ELECTRONICA INDUSTRIAL Capítulo 3: Rectificadores. Marcelo A. Pérez

Transcripción

1 ELECTRONICA INDUSTRIAL Capítulo 3: Rectificadores Marcelo A. Pérez Segundo semestre 2016

2 Introducción Principio de funcionamiento Convertir una señal alterna en continua Pueden ser controlados o no controlados (capaz de regular corriente o tensión de salida) Pueden ser monofásicos o trifásicos Pueden ser de conmutación natural o conmutación forzada Pueden utilizarse configuraciones de multiples rectificadores para mejorar la calidad de las formas de onda 2

3 Rectificador monofásico de media onda resistiva 3

4 Rectificador monofásico de media onda resistiva 4

5 Rectificador monofásico de media onda resistiva Valor medio de voltaje en la carga Valor medio y armónicas en la corriente de entrada 5

6 Rectificador monofásico puente resistiva 6

7 Rectificador monofásico puente resistiva 7

8 Rectificador monofásico puente resistiva Valor No medio de voltaje en la carga hay armónicas en la corriente de entrada 8

9 Rectificador trifásico estrella resistiva 9

10 Rectificador trifásico estrella resistiva 10

11 Rectificador trifásico estrella resistiva 11

12 Rectificador trifásico estrella resistiva Valor medio de voltaje en la carga Valor medio y armónicas en la corriente de entrada 12

13 Rectificador trifásico puente resistiva 13

14 Rectificador trifásico puente resistiva 14

15 Rectificador trifásico puente resistiva 15

16 Rectificador trifásico puente resistiva 16

17 Rectificador trifásico puente resistiva 17

18 Rectificador trifásico puente resistiva 18

19 Rectificador trifásico puente resistiva Valor medio de voltaje en la carga Armónicas en la corriente de entrada 19

20 Rectificador trifásico puente resistiva Armónicas características de la corriente de entrada 20

21 Número de pulsos de un rectificador Se cuentan en el voltaje de salida durante un ciclo de la fundamental 21

22 Rectificador monofásico de media onda El resistiva-inductiva diodo sigue conduciendo hasta que la corriente es cero Area A= Area B Que pasa si L tiende a infinito? 22

23 Rectificador monofásico puente resistiva-inductiva 23

24 Rectificador monofásico puente resistiva-inductiva (L tiende a infinito) Factor de potencia 24

25 Rectificador trifásico estrella resistiva-inductiva (L tiende a infinito) - vs + is + vd id + vd - 25

26 Rectificador trifásico puente - vs + resistiva-inductiva (L tiende a infinito) + vd - id + is vd - Factor de potencia 26

27 Rectificador monofásico de media onda inductiva activa (carga de baterias) Considerar tensión DC 27

28 Operación con carga capacitiva El diodo conduce cuando la tensión del condensador está por debajo de la red El condensador se carga La tensión del condensador sube El diodo se corta cuando alcanza la tensión de la red El condensador se descarga por la carga 28

29 Rectificador monofásico puente resistiva capacitiva 29

30 Rectificador monofásico puente resistiva capacitiva 30

31 Rectificador trifásico puente - vs + resistiva capacitiva + vd is id + vd - 31

32 Rectificador trifásico puente - vs + resistiva capacitiva + vd is id + vd - 32

33 Rectificadores controlados Rectificador monofásico de media onda controlado resistiva El encendido del tiristor se retarda un angulo alfa hasta que se produzca el disparo. Forma de onda de la tensión en el tiristor? 33

34 Rectificadores controlados Rectificador monofásico de media onda controlado resistiva inductiva Similar al caso del diodo pero se retarda el encendido También se retarda el apagado Forma de onda de la tensión en el tiristor? 34

35 Rectificadores controlados Rectificador monofásico puente resistiva P ig1 T1 vs + T3 is T4 id vd Carga T2 N 35

36 Rectificadores controlados Rectificador monofásico puente resistiva inductiva (L tiende a infinito) P ig1 T1 vs + T3 is T4 id vd Carga T2 N 36

37 Rectificadores controlados Rectificador trifásico estrella resistiva inductiva (L tiende a infinito) 38

38 Rectificadores controlados Rectificador trifásico estrella resistiva inductiva (L tiende a infinito) 39

39 Rectificadores controlados Operación con tensión negativa Ángulo de disparo variable puede producir tensiones negativas vt1 v1 i1 T1 ig1 v2 i2 T2 ig2 v3 i3 T3 ig3 id Ld ++- vd 40

40 Rectificadores controlados Rectificador trifásico puente inductiva 41

41 Rectificadores controlados Rectificador trifásico puente inductiva 42

42 Rectificadores controlados Rectificador trifásico puente inductiva 43

43 Rectificadores controlados Rectificador trifásico puente inductiva 44

44 Rectificadores controlados Rectificador trifásico puente inductiva 45

45 Rectificadores controlados Rectificador trifásico puente inductiva 46

46 Interconexión de rectificadores Rectificador hexafásico estrella controlado Circuito de potencia y formas de onda v2 T1 i1 T2 i2 T3 v3 id v1 v4 v6 v5 T4 L T5 R vd T6 49

47 Interconexión de rectificadores Rectificadores en serie Para aumentar la tensión de salida Ejemplo con dos rectificadores trifásicos estrella: id vr1 L C.A v1 v2 v3 vd vd R R C.A L vr2 v4 v5 v6 Puede ser aplicado a otros rectificadores también 50

48 Interconexión de rectificadores Rectificadores en serie Se puede usar también para aumentar el número de pulsos Sin desfase en la entrada a los rectificadores: v1,v4 v3,v6 v2,v5 Con desfase de 180 grados: v1 v5 v6 v3 v2 v4 51

49 Interconexión de rectificadores Rectificadores puente de 12 pulsos Los devanados secundarios tienen un desfase de 30 grados 52

50 Interconexión de rectificadores Rectificadores puente de 12 pulsos Los dos rectificadores de 6 pulsos se desfasan y combinados generan 12 pulsos 53

51 Interconexión de rectificadores Rectificadores en paralelo Sirve para poder obtener más corriente Se debe usar reactor de interface para permitir la conexión en paralelo Absorbe caidas de tensión diferentes entre los dos rectificadores Rectificador 1 Rectificador 2 id1 id2 Id L vd1 i1 i2 v1 Reactor de interfase vd i3 v2 R v3 v ri 2 i4 i5 v4 i6 v5 vd2 v6 v ri 2 54

52 Interconexión de rectificadores Rectificadores en paralelo Formas de onda 55

53 Interconexión de rectificadores Rectificadores en anti-paralelo (convertidor dual) Sirve para cambiar la polaridad de la corriente en la carga id Rect I Rect II id II id I 0 Rect I 0 vd III vd IV Rect II Por ejemplo para hacer inversión de marcha en un motor DC 56

54 Interconexión de rectificadores Rectificadores en anti-paralelo (convertidor dual) Ejemplo de 3 pulsos y sus formas de onda L1 L2 L3 vd2 vd1 Rect 2 Rect 1 1' 1 2' 2 M.G 3' 3 57

55 Interconexión de rectificadores Rectificadores en anti-paralelo (convertidor dual) Otros ejemplos de convertidores duales LKR LKR IKR' IKR' IKR'' A LKR IKR'' B A LKR B LKR IKR Tr1 A IKR Tr2 B A B LD A B 58

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