Laboratorio de Electrónica de Potencia

Transcripción

1 Laboratorio de Electrónica de Potencia Práctica 2 Nombre: No. Cédula: Rectificadores no controlados de onda completa Objetivo General: Utilizar el OrCAD para simular y analizar circuitos rectificadores no controlados de onda completa, tanto monofásicos como trifásicos, con el fin de obtener los voltajes y corrientes, así como los valores de potencia y otros parámetros que miden la calidad de dichos circuitos. Objetivos Específicos: Dado un circuito rectificador de onda completa, simular y analizar su funcionamiento para obtener lo siguiente: Formas de onda de los voltajes y corrientes Potencia media en la carga Valores medios de corrientes y voltajes Valores eficaces (rms) de corrientes Contenido armónico de corrientes y voltajes Efectos de filtrado Efectos de variaciones de carga 1) Rectificador monofásico tipo puente con carga altamente inductiva Figura 1 1.3) Construya con el OrCAD el circuito mostrado en la Figura 1, con los valores Vs(rms) = 120 V, f = 60 Hz, Id = 10 A y utilizando el modelo para los diodos Dbreak(Rs = 0.01 Ω, N = 0.001). Obtenga las formas de onda de la tensión en la fuente, en bornes de la carga y en bornes de uno de los diodos; así como las formas de onda de la corriente en la fuente y en uno de los diodos. En esta parte no coloque Ls ni Rs. Prof. Carlos Villanueva Octubre

2 1.4) Complete la siguiente tabla con los resultados obtenidos a partir de la simulación. 2) Carga R-L-Fuente DC y efectos de la impedancia de la fuente 2.1) En el circuito de la Figura 1 agregue una inductancia de valor Ls = 1 mh y una resistencia de valor Rs = 10 mω, en serie con la fuente de tensión Vs, y sustituya la fuente de corriente por una carga R=2 Ω, L=10 mh, Vdc=80 V. Obtenga las formas de onda de la tensión en la fuente, en bornes de la carga y en bornes de uno de los diodos; así como las formas de onda de la corriente en la carga, en la fuente y en uno de los diodos. 2.2) Complete la siguiente tabla con los resultados obtenidos a partir de la simulación, y concluya sobre las diferencias entre los circuitos del punto 1) y el punto 2). Angulo de conmutación μ Prof. Carlos Villanueva Octubre

3 3) Rectificador monofásico tipo puente con filtro capacitivo 3.1) Construya el circuito rectificador mostrado en la Figura 2. Obtenga las formas de onda de la tensión en la fuente, en bornes de la carga y en bornes de uno de los diodos; así como las formas de onda de la corriente en la carga, en la fuente y en uno de los diodos. 3.2) Complete la siguiente tabla con los resultados obtenidos a partir de la simulación. Valor del voltaje de ripple pico-pico 3.3) Varíe paramétricamente, primero Ls (0.1mH 1mH 5mH 10mH), y luego Cd (500uF 1000uF 1500uF 2000uF) para investigar su influencia sobre el contenido armónico de la corriente en la fuente, sobre el valor del ripple pico-pico en el voltaje de salida y sobre la forma de onda del voltaje a la entrada del rectificador. 3.4) Escriba sus conclusiones sobre los efectos de estos parámetros. Figura 2 Prof. Carlos Villanueva Octubre

4 4) Rectificador trifásico tipo puente 4.1) Construya el circuito mostrado en la Figura 3, donde las fuentes Va, Vb y Vc, representan un transformador trifásico de 480 Vrms, 60 Hz. Utilice el modelo Dbreak (Rs = 0.01 Ω, N = 0.001) para los diodos. Obtenga las formas de onda de los voltajes de línea (verifique que la secuencia sea abc), voltaje en bornes de la carga y en bornes de uno de los diodos; así como las formas de onda de la corriente en la carga, en una de las fases y en uno de los diodos, considerando los siguientes casos: a) Carga RL (sin tomar en cuenta C y Ls) b) Carga RL con efecto de Ls (sin tomar en cuenta C) c) Carga RL con filtro C y con efecto de Ls Considere en la obtención de datos de la simulación solamente el régimen permanente, de manera tal que los resultados no se vean afectados por el transitorio inicial. Figura 3 Prof. Carlos Villanueva Octubre

5 4.2) Complete la siguiente tabla con los resultados obtenidos a partir de la simulación. Valor del ripple pico-pico Valor medio del voltaje de salida Valor medio de la corriente en los diodos Valor rms de la corriente en los diodos Valor rms de la corriente en una fase %THD de la corriente en una fase Carga RL Carga RL y Ls Carga RL, C y Ls 4.3) Escriba sus conclusiones sobre la comparación de los tres casos. 4.4) Varíe paramétricamente, primero Ls (0.1mH 1mH 5mH 10mH), y luego C (500uF 1000uF 1500uF 2000uF) para investigar su influencia sobre el contenido armónico de la corriente de fase, sobre el valor del ripple pico-pico en el voltaje de salida y sobre la forma de onda del voltaje de línea a la entrada del rectificador. 4.4) Escriba sus conclusiones sobre los efectos de estos parámetros. Prof. Carlos Villanueva Octubre