TEMA No 1 RECTIFICADORES TRIFASICOS NO CONTROLADOS CON CARGA RESISTIVA

Transcripción

1 ELECTRONCA DE POTENCA TEMA No 1 RECTFCADORES TRFASCOS NO CONTROLADOS CON CARGA RESSTA ntroducción.- La rectificación trifásica surge de la necesidad de alimentar con cc una carga cuyo consumo es elevado. Con los rectificadores monofásicos se obtienen factores de rizado relativamente bajos con la adicción de condensadores de filtro. Cuando esa carga consume valores de potencia más elevados, el sistema monofásico con filtros a condensador presenta el inconveniente de precisar valores de capacidad de varias decenas de miles de microfaradios. Este inconveniente queda solventado utilizando un sistema de alimentación trifásico que, como veremos, no necesita filtros a condensador, ya que su propia característica aplicada a un sistema rectificador lleva consigo la disminución del factor de rizado, pudiendo además, manejar potenciales más elevados en la carga. Al igual que sucede en la rectificación monofásica, podemos realizar controles de media onda, y onda completa que utilicen SCR ' s partiendo de un sistema trifásico, con idénticas ventajas que aquellos pero en aplicaciones de alta potencia Rectificador trifásico de media onda El circuito de la Figura 1.1 muestra un sistema rectificador que está alimentado por un transformador triángulo - estrella. En los extremos de cada bobinado secundario se conectan tres diodos que pueden ir unidos por sus ánodos o sus cátodos (rectificación en semiciclos positivos o semiciclos negativos). R 1 D 1 S 2 D 2 T 3 D 3 Figura 1.1. Circuito rectificador trifásico de media onda. ng. Odón Orlando Condori Capuma Página 1

2 ELECTRONCA DE POTENCA Los diodos están conectados a través de la carga a la línea de neutro del secundario del transformador, de manera que cada uno de los tres tiene aplicada en sus extremos la tensión entre fase y neutro a través de la carga. Dado que las corrientes y tensiones presentes en el circuito están desfasadas 120º, cada diodo conducirá 120º desde el instante en que la tensión aplicada a su ánodo sea más positiva respecto al cátodo que la de los restantes diodos. El diodo D1 conducirá desde 30º a 150º, el diodo D2 conducirá desde 150º a 270º y el diodo D3 desde 250º a 30º, tal y como queda representado en la gráfica de la Figura t Ro Figura 1.2. Gráfica de tensiones en el rectificador trifásico de media onda. Las ecuaciones y parámetros más notables del circuito se relacionan a continuación: Tensión media o valor de cc: ng. Odón Orlando Condori Capuma Página 2

3 ELECTRONCA DE POTENCA 0 = 0,827 M Siendo M = alor máximo de la tensión alor eficaz de la tensión: e = 0,840 M Tensión inversa de pico: 3 P M Factor de rizado: r F 2 r(%) 18% 1 0,18 Siendo F el factor de forma F ef m Nota: Si bien a este nivel de profundización no sería necesario, incluirnos la fórmula de tensión inversa para completar la información referente al rectificador trifásico de media onda Rectificador trifásico de onda completa. El funcionamiento del rectificador trifásico de onda completa (véase Fig. 1.3) está basado en la conducción alternativa de cada diodo con el ánodo a potencial más positivo y los otros dos de las ramas contrarias. Es decir, un diodo que mantenga su ánodo positivo conducirá primero 60º con el diodo de la fase siguiente (cuyo cátodo sea negativo) y otros 60º con el diodo que queda de la otra fase según la secuencia R, S, T. D 1 D 2 D 3 R 1 S 2 ng. Odón Orlando Condori Capuma Página 3

4 ELECTRONCA DE POTENCA Figura 1.3. Circuito rectificador trifásico de onda completa. 1 D 1 R L D º<t<90º( 1 2 ) 1 D 1 R L D º<t<150º( 1 3 ) 2 D 2 R L D º<t<210º( 2 3 ) 2 D 2 R L D º<t<270º( 2 1 ) 3 D 3 R L D º<t<330º( 3 1 ) 3 D 3 R L D º<t<390º( 3 2 ) ng. Odón Orlando Condori Capuma Página 4

5 ELECTRONCA DE POTENCA Figura 3.3 b Principio de funcionamiento del rectificador trifásico de onda completa La corriente que circula a través de la carga en cada instante, es debida a la diferencia de potencial que se origina con la conducción del diodo que tenga aplicado el potencial más positivo de su ánodo respecto al cátodo (D 1 o D 2 o D 3 ) y el diodo que tenga su cátodo más negativo que el ánodo (D 4 o D 5 o D 6 ) y viceversa. En resumen, cada diodo (D 1 o D 2 o D 3 ) conduce 120º compartidos con otros dos, 60º con uno y 60º con otro del nudo común a D 4 o D 5 o D 6 (véase gráfica de la Fig. 1.4). Ésta situación forma natural en los puntos señalados en la gráfica, estando desplazados 60º los del nudo de los ánodos con los del nudo D 1 D 2 D 3 D 1 D 2 D 3 t D 5 D 6 D 4 D 5 D 6 D 4 RL D 1 D 1 D 2 D 2 D 3 D 3 D 5 D 6 D 6 D 4 D 4 D 5 ng. Odón Orlando Condori Capuma Página 5

6 ELECTRONCA DE POTENCA Las ecuaciones y parámetros más importantes en el rectificador de onda completa se relacionan a continuación: En resumen, cada diodo (D 1 o D 2 o D 3 ) conduce 120º compartidos con otros dos, 60º con uno y 60º con otro del nudo común a D 4 o D 5 o D 6 (véase gráfica de la Fig. 1.4). Ésta situación forma natural en los puntos señalados en la gráfica, estando desplazados 60º los del nudo de los ánodos con los del nudo de los cátodos. Las ecuaciones y parámetros más importantes en el rectificador de onda completa se relacionan a continuación: Tensión media o valor medio de cc: 0 = 0,955 M Tensión eficaz: ef 0,956 M Tensión inversa: 3 P M Factor de rizado: r 4,5% Nota. Como en el caso anterior, incluimos la fórmula de tensión inversa para completar la información referente, en este caso, al rectificador trifásico de onda completa. ng. Odón Orlando Condori Capuma Página 6