Universidad Nacional Mayor de San Marcos. 1 Rectificador Monofásico de Media Onda con SCR Sucapuca Espichan Caleb Josué [email protected] Facultad de Ingeniería Electrónica y Eléctrica – UNMSM Resumen—El objetivo de la experiencia es controlar el ángulo de disparo mediante una red RC para poder analizar los resultados obtenidos. Índice de Términos—Matlab, Simulink, ángulo de disparo, tiristor, red RC. I. INTRODUCCIÓN La experiencia consiste en implementar un circuito que permita controlar la rectificación mediante un ángulo de disparo aplicado al SCR a través de una red RC. Para esta experiencia primero se simuló en Simulink, luego se exportaron datos a una tabla de Excel y al final se compararon con los resultados obtenidos en la experimentación real. -Después la resistencia de carga que en nuestro caso sería de 22 Ohms. II. SIMULACIÓN A. Equipos, materiales y herramientas utilizados Software Matlab Computadora o Laptop B. Procedimiento Simulink -Empezamos colocando el bloque powergui, ya que sin este no se podría realizar la simulación. -Luego se simuló la fuente AC con un valor de 12 V RMS que representaría al transformador usado en la implementación real. Experiencia 3- Laboratorio Electrónica de Potencia -Posteriormente la resistencia que formaría parte de la red RC para controlar el ángulo de disparo del SCR, que en nuestro caso le pusimos una variable A para modificarla directo desde el Workspace de Matlab. -Y para terminar la red RC se colocó un condensador de 1uF para terminar el circuito que controlaría el ángulo de disparo que habilitaría al SCR. Universidad Nacional Mayor de San Marcos. 2 -Luego se agregó el bloque Voltage Measure que permitiría la medida de voltaje en el condensador para controlar el ángulo de disparo que habilitaría al SCR. -Y finalmente colocar el bloque tiristor que nos ofrece Simulink, donde el gate se conectaría a la salida del bloque Voltage Measeure previamente presentado para controlar el ángulo de disparo. MATLAB Adicionalmente se crearon dos scripts para ejecutarlos en Matlab, el primero Valor_Resistencia.m que nos permitirá ingresar el valor de la resistencia R para después ejecutar el Simulink con esta nueva R ingresada. -Para poder observar las señales de salidas se usaron los bloques Multimeter para poder observar el ploteo del voltaje en 3 bloques relevantes: amarilla:voltaje en la carga. azul:voltaje en el transformador naranja:voltaje en el condensador Experiencia 3- Laboratorio Electrónica de Potencia Y cuando se ejecute nos preguntará por el valor que deseemos ingresar a la resistencia R. Para que este cambio tome efecto en el Simulink, este se debe ejecutar de nuevo. Universidad Nacional Mayor de San Marcos. 3 ángulo de disparo es aproximadamente 30°. También se midió la corriente media en la carga para diferentes ángulos de disparo con la siguiente configuración de bloques. El segundo script, de nombre Resistencia_AnguloDisparo.m, se creó con el fin de que a partir de un ángulo de disparo ingresado, se modifique el valor de la resistencia R para lograr dicho objetivo. Cuando se ejecute nos preguntará el ángulo y luego de ingresarlo, automáticamente se actualiza la variable A que para que tome efecto en el Simulink se debe ejecutar este último de nuevo. A continuación se mostrará que efectivamente el Experiencia 3- Laboratorio Electrónica de Potencia Donde el bloque ‘medida corr’ mide la corriente para que luego el bloque ‘valor medio’ obtenga la corriente media para que finalmente la muestre en el display. En el bloque ‘valor medio’ es necesario ingresar la frecuencia de nuestra señal para que pueda realizar la integral de valor medio correctamente. Finalmente se obtuvo la siguiente tabla de datos. Es necesario recordar que el ángulo máximo de disparo que obtendremos con la red RC es de 90 °. Esto es debido a que el condensador como máximo retrasará el voltaje 90°. Universidad Nacional Mayor de San Marcos. Ángulo de disparo (°) Resitencia R de la red RC (Ω) 1 7 15 20 27 30 35 42 50 60 70 75 81 46.299907 325.68849 710.740563 965.438287 1351.52639 1531.43307 1857.31442 2388.33964 3161.15011 4594.29922 7287.73851 9899.33901 16747.3515 4 Ángulo = 30° Corriente Media (A) 0.226605 0.22604017 0.22358709 0.22061643 0.21503404 0.21186948 0.20721573 0.19832546 0.1854902 0.16424438 0.13371512 0.11361531 0.08135469 Ángulo 60° Resistencia R (Ω) Ángulo de disparo vs Resistencia R 20000 III. EXPERIMENTACIÓN 15000 Retardo máximo de disparador en el tiristor. 10000 5000 0 0 20 40 60 80 100 Ángulo de disparo (°) I media Ángulo de disparo vs Imedia 0.25 0.225 0.2 0.175 0.15 0.125 0.1 0.075 0.05 0.025 0 Retardo mínimo de disparador en el tiristor. 1 7 15 20 27 30 35 42 50 60 70 75 81 Ángulo de disparo (°) Y a continuación un par de vistas al scope para ángulo diferentes Experiencia 3- Laboratorio Electrónica de Potencia Universidad Nacional Mayor de San Marcos. 5 Desfasaje en el condensador. IV. CONCLUSIONES Con el desarrollo de esta práctica pudimos comprobar y obtener los ángulos de retardo máximo y mínimo de un tiristor, ya que el análisis para obtener dichos ángulos se hace por medio de análisis en condiciones ideales, por eso es que los resultados que nosotros obtuvimos al desarrollar esta práctica no coincidían con los resultados deseados. Se concluye que el tiristor SCR tiene un funcionamiento con un voltaje mínimo de 2.4v para que pueda estar en modo encendido para luego pasar a modo de disparo. Valores obtenidos de la experimentación Ángulo de disparo(°) Resistencia R en la red RC(Ω) 10 15 30 45 60 80 980 1351 2500 3346 5312 20102 Corriente Media (A) 0.16 0.15 0.15 0.14 0.11 0.05 REFERENCIAS [1] Apuntes de Cuaderno [2] Docuementación MATlab Simulink Ángulo de disparo vs Resistencia R Resistencia R 25000 20000 15000 10000 5000 0 0 20 40 60 80 100 Ángulo disparo Ángulo de disparo vs Imedia 0.2 I edia 0.15 0.1 0.05 0 0 20 40 60 Ángulo disparo Experiencia 3- Laboratorio Electrónica de Potencia 80 100
