Informe De Taller De Electronica Industrial

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Centro Técnico Hondureño Alemán Alumno: Miguel Abraham Padilla Carias Ficha: 1831 Curso: !"TP!#T Pro$esor: %ain &osales  Taller:  Taller: #lectr'nica #lectr'nica ndustrial Fecha: (()8)(*1+ Parcial: Parcial:  ntroducci'n ,e denomina electr'nica industrial a la rama de la ingenier-a eléctrica .ue consigue ada/tar 0 trans$ormar la electricidad con la 2nalidad de alimentar otros e.ui/os trans/ortar energ-a controlar el $uncionamiento de má.uinas eléctricas etc ,e re2ere a la a/licaci'n de dis/ositi4os electr'nicos /rinci/almente semiconductores al control 0 trans$ormaci'n de /otencia eléctrica #sto inclu0e tanto a/licaciones en sistemas de control como de suministro eléctrico a consumos industriales o incluso la intercone5i'n sistemas eléctricos de /otencia 6a electr'nica de /otencia o electr'nica industrial se /uede de2nir como la a/licaci'n de la electr'nica de estado s'lido /ara con4ersi'n de la energ-a eléctrica 6a electr'nica industrial se utili7a en controles de iluminaci'n sistemas de cale$acci'n $uentes de alimentaci'n etc 6os dis/ositi4os semiconductores de /otencia son:  9iodos de Potencia  Tiristores  Transistores de uni'n bi/olares de /otencia  Transistores de e$ecto de cam/o de /otencia  Transistores bi/olares de com/uerta aislada  Transistores de inducci'n estático b;eti4os • • • Conocer los dis/ositi4os utili7ados en la electr'nica industrial as- también su $uncionamiento A/render a medir los dis/ositi4os utili7ados en la electr'nica industrial A/render a crear circuitos con dis/ositi4os de la electr'nica industrial llamados /olos terminales o bornes? trans$ormando la energ-a mecánica en eléctrica #sta trans$ormaci'n se consigue /or la acci'n de un cam/o magnético sobre los conductores eléctricos dis/uestos sobre una armadura >denominada también estator? ,i se /roduce mecánicamente un mo4imiento relati4o entre los conductores 0 el cam/o se generará una $uer7a electromotri7>F#M? #ste sistema está basado en la le0 de Farada0 Aun.ue la corriente generada es corriente alterna /uede ser recti2cada /ara obtener una corriente continua #n el diagrama ad;unto se obser4a la corriente inducida en un generador sim/le de una sola $ase 6a ma0or-a de los generadores de corriente alterna son de tres $ases #l /roceso in4erso ser-a el reali7ado /or un motor eléctrico .ue trans$orma energ-a eléctrica en mecánica Motores #léctricos #l motor eléctrico es un dis/ositi4o .ue trans$orma la energ-a eléctrica en energ-a mecánica /or medio de la acci'n de los cam/os magnéticos generados en sus bobinas ,on má.uinas eléctricas rotatorias com/uestas /or un estator 0 un rotor Algunos de los motores eléctricos son re4ersibles 0a .ue /ueden trans$ormar energ-a mecánica en energ-a eléctrica $uncionando como generadores o dinamo 6os motores eléctricos de tracci'n usados en locomotoras o en autom'4iles h-bridos reali7an a menudo ambas tareas si se diseñan adecuadamente ,on utili7ados en in2nidad de sectores tales como instalaciones industriales comerciales 0 /articulares ,u uso está generali7ado en 4entiladores 4ibradores /ara telé$onos m'4iles bombas medios de trans/orte eléctricos electrodomésticos esmeriles angulares 0 otras herramientas eléctricas unidades de disco etc 6os motores eléctricos /ueden ser im/ulsados /or $uentes de corriente continua >CC? 0 /or $uentes de corriente alterna >AC? 6a corriente directa o corriente continua /ro4iene de las bater-as los /aneles solares d-namos $uentes de alimentaci'n instaladas en el interior de los a/aratos .ue o/eran con estos motores 0 con recti2cadores 6a corriente alterna /uede tomarse /ara su uso en motores eléctricos bien sea directamente de la red eléctrica alternadores de las /lantas eléctricas de emergencia 0 otras $uentes de corriente alterna bi$ásica o tri$ásica como los in4ersores de /otencia Cone5iones Tri$ásicas #n ingenier-a eléctrica un sistema tri$ásico es un sistema de /roducci'n distribuci'n 0 consumo de energ-a eléctrica $ormado /or tres corrientes alternas mono$ásicas de igual $recuencia 0 am/litud >0 /or consiguiente 4alor e2ca7? .ue /resentan una cierta di$erencia de $ase entre ellas en torno a 1(*@ 0 están dadas en un orden determinado Cada una de las corrientes mono$ásicas .ue $orman el sistema se designa con el nombre de $ase #l sistema tri$ásico /resenta una serie de 4enta;as como son la econom-a de sus l-neas de trans/orte de energ-a >hilos más 2nos .ue en una l-nea mono$ásica e.ui4alente? 0 de los trans$ormadores utili7ados as- como su ele4ado rendimiento de los rece/tores es/ecialmente motores a los .ue la l-nea tri$ásica alimenta con /otencia constante 0 no /ulsada como en el caso de la l-nea mono$ásica 6os generadores utili7ados en centrales eléctricas son tri$ásicos dado .ue la cone5i'n a la red eléctrica debe ser tri$ásica >sal4o /ara centrales de /oca /otencia? 6a tri$ásica se usa mucho en industrias donde las má.uinas $uncionan con motores /ara esta tensi'n #5isten dos ti/os de cone5i'n en triángulo 0 en estrella #n estrella el neutro es el /unto de uni'n de las $ases Cone5i'n en estrella >del generador o de la carga? #n un generador en con2guraci'n estrella las intensidades de $ase coinciden con las corres/ondientes de l-nea /or lo .ue se cum/le >en caso de e.uilibrio?  F B 6 6as tensiones de $ase 0 de l-nea en con2guraci'n estrella >en caso de e.uilibrio? se relacionan /or 3= F B =6 relaci'n obtenida al a/licar la segunda le0 de DirchhoE a los $asores =an =bn 0 =ab de modo .ue resulta >trans$ormando los $asores en 4ectores >50? /ara $acilitar el cálculo?: = an ! =bn B =ab B 3=an >1>3*G?? siendo =an B =F 0 =ab B =6 #sta relaci'n es 4isuali7adle dibu;ando el diagrama de estos $asores de tensi'n Cone5i'n en triángulo >del generador o de la carga? ,i se conectan entre s- las $ases del generador o de la carga conectando el /rinci/io de cada $ase con el 2nal de la siguiente se obtiene la con2guraci'n triángulo #n con2guraci'n triángulo la intensidad de $ase 0 la intensidad de l-nea se relacionan /or 3F B 6 relaci'n obtenida al a/licar la /rimera le0 de DirchhoE a los $asores de intensidad de cual.uiera de los tres nudos de modo .ue resulta  ba ! ac B a B 3ba >1>! 3*G?? siendo a B 6 #sta relaci'n es 4isuali7adle dibu;ando el diagrama de estos $asores de intensidad 6as tensiones de $ase 0 de l-nea en con2guraci'n triángulo coinciden = F B =6 lo .ue es e4idente /or.ue cada rama de $ase conecta dos l-neas entre s- Potencia reacti4a o es una /otencia >energ-a? realmente consumida en la instalaci'n 0a .ue no /roduce traba;o Itil debido a .ue su 4alor medio es nulo A/arece en una instalaci'n eléctrica en la .ue e5isten bobinas o condensadores 0 es necesaria /ara crear cam/os magnéticos 0 eléctricos en dichos com/onentes ,e re/resenta /or J 0 se mide en 4oltam/erios reacti4os >KAr? 6a com/añ-a eléctrica mide la energ-a reacti4a con el contador >LKArh? 0 si se su/eran ciertos 4alores inclu0e un término de /enali7aci'n /or reacti4a en la $actura eléctrica Potencia a/arente #s la suma 4ectorial de las /otencias acti4a 0 reacti4a segIn se muestra en la siguiente 2gura ,e re/resenta /or , 0 se mide en 4olitam/erios >KA? Para una tensi'n dada la /otencia a/arente es /ro/orcional a la intensidad .ue circula /or la instalaci'n eléctrica 9ado .ue la /otencia acti4a >P? es la .ue de2ne el traba;o Itil en la instalaci'n >necesidades del edi2cio o /lanta industrial? /odemos considerarla 2;a Por tanto a ma0or /otencia reacti4a >J? ma0or /otencia a/arente >,? 0 /or tanto ma0or circulaci'n de intensidad /or la instalaci'n eléctrica Potencia Acti4a &e/resenta la ca/acidad de una instalaci'n eléctrica /ara trans$ormar la energ-a eléctrica en traba;o Itil: mecánica >mo4imiento o $uer7a? lum-nica térmica .u-mica etc #sta /otencia es realmente la consumida en una instalaci'n eléctrica ,e re/resenta /or P 0 se mide en 4atios >? 6a suma de esta /otencia acti4a a lo largo del tiem/o es la energ-a acti4a >Lh? .ue es lo .ue $actura la com/añ-a eléctrica >término de energ-a? 9iodo =n diodo es un com/onente electr'nico de dos terminales .ue /ermite la circulaci'n de la corriente eléctrica a tra4és de él en un solo sentido #ste término generalmente se usa /ara re$erirse al diodo semiconductor el más comIn en la actualidad consta de una /ie7a de cristal semiconductor conectada a dos terminales eléctricos #l diodo de vacío >.ue actualmente 0a no se usa e5ce/to /ara tecnolog-as de alta /otencia? es un tubo de 4ac-o con dos electrodos: una lámina como ánodo 0 un cátodo 9e $orma sim/li2cada la cur4a caracter-stica de un diodo >!K? consta de dos regiones: /or deba;o de cierta di$erencia de /otencial se com/orta como un circuito abierto >no conduce? 0 /or encima de ella como un circuito cerrado con una resistencia eléctrica mu0 /e.ueña 9ebido a este com/ortamiento se les suele denominar rectifcadores  0a .ue son dis/ositi4os ca/aces de su/rimir la /arte negati4a de cual.uier señal como /aso inicial /ara con4ertir una corriente alterna en corriente continua ,u /rinci/io de $uncionamiento está basado en los e5/erimentos de 6ee 9e Forest 6os /rimeros diodos eran 4ál4ulas o tubos de 4ac-o también llamados 4ál4ulas termoi'nicas constituidos /or dos electrodos rodeados de 4ac-o en un tubo de cristal con un as/ecto similar al de las lám/aras incandescentes #l in4ento $ue desarrollado en 1N*O /or ohn Ambrose Fleming em/leado de la em/resa Marconi basándose en obser4aciones reali7adas /or Thomas Al4a #dison Puente recti2cador #l /uente recti2cador es un circuito electr'nico usado en la con4ersi'n de corriente alterna en corriente continua También es conocido como circuito o /uente de 18Q+!1NO1? .ue /o/ulari7' este circuito in4entado /or el cient-2co de origen /olaco Darol Francis7eL PollaL >1Q o4 18QN ! 1R 9ic1N(8? Consiste en cuatro diodos recti2cadores .ue con4ierten una señal con /artes /ositi4as 0 negati4as en una señal Inicamente /ositi4a =n sim/le diodo /ermitir-a .uedarse con la /arte /ositi4a /ero el /uente /ermite a/ro4echar también la /arte negati4a #l /uente ;unto con un condensador >también conocido como ca/acitor? /ermite con4ertir la corriente alterna en continua >1? #l /a/el de los cuatro diodos recti2cadores es hacer .ue la electricidad 4a0a en un solo sentido mientras .ue el ca/acitor actIa como 2ltro del residuo de la corriente alternada de entrada conocido como ri7ado o ripple  >del inglés? =sualmente se suele añadir una eta/a estabili7adora o reguladora de tensi'n discreta o integrada  Transistores #l transistor es un dis/ositi4o electr'nico semiconductor utili7ado /ara entregar una señal de salida en res/uesta a una señal de entrada Cum/le $unciones de am/li2cador oscilador conmutador o recti2cador #l término Stransistor es la contracci'n en inglés de transer resistor  >Sresistor de trans$erencia? Actualmente se encuentra /rácticamente en todos los a/aratos electr'nicos de uso diario tales como radios tele4isores re/roductores de audio 0 4ideo relo;es de cuar7o com/utadoras lám/aras Uuorescentes tom'gra$os telé$onos celulares aun.ue casi siem/re dentro de los llamados circuitos integrados &egiones /erati4as del Transistor Región de corte: =n transistor esta en corte cuando la corriente de colector B la corriente de emisor B * >c B e B *? #n este caso el 4olta;e entre el colector 0 el emisor del transistor es el 4olta;e de alimentaci'n del circuito Como no ha0 corriente circulando no ha0 ca-da de 4olta;e 4er 6e0 de hm #ste caso normalmente se /resenta cuando la corriente de base B * >b B *? Región de saturación: =n transistor está saturado cuando la corriente de colector B la corriente de emisor B la corriente má5ima >c B e B  má5ima? #n este caso la magnitud de la corriente de/ende del 4olta;e de alimentaci'n del circuito 0 de los resistores conectados en el colector o el emisor o en ambos 4er 6 a le0 de hm #ste caso normalmente se /resenta cuando la corriente de base es lo su2cientemente grande como inducir una corriente de colector V 4eces más grande >recordar .ue c B V 5 b? Región activa: Cuando un transistor no está ni en su regi'n de saturaci'n ni en la regi'n de corte entonces está en una regi'n intermedia la regi'n acti4a #n esta regi'n la corriente de colector >c? de/ende /rinci/almente de la corriente de base >b? de V >ganancia de corriente de un am/li2cador es un dato del $abricante? 0 de las resistencias .ue ha0an conectadas en el colector 0 emisor? #sta regi'n es la más im/ortante si lo .ue se desea es utili7ar el transistor como un am/li2cador 9iodos de Cuatro ca/as 6os diodos de cuatro ca/as o como comInmente se les conoce  Tiristores son una $amilia de dis/ositi4os .ue se constru0e con cuatro ca/as semiconductoras >/n/n? #stos dis/ositi4os actIan como circuitos abiertos ca/aces de so/ortar cierto 4olta;e nominal hasta .ue son dis/arados Cuando son dis/arados se encienden 0 se con4ierten en tra0ectorias de ba;a resistencia /ara la corriente 0 /ermanecen as- incluso des/ués de .ue desa/arece el dis/aro 6a /alabra tiristor 4iene del griego 0 signi2ca W/uertaX /uesto .ue se com/orta como una /uerta .ue se abre 0 /ermite el /aso de corriente a tra4és de ella =n tiristor es un dis/ositi4o semiconductor .ue utili7a realimentaci'n interna /ara /roducir un nue4o ti/o de conmutaci'n  #l dis/ositi4o consta de un ánodo 0 un cátodo donde las uniones son de ti/o PP entre los mismos Por tanto se /uede modelar como ( transistores t-/icos PP 0 P /or eso se dice también .ue el tiristor $unciona con tensi'n realimentada 9iodo %ener #l diodo %ener es un diodo de silicio $uertemente do/ado1 .ue se ha construido /ara .ue $uncione en las 7onas de