APAGADO FORZADO DE TIRISTORES CONMUTACIÓN COMPLEMENTARIA
LUIS LEONARDO RIVERA ABAÚNZA SEBASTIÁN EDUARDO CASTELLANOS RESÚMEN
En algunos circuitos de tiristor, el voltaje de entrada es de CD, para desactivar al tiristor, la corriente en sentido directo del tiristor se obliga a pasar por cero utilizando un circuito adicional conocido como circuito de conmutación. Esta técnica se conoce como conmutación forzada y por lo común se aplica en los convertidores de CD/CD (pulsadores) y en convertidores de CD/CA (inversores). La conmutación forzada de un tiristor se puede lograr de siete maneras diferentes, que pueden clasificarse como: • • • • • • • Auto conmutación Conmutación por impulso Conmutación por pulso resonante Conmutación complementaria Conmutación por pulso externo Conmutación del lado de la carga Conmutación del lado de la línea Esta clasificación de las conmutaciones forzadas se basa en la disposición de los componentes del circuito de conmutación y en la forma en que la corriente de un tiristor se fuerza a cero. El circuito de conmutación está formado por lo general de un capacitar, un inductor y uno o más tiristores y/o diodos.
ABSTRACT
In some thyristor circuits, in-voltage is dc to turn-off the thyristor the current on direct way to the thyristor is pushed to pass through zero using an additional circuit known as switching (toggle) circuit. This technics is known as forced switching (toggle) and is commonly applied to dc/dc and dc/ca converters. The forced switching of a thyristor its can be reached by seven differents ways, such as: • • • • • • • Autoswitching. Switching by pushing. Resonant pulse switch. Complementary switching. External pulse switching. Load-side switching. Line-side switching. This switching clasifications is based on the components placing of the switching circuit and, besides, in the way that current is forced to zero on a thyristor. The switching circuit is composed for a capacitor, an inductor and one or more thyristor or diodes generally. Keywords: SCR, tiristor, circuito complementario.
FIGURA 1. Circuito de conmutación
CONMUTACIÓN COMPLEMENTARIA Y APAGADO FORZADO DE TIRISTORES La conmutación complementaria se utiliza para transferir corriente entre dos cargas; una disposición como ésta aparece en la figura1. El disparo de un tiristor conmuta a otro.
Cuando se dispara el tiristor T1, la carga con R1 se conecta al voltaje de alimentación, Vs, y al mismo tiempo se carga el capacítor C hasta Vs, a través de la otra carga con R2. La polaridad del capacitor C es como la que aparece en la figura 1. Cuando se conecta el tiristor T2, el capacitor queda colocado a través del tiristor T1 y la carga con R2 se conecta al voltaje de alimentación, Vs. T1 adquiere polarización inversa y se desactiva mediante la conmutación por impulso. Una vez desactivado el tiristor T1, el voltaje del capacitar se invierte a -Vs a través de R1, T2 y la alimentación. Si el tiristor T1 se vuelve a disparar, el tiristor T2 se desactiva y el ciclo se repite. Por lo general, los dos tiristores conducen con iguales intervalos de tiempo. Las formas de onda de los voltajes y las corrientes aparecen en la figura 2 para R1=R2=R. Ya que cada tiristor se desconecta debido a la conmutación por impulso, este tipo de conmutación a veces se conoce como conmutación complementaria por impulso. FIGURA 2. Formas de onda. En la presente práctica nos pusimos como objetivos los siguientes puntos: –
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– Verificar de manera experimental en el laboratorio la aplicación del apagado forzado para la conmutación de tiristores en circuitos de corriente directa. Diseñar e implementar el sistema de gobierno de tiristores adecuado para realizar el control manual o adecuar control automático sobre el rectificador monofásico semicontrolado. Fortalecer la habilidad en el diseño e implementación de circuitos de control lógico para electrónica de potencia y drivers de disparo. Para realizar la práctica y cumplir con los objetivos propuestos se llevaron a cabo los siguientes pasos: –
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– Implementación del circuito de conmutación complementaria de tiristores (apagado forzado), usando como resistencia bombillos de 220V/200W. La fuente de tensión de corriente directa Vin se obtuvo a partir de la rectificación directa de la tensión de red de 120V/60Hz con filtro capacitivo. El capacitor de conmutación C, se determinó para una condición de uso de potencia, no polar.
Además se tuvieron en cuenta las siguientes condiciones de funcionamiento: –
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– Las cargas (bombillos) debían alternar con frecuencia variable entre un segundo y diez segundos. La variabilidad se debía obtener mediante el uso de un potenciómetro en el circuito de control. La lógica de control debía usar circuitos integrados CD4027 y CD4047, para la potencia. El circuito debía generar su propia fuente de alimentación para la lógica de control usando para ello un diodo
tener de potencia adecuada para la aplicación.
MATERIALES Para lle
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