Aporte 1 Eddy Rey Tarea 3 [PDF]

Zitiervorschau

ELECTRÓNICA DE POTENCIA

Fase 3 - Diseñar la etapa de potencia y filtrado

Presentado a: JORGE ENRIQUE ARBOLEDA

Entregado por: EDDY ARLEIN REY PEREZ Código: 1018481480

Grupo: 203039_11

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA Bogotá D.C - Cundinamarca Mayo 2020

Desarrollo Actividad 1 Se debe presentar el circuito driver de la etapa de potencia y se debe explicar la función del mismo. El circuito de disparo o driver, se ha implementado utilizando dos circuitos integrados IR2101, cada uno alimenta dos Mosfet de una misma rama del puente, desde una referencia común. Los drivers se implementan en el circuito para amplificar la señal de conmutación que activa a los Mosfet, debido a que generalmente estos interruptores de potencia necesitan en su compuerta un voltaje mayor al suministrado por los comparadores operacionales.

Configuración de driver del puente inversor

Desarrollo Actividad 2 Se debe diseñar el circuito LC que filtrara la salida del puente inversor. ¿Por qué es necesario filtrar la salida? El propósito del filtro LC es obtener una onda senoidal pura eliminando las frecuencias de los armónicos, el condensador tiene la función de corregir el factor de potencia, procedente de elevadas corrientes de magnetización. La bobina en serie limita las corrientes de alta frecuencia sin atenuar la componente fundamental de 60 Hz, para este ejercicio. Filtro paso bajo Considerando la frecuencia de control de 60 Hz, se debe diseñar una frecuencia de corte para un filtro paso bajo entonces, podemos aproximar una frecuencia de corte de 78.64 Hz para eliminar armónicos y lograr una señal senoidal pura a la salida del puente inversor. f C =78.64 Hz Calcular el valor para el condensador f C=

1 2 π √ LC

Asignar el valor de 64 mH a la bobina 78.64 Hz= C=64 μF

1 2 π √ 64 mH ∙C

Filtro LC en simulador Proteus

Transformador Calcular la impedancia en el bobinado de la entrada del transformador V¿ 2 L p= Ls V out

( )

Asignar el valor de 10 mH de impedancia en el bobinado de salida del transformador 12 2 L p= 10 mH 120

( )

L p=100 μH

Configuración del transformador en simulador Proteus

Valor de resistencia de la carga Fw = Factor de potencia = 0.8 P = Potencia de salida de 100 W

Calcular corriente: I=

P V out F W

I=

100 120∙ 0.8

I =1.04 A Calcular resistencia: RC =

V out I

RC =

120 1.04

RC =115 Ω

Resistencia de carga implementada en el circuito

Simulación del circuito en Proteus

Filtrado y potencia en simulador Proteus

Configuración señal triangular en simulador Proteus

Formas de onda del esquema de SPWM unipolar

Rama A de puente H, pulso de activación

VgS 1 y VgS 4.

Rama B de puente H, pulso de activación

VgS 3 y VgS 2

Onda senoidal pura salida del puente H después del filtrado, amplitud

12 Vp.

La frecuencia de la señal senoidal generada por el puente inversor se evidencia en el osciloscopio

Se cuentan 8.33 cuadros aproximadamente y se multiplica por 2. El resultado es el periodo en milisegundos. Así:8.33∗2=16.66 ms Evidenciando en el osciloscopio el periodo T =16.66 ms, comprobamos que la frecuencia a la salida del puente inversor es la deseada de 60 Hz .

f=

1 T

f=

1 16.66 ms

f =60 Hz

Resistencia de carga implementada en el circuito

En el simulador se observan el voltaje a la salida del transformador y el valor de la corriente: Vout=110Vp I =8.77 A La Potencia del circuito se obtiene aplicando ley de Ohm: P=V out I P=110 ∙8.77 P=965W Desarrollo Actividad 3 Proponga un método de regulación de la tensión y corriente de salida frente a la distorsión armónica inyectada por la conexión de cargas no lineales.

Un método muy eficaz que existe para la regulación de tensión y corriente son los AVR (Regulador de voltaje Automático) el cual es el encargado de hacer controlar esas oscilaciones o disturbios en una red, por lo general lo usan los generadores eléctricos.

El convertidor se conecta en paralelo con la red, logra que la corriente de red sea sinusoidal, además tiene la capacidad de corregir factor de potencia anulando la componente reactiva que entrega la red, también puede balancear la carga de las fases en caso de alimentas un consumo desequilibrado. Existen muchas topologías posibles, se estudiará la configuración tipo puente inversor trifásico con conexión de neutro El funcionamiento es muy sencillo debido a que cada rama del RA se controla en forma independiente ya que existe un punto común con la red en el neutro. Se genera una señal de referencia senoidal para cada fase desplazadas 120º, logrando que la corriente de red siga esta referencia. La tensión de cada condensador debe ser mayor al voltaje máximo entre fase y neutro de la red. Para inyectar corriente a la red, se debe cerrar los transistores superiores, así el voltaje en el condensador formará un circuito con la

bobina correspondiente y existirá una corriente creciente hacia el sistema. Para reducir la inyección de corriente se debe cerrar el transistor inferior y la bobina recibe ahora un voltaje opuesto.