacerlo con tensión de control nula Osciloscopio. En esta práctica se utilizará lo que comúnmente se denomina un osciloscopio virtual. Esto no es mas que un programa que imita la funcionalidad de un osciloscopio real basado en una tarjeta de adquisición de datos Técnica. 1. Montar el circuito según el esquema de conexionado de la figura 1. Cortocircuitar L 1. Ejecutar el programa de control control.exe y elegir loop abierto. 2. Variar la tensión de referencia y verificar que a partir de cierta velocidad el motor de inducción genera tensión de frecuencia variable de acuerdo a la velocidad del mismo. 3. Poner al sistema en el límite de conducción continua y observar que pasa si se intercala L1 en el circuito. Para L1 cerrada y en el límite de la conducción continua: 4. Medir E, U y el ángulo alfa. 5. Estimar alfa de acuerdo a la E y U medida. 6. Midiendo <Io> obtener una estimación de la inductancia L M. Para L1 abierta y en el límite de la conducción continua: 7. Medir el ángulo alfa con el osciloscopio. 8. Estimar alfa de acuerdo a la E y U medida. 9. Midiendo <Io> obtener una estimación de la inductancia L 1 + L M. Pasar a loop cerrado. UdelaR / FI / IIE - Electrónica de Potencia I. Instructivo.- Página 4 de 5

5 10. Cerrar la llave de alimentación del motor de inducción. Observar que pasa con la tensión del convertidor durante el transitorio y verificar que el sistema funciona de acuerdo al estudio realizado en el preinforme para ambas posiciones de la llave inversora. 5 Informe: Calcular la transferencia del comando arco-coseno. Justificar. Explicitar los cálculos para las partes 5 al 10 de la técnica. Contrastar los resultados obtenidos de las simulaciones con los datos relevados en el laboratorio. Justificar posibles diferencias. UdelaR / FI / IIE - Electrónica de Potencia I. Instructivo.- Página 5 de 5