Ingeniería en electrónica
CONVERSOR DC/AC Electrónica de potencia II
Nombre: Ítalo Riquelme, Iban Valencia, David Torres, Franz Barra Carrera: Ingeniería en electrónica Asignatura: Asignatura: Electrónica de potencia potencia II Profesor: Enrique Contreras Fecha: 21-07-2033
Índice Contenido
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Introducción………………………………………………………3 Objetivos Generales……………………………………………..4 Antecedentes históricos…………………………………………4
Implementación…………………………………………………..6 Pruebas……………………………………………………………7 Cuestionario a desarrollar……………………………………….9
Conclusión………………………………………………………...10
Introducción Un inversor es un dispositivo electrónico que convierte un nivel de voltaje de corriente directa (DC) en un nivel de salida de voltaje de corriente alterna (AC); la AC puede ser convertida en cualquier voltaje y frecuencia con el uso de transformadores adecuados, conmutación y control de circuitos, con la magnitud y frecuencia deseada por el usuario o el diseñador. Los in ve rso res se ut il iz an en un a gran variedad de aplicaciones, desde pequeñas fuentes de alimentación para computadoras, fuentes de alimentación de 110V para vehículos; hasta aplicaciones industriales para controlar alta potencia. Los inversores también se utilizan para convertir la corriente continua generada por los paneles solares fotovoltaicos, acumuladores o baterías, etc., en corriente alterna y de esta manera poder ser inyectados en la red eléctrica o usados en instalaciones eléctricas. Una de esas innovaciones es el inversor de voltaje, dispositivo eléctrico electrónico, que según documentación histórica, y por derecho propio, fue patentado por Nikola Tesla, inventor, ingeniero eléctrico e ingeniero mecánico de origen serbio, promotor principal de la electricidad comercial, autor de revolucionarias invenciones en el electromagnetismo, el motor eléctrico AC y las bases de la potencia eléctrica. Hoy en día, los inversores de voltaje más modernos están diseñados con componentes de vanguardia, que ofrecen más potencia y que además tienen múltiples aplicaciones en energía eólica, solar, alimentación de electrodomésticos y vehículos. A continuación explicaremos todo lo relacionado con el inversor de voltaje, su funcionamiento, sus características, los componentes que lo conforman, y sus aplicaciones, principalmente en electrodomésticos y vehículos.
Objetivos generales Verificar en forma experimental, las características eléctricas y de funcionamiento de un circuito Conversor DC/AC o Inversores. Visualizar y Medir formas de onda en un circuito Inversor.
Antecedentes Teóricos: Una señal alterna es una señal cuya amplitud varía con valores positivos y negativos en función del tiempo como se muestra en la figura Nº1. FIGURA Nº1
Al analizar la señal alterna, se tiene que el área promedio o valor continuo (VCC) de esta, es cero, ya que su área positiva como negativa presenta igual valor. Por tanto el valor más importante para una señal alterna corresponde al valor eficaz o RMS de la señal. El cálculo del valor RMS también llamado valor efectivo o valor eficaz, tiene que ver con el área pero sin considerar el signo, Para ello: 1.- Se eleva la señal al cuadrado (para obtener solo valores positivos). 2.- Se calcula el área de esta nueva señal.
3.- se divide por el periodo T de la señal (para su repartición uniforme a lo largo del periodo). 4.- Se saca la raíz cuadrada del valor obtenido anteriormente. Matemáticamente el valor RMS será:
En términos de energía, se dice que el valor eficaz o RMS de una señal alterna, entrega la misma energía que la que presenta un valor continuo, para una señal continúa. En otras palabras, el valor eficaz de una señal alterna, es equivalente al valor continuo para una señal continua. Para convertir la tensión continua en alterna se utiliza el proceso INVERSO y el objetivo es tener área positiva igual al área negativa, esto es, que el valor continuo sea cero y estos circuitos los conocemos como I N V E R S O R E S .
Materiales a Utilizar: 01 Protoboard. 01 Fuentes de alimentación. 01 Osciloscopio. 01 Multitester digital. 01 CI: LM-555. 02 Transistor NPN (TIP-31) 02 Transistor PNP (TIP-32) 02 Diodos 1N4007. 01 CI = 74LS76 (Flip –Flop J –K) 06 R=1KΩ. 01 R=10KΩ. 01 Potenciómetro de 10 KΩ.
01 C = 1 µFx 25V. 01 Alicate cortante. 01 Alicate de punta. 02 Sondas de osciloscopio. 04 Chicotes Banana-Caimán. 01 Manual ECG.
Implementación 1-Armar y conexionar el circuito de la figura Nº1. DATOS: R1=R2=R3=R4=R5=R6=1KΩ. RL=10KΩ. D1=D2=1N4007. P1=10KΩ. C1=1 μf x 12v. Q1=Q2=P-
N-P. Q3=Q4=N-P-N. VCC= 5V.
1-2 Verificar con instrumento, que la alimentación llega a cada chip, y los transistores. 1-3 Ajustar el potenciómetro para un ciclo útil aproximado de un 70%. 1-4 Medir los parámetros eléctricos del pulso de salida del chip LM-555, además de dibujarlo.
Pruebas
Parámetros Eléctricos á = ; = , ;
= , ;
= ,
1-5 Medir con un osciloscopio las tensiones de las salidas del Flip – Flop J – K. Correspondiente a los terminales 14 y 15 del CI: 74LS76, además de los tiempos
Ton de Q y Q' respectivamente. 1-6 Nota: Al tiempo ton se Ajusta el potenciómetro, de manera tal que t1 = t2.
á = ; = , ;
= , ;
= ,
Cuestionario a desarrollar: 2-1.- ¿Cuál debería ser el valor continuo de una señal alterna? El valor continuo de una señal alterna corresponde al valor eficaz de la corriente alterna debido a que la energía del valor eficaz en alterna es igual a la energía del valor continuo en corriente continua, es decir, que para determinada corriente alterna, su valor eficaz será la corriente continua que produzca la misma disipación de potencia en una resistencia.
2-2.- ¿Por qué es deseable que el valor continuo sea cero para una señal alterna? Es deseable ya que, el área del semiciclo positivo debe ser igual al área del semiciclo negativo, en el cual su suma es cero.
2-3.- ¿De qué depende el valor RMS de una señal alterna? Depende de la magnitud de la forma de onda y también de una expresión matemática definida como raíz cuadrada de la media de los cuadrados de los valores instantáneos alcanzados en un determinado tiempo.
2-4.- ¿Cómo se puede calcular el voltaje efectivo (Voltaje eficaz o RMS) de una señal alterna tipo senoidal conociendo su valor máximo o valor Peack? Se puede calcular utilizando una expresión matemática que consiste en elevar el valor peack al cuadrado, luego se calcula el área de esta señal utilizando una integral definiéndola de 0 a 2 ϖ, después se divide por el periodo de la señal y finalmente se extrae la raíz cuadrada de esta.
2-5.- ¿En que función se debe utilizar el tester para medir una señal continua? Se debe utilizar en la función continua en su respectiva escala y en donde algunos instrumentos la simbolizan con una línea continua y otra discontinua para diferenciarla de la alterna.
2-6.- ¿En qué función se debe utilizar el tester para medir una señal alterna? Se debe utilizar en la función alterna en su respectiva escala y en donde algunos instrumentos la simbolizan con una onda o sinusoide de figura para diferenciarla de la continua.
2-7.- ¿Todos los tester miden el valor RMS de las señales alternas? Sí, todos miden el valor eficaz.
2-8.- ¿para qué tipo de señal alterna están calibrados los tester? Para el tipo de señal senoidal .
Conclusión - El inversor de voltaje es un dispositivo que resulta muy útil para alimentar diversos dispositivos electrónicos. - De la calidad del transformador depende que el inversor entregue el voltaje suficiente para alimentar un dispositivo dado - El inversor debe tener configurada la frecuencia de trabajo, de acuerdo al estándar de frecuencia y tensión, en este caso, de Colombia. - El inversor puede remplazar la red eléctrica en zonas geográficamente de difícil acceso.