ru/turas recibe ese nombre /or su in4entor el 9r Clarence Mel4in %ener #l diodo %ener es la /arte esencial de los reguladores de tensi'n casi constantes con inde/endencia de .ue se /resenten grandes 4ariaciones de la tensi'n de red de la resistencia de carga 0 tem/eratura ,on mal llamados a 4eces diodos de a4alancha /ues /resentan com/ortamientos similares a estos /ero los mecanismos in4olucrados son di$erentes Además si el 4olta;e de la $uente es in$erior a la del diodo éste no /uede hacer su regulaci'n caracter-stica ,i a un diodo %ener se le a/lica una tensi'n eléctrica /ositi4a del ánodo res/ecto a negati4a en el cátodo >/olari7aci'n directa? toma las caracter-sticas de un diodo recti2cador básico >la ma0or-a de casos? /ero si se le suministra tensi'n eléctrica /ositi4a de cátodo a negati4a en el ánodo >/olari7aci'n in4ersa? el diodo mantendrá una tensi'n constante o actIa como recti2cador sino como un estabili7ador de tensi'n &ecti2cador controlado de silicio #l recti2cador controlado de silicio >en inglés ,C&: ,ilic'n Controle &ecti2er? es un ti/o de tiristor $ormado /or cuatro ca/as de material semiconductor con estructura PP o bien PP #l nombre /ro4iene de la uni'n de Tiratr'n >t0ratron? 0 Transistor =n ,C& /osee tres cone5iones: ánodo cátodo 0 gate >/uerta? 6a /uerta es la encargada de controlar el /aso de corriente entre el ánodo 0 el cátodo Funciona básicamente como un diodo recti2cador controlado /ermitiendo circular la corriente en un solo sentido Mientras no se a/li.ue ninguna tensi'n en la /uerta del ,C& no se inicia la conducci'n 0 en el instante en .ue se a/li.ue dicha tensi'n el tiristor comien7a a conducir Traba;ando en corriente alterna el ,C& se e5cita en cada alternancia o semiciclo Traba;ando en corriente continua se necesita un circuito de blo.ueo $or7ado o bien interrum/ir el circuito 9iac #l 9AC >Diodo Internacional de Activación Constante ? es un dis/ositi4o semiconductor doble de dos cone5iones #s un diodo bidireccional auto dis/arable .ue conduce la corriente s'lo tras haberse su/erado su tensi'n de dis/aro alternati4a 0 mientras la corriente circulante no sea in$erior al 4alor tri/le de 4olts caracter-stico /ara ese dis/ositi4o #l com/ortamiento es 4ariable /ara ambas direcciones de la corriente 6a ma0or-a de los 9AC tienen una tensi'n de dis/aro doble 4ariable de alrededor de 3* K #n este sentido su com/ortamiento es similar a una lám/ara de ne'n 6os 9AC son una denominaci'n de tiristor 0 se usan normalmente /ara autocom/letar el ritmo 4ariado del dis/aro de un triac otra clase de tiristor #s un dis/ositi4o semiconductor de dos terminales amenos ánodo 1 0 ánodo ( ActIa como una lla4e semicircular interru/tora bidireccional la cual se acti4a cuando el 4olta;e entre sus terminales 4ariables alcan7a el 4olta;e de .uema o accionado dicho 4olta;e /uede estar entre (* 0 3+ 4olts segIn la /otencia del /roceso de $abricaci'n  Triac =n T&AC o Triodo /ara Corriente Alterna es un dis/ositi4o semiconductor de la $amilia de los tiristores 6a di$erencia con un tiristor con4encional es .ue éste es unidireccional 0 el T&AC es bidireccional 9e $orma colo.uial /odr-a decirse .ue el T&AC es un interru/tor ca/a7 de conmutar la corriente alterna ,u estructura interna se aseme;a en cierto modo a la dis/osici'n .ue $ormar-an dos ,C& en direcciones o/uestas Posee tres electrodos: A1 A( >en este caso /ierden la denominaci'n de ánodo 0 cátodo? 0 /uerta >gate? #l dis/aro del T&AC se reali7a a/licando una corriente al electrodo de gate)/uerta  Transistor <"T #l transistor bi/olar de /uerta aislada >conocido /or la sigla <"T del inglés Insulated Gate Bipolar Transistor ? es un dis/ositi4o semiconductor .ue generalmente se a/lica como interru/tor controlado en circuitos de electr'nica de /otencia #ste dis/ositi4o /osee las caracter-sticas de las señales de /uerta de los transistores de e$ecto cam/o con la ca/acidad de alta corriente 0 ba;o 4olta;e de saturaci'n del transistor bi/olar combinando una /uerta aislada F#T /ara la entrada de control 0 un transistor bi/olar como interru/tor en un solo dis/ositi4o #l circuito de e5citaci'n del <"T es como el del M,F#T mientras .ue las caracter-sticas de conducci'n son como las del "T 6os transistores <"T han /ermitido desarrollos .ue no hab-an sido 4iables hasta entonces en /articular en los Kariadores de $recuencia ascomo en las a/licaciones en má.uinas eléctricas con4ertidores de /otencia dom'tica 0 ,istemas de Alimentaci'n ninterrum/ida  entre otras a/licaciones M,F#T #l transistor de e$ecto de cam/o metal!'5ido! semiconductor o M,F#T >en inglés Metal!o5ide!semiconductor Field! eEect transistor? es un transistor utili7ado /ara am/li2car o conmutar señales electr'nicas #s el transistor más utili7ado en la industria microelectr'nica 0a sea en circuitos anal'gicos o digitales aun.ue el transistor de uni'n bi/olar $ue mucho más /o/ular en otro tiem/o Prácticamente la totalidad de los micro/rocesadores comerciales están basados en transistores M,F#T #l M,F#T es un dis/ositi4o de cuatro terminales llamados $uente >, ,ource? drenador >9 9rain? /uerta >< " "od0? ,in embargo el sustrato generalmente está conectado internamente al terminal de $uente 0 /or este moti4o se /ueden encontrar dis/ositi4os M,F#T de tres terminales #l término YmetalY en el nombre M,F#T es actualmente incorrecto 0a .ue el aluminio .ue $ue el material de la /uerta hasta mediados de 1NR* $ue sustituido /or el silicio /oli cristalino debido a su ca/acidad de $ormar /uertas auto!alineadas 6as /uertas metálicas están 4ol4iendo a ganar /o/ularidad dada la di2cultad de incrementar la 4elocidad de o/eraci'n de los transistores sin utili7ar com/onentes metálicos en la /uerta 9e manera similar el Y'5idoY utili7ado como aislante en la /uerta también se ha reem/la7ado /or otros materiales con el /ro/'sito de obtener canales $uertes con la a/licaci'n de tensiones más /e.ueñas Cone5i'n tri$ásica en estrella Cone5i'n tri$ásica 9elta Conclusiones • • • #l <"T es un dis/ositi4o electr'nico .ue generalmente se a/lica a circuitos de /otencia #ste es un dis/ositi4o /ara la conmutaci'n en sistemas de alta tensi'n ,e usan en los Kariadores de $recuencia as- como en las a/licaciones en má.uinas eléctricas 0 con4ertidores de /otencia .ue nos acom/añan cada d-a 0 /or todas /artes sin .ue seamos /articularmente conscientes de eso: Autom'4il Tren Metro AutobIs A4i'n "arco Ascensor #lect rodoméstico Tele4isi'n 6os transistores son unos elementos .ue han $acilitado en gran medida el diseño de los circuitos electr'nicos ,e /uede comentar .ue con el in4ento de estos dis/ositi4os han dado un giro enorme a nuestras 4idas 0a .ue en casi todos los a/aratos electr'nicos se encuentran /resentes 6os diodos son de gran 4ersatilidad se /ueden im/licar en muchos as/ectos con el /ro/'sito de resol4er algIn /roblema