1) DESACTIVACIÓN DE UN TIRISTOR EN UN CIRCUITO DC.
El rectificador controlado de silicio (SCR) es un dispositivo pn-pn de 4 capas, en las cuales tiene tres terminales: ánodo, cátodo y compuerta. El SCR tiene dos estados posibles de operación. El estado de apagado actúa idealmente como un circuito abierto entre el ánodo y cátodo; en realidad, en vez de haber un circuito abierto existe una impedancia muy alta. En el estado de encendido, el SCR actúa como un corto circuito del ánodo al cátodo; en realidad se tiene una pequeña resistencia en directa. Se realiza el montaje del circuito en la protoboard para realizar las pruebas concernientes al laboratorio.
a) Monte el circuito de la
figura 1
Se activa el SCR con el pulsador , Medimos la corriente en el SCR y es de 0.004 DC se midió en el bombillo, la corriente de Mantenimiento (IH) es de 3 mA. Al abrir el SW1 lo que pasa es que el bombillo se apaga.
¿Sugiere el uso de este circuito para la desactivación en una red de alta tensión?
No se sugiere apertura por este medio puesto que tiene que tener una etapa de control si es una red de alta tensión.
Elementos para la elaboración de este laboratorio:
- Osciloscopio
- Multimetro
- Sonda
2) DESACTIVACIÓN CON SWITCH.
Se activa el SCR con S1 y medimos en:
Vo= 13.66 VDC
Al oprimir S2 se desactiva el SCR
Características de desactivación del SCR
Para desactivar un tiristor, debemos reducir la corriente de ánodo por debajo de la de mantenimiento (IH). Esto se puede lograr en forma natural, por el cambio de polaridad de la tensión externa de alimentación, o por métodos de conmutación forzosa, por medio de circuitos auxiliares. Una vez lograda que la corriente este por debajo de la mínima de mantenimiento, es necesario esperar un tiempo relativamente largo, de manera tal que todos los portadores de carga en exceso, en las cuatro capas se eliminen; caso contrario, el tiristor volverá a activarse, cuando se le aplique una tensión directa, sin necesidad de aplicar una señal de compuerta. De ocurrir esto ultimo, por sobrepasarse la frecuencia de conmutación máxima del dispositivo, se pierde el control de la potencia convertida.
trr : Corresponde al tiempo de recuperación inversa de las junturas J1 y J3.
trc : Corresponde al tiempo de recuperación inversa de la juntura J2.
Qrr : Es la carga de recuperación inversa durante el proceso de desactivación; representa el área encerrada por la corriente (área rayada). Su valor depende del tipo de tiristor, de la corriente previa a la conmutación y de la velocidad de reducción de la corriente.
Los fenómenos de activación y desactivación, producen perdidas de potencia.
Vo=13.66 V
3) DESACTIVACIÓN CON OTRO TIRISTOR.
Monte el circuito de la
Figura
Cuando se activa el Tiristor (U3) con el pulsador (S1) se tomamos las medidas en:
VC= 11.30 VDC
VA-K= 0.845 VDC
Vo= 11.30 VDC
Ahora activamos el Tiristor (U4) con el pulsador (S2) y volvemos a medir en:
VC= 11.30 VDC
VA-K= 0.779 VDC
Vo= 0.299 VDC
Se activa el tiristor TP explique el funcionamiento del circuito desactivado, cual debe ser la condición inicial del condensador C2.
Al comenzar a circular corriente positiva por la puerta, la corriente de ánodo a cátodo se concentra en las zonas situadas entre los terminales de puerta, aumentando la densidad de corriente en estas zonas .
De esta forma, el GTO no comienza a apagarse hasta que la corriente de ánodo a cátodo ha quedado reducida a pequeños filamentos entre los terminales de puerta. Entonces la tensión VAK, hasta entonces muy pequeña al estar el GTO en funcionamiento, comienza a aumentar. Como la gran densidad de corriente que circula por estos pequeños filamentos podría ocasionar su destrucción, se utiliza un condensador snubber en paralelo con el GTO, que ofrece a la corriente un camino alternativo por donde circular. Así, cuando vAK comienza a aumentar el condensador comienza a cargarse, por lo que parte de la corriente que circulaba por el GTO lo hace ahora por el condensador.
4)APLICACIÓN PRACTICA
Monte el circuito de la
Figura
Active el SCR, mida Vo.
CIRCUITOS DE RECTIFICACIÓN CONTROLADA (RC) EL CONTROL DE FASE
El control de fase se aplica siempre en corriente alterna, y si es obterido por medio de un tiristor, el resultado es siempre corriente continua, por la sencilla razón de que el tiristor es un diodo, que se puede hacer conducir, o no. Al hacer conductor un tiristor (disparo) durante el semicilo positivo, la conducción permanece hasta que la polaridad de la corriente alterna cambia a su semiciclo negativo. No puede ser llevado a no conducción (bloqueado) por otro medio. El control de fase consiste en disparar el tiristor, pasado un ángulo de fase determinado respecto del cruce por cero hacia tensión positiva. Por lo tanto exige el conocer cuando el cruce por cero se produce. Como la medida de la fase de la corriente alterna es dificultosa, el control se sustituye por uno del tiempo que transcurre, desde el cruce por cero y la fase deseada, habida cuenta de que la duración del semiperido es igual a una fase de 180º. La forma en que varía la tensión continua producto del control de fase de un semiperíodo de corriente alterna, respecto del tiempo de retraso de cebado, toma la forma de, es decir de cosinusoide, es decir es máxima cuando el tiempo es cero y cero cuando el tiempo es máximo, e igual al semiperíodo, t max = T/2.
5) CONTROL DE ÁNGULO DE DISPARO CON RESISTENCIA.
ángulo de disparo: número de grados de un ciclo de ac que transcurren antes de que el SCR sea encendido.
Ø Verifique los componentes y
ubique R3 al máximo
Ø Disminuya R3 hasta tener un
ángulo de disparo de 45°
Ø Mida Vs, Va-k, Vg, Vo.
MIDA:Vs MIDA: Va-K MIDA: Vg MIDA:Vo
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES
Pudimos observar el cambio de disparo en el circuito de los bombillos gobernado por los pulsos mandados por el tiristores utilizado mediante la variación en la excursión del potenciómetro y su cambio en amplitud en cada una de las etapas del montaje, notando el comportamiento con y sin carga y con y sin fuente. También observamos la variación en el ancho del pulso mediante el uso del potenciómetro pero esta variación siempre fue simétrica, igual el tiempo en alto que en bajo y el tiempo de uno en alto era igual al del otro en bajo. Se nos presentaron problemas al momento de trabajar con la fuente del zéner puesto que no nos brindaba el voltaje exactamente con los mismos componentes de amplitud y rizado del que nos brindaba la fuente, pero con algunos arreglos de resistencias y un capacitor se corrigió fácilmente. Pudimos observar los picos de corriente cuando hay cambios o conmutación en el circuito.
