TEMA 4: Transformadores para Rectificadores

Transcripción

1 EMA : raforaore ara Rectfcaore EMA : raforaore ara Rectfcaore Íce EMA : raforaore ara Rectfcaore..... Revó e lo coceto e crcuto agétco..... raforaore: Coceto revo..... Cálculo el Área roucto ara raforaore: Relacoe báca e u traforaor oofáco y trfáco Cálculo el factor e oteca e raro ara lo tto to e rectfcaore Revó e lo coceto e crcuto agétco. A la hora e aborar el fucoaeto e otvo agétco e u tea e oteca, e coveete coocer la aera e lfcar cha etructura agétca e u crcuto eléctrco equvalete que o lfque u etuo, e cluo e efr la agtu y localzacó e lo eleeto aráto el crcuto agétco que ta a euo cocoa el fucoaeto real e cho coverore. eao a cotuacó coo e caracterza la cooete y crcuto agétco. Caracterzacó e cooete: ELÉCRCO MAGÉCO R Fuerza electrootrz (f.e..) R Reteca Correte Eléctrca R Φ Fuerza agetootrz (f...) R Reluctaca Φ Flujo agétco Mea e la oocó el crcuto eléctrco al ao e la correte eléctrca Mea e la oocó el crcuto agétco a la crculacó el flujo agétco Leye caracterítca: Revó e lo rco Electroagétco: E 80 Oerte ecubró que la correte eléctrca crculao e u couctor rouce u cao agétco....(.e.) Uvertat e alèca Curo 06/07

2 trouó a la Electróca e oteca E 8 Faraay ecubró que colocao u couctor eléctrco e fora e crcuto etro e ua regó e la que hay u cao agétco, el flujo agétco vara e el teo, e uce ua correte crculao e el crcuto (etra el flujo etá varao). Eto feóeo etablece la relacó etre la electrca y el ageto. ELÉCRCO MAGÉCO efecto J σ E B μ H 0 0 caua E tea e Cao Eléctrco σ 0 Couctva el vacío J Dea e correte H tea e Cao Magétco μ 0 ereabla el vacío B Dea e Flujo Magétco Ley e Aere : Eta ley etablece que la tegral a lo largo e ua líea cerraa e la tea e Cao Magétco (H) e gual a la correte total ecerraa or cho cotoro. H l ara la ayoría e lo crcuto ráctco, la ecuacó ateror e uee ecrbr coo: k H k l k Cao agétco l cao artcular: uctor co etreherro: g H l Hg lg Etreherro Hg úcleo H Ley e Faraay : Eta ley etablece que la fuerza electrootrz (ef) uca e u crcuto eléctrco e gual a eo la razó e varacó teoral el flujo e el crcuto. φ ( φ) λ v Φ t t t λ flujo e elace (flux lkage) La olara e la f.e.. uca a u crcuto or el flujo e elace cabate ere e tal que teta ooere al cabo el flujo que lo caua, tal coo etablece la ley e Lez. Ley e Gau: Eta ley etablece que el flujo e B haca el exteror e ua uerfce cerraa e cero. Lo cual lca que e cualquer tereó e vera raa agétca e cule: Φ B B 0 or tato la líea e cao agétco o cotua, fora trayectora cerraa fuete uero....(.e.) Uvertat e alèca Curo 06/07 urface

3 EMA : raforaore ara Rectfcaore Uae Magétca y u relacoe: Relacoe el cao agétco: B μ 0 ( H M) M χ H oe χ e la ucetbla agétca M e la agetzacó el ateral. oe μ e la ereabla el eo. B μ0 H M μ0 H χ H μ0h χ μ H ( ) ( ) ( ) μ μr χ μ 0 ereabla relatva. otecal Magétco, ervao e la Ley e Aere: f H l H l [A tur] Ley e uó electroagétca: Eergía alaceaa (cobao la ecuacoe aterore): [ ] Φ AeB t t Ae B t oe [ ] olt. Φ B W Ae B H l B Ae l Ae l H B t μ μ 0 r [ ] Joule coerao u crcuto or el que crcula ua correte, egú la ley e Aere, la correte geera u cao agétco que e caa uto e roorcoal a, oe la cotate e roorcoala e eoa autouctaca L. Aí : Etoce L Φ W BH Ae l Φ L B Ae Ae E la guete oe L μ0μ r [Here] H le le tabla e etablece la rcale uae agétca co u uae y relacoe e coveró etre lo ferete tea teracoale e ea: ARÁMERO ÍMBOLO.. C.G.. CG a Dea e Flujo Magétco B ela Gau 0 tea e Cao Magétco H Avuelta/ Oerte 000/ ereabla (vacío) μ ereabla Relatva μ r Flujo Magétco (ò B) Φ Weber Maxwell 0 8 otecal Magétco (ò Hl) f Auelta Glbert 0/ Log. ea el cao agétco l c Área agétca efectva Ae c 0 Dea e Correte J A/ A/c raforaore: Coceto revo....(.e.) Uvertat e alèca Curo 06/07

4 trouó a la Electróca e oteca Coo rera efcó, e uee ecr que u traforaor e u cojuto e o o á boba acolaa etre í a travé e u crcuto agétco coú, e ecr o o á evaao elazao or u flujo coú. Uo e lo bobao, el raro, etá coectao a ua fuete e teó altera, e aera que e geera u flujo altero, la altu el cual eee e la teó alcaa al raro y al úero e vuelta e ete. El flujo utuo que lga abo bobao a travé el crcuto agétco e baja reluctaca, geera e el otro bobao, el ecuaro, ua teó cuyo valor eeerá el úero e vuelta el ecuaro. auo que el flujo agétco etá coletaete cofao e el úcleo, a artr e la ley e Faraay obteeo la guete relacó: v φ t v φ t v v Doe φ e el flujo utuo. Ua e la caracterítca vetajoa el fucoaeto el traforaor e que ara geerar el flujo utuo, olo e eceta ua equeña fraó e la correte e la carga ara exctar al úcleo. eao eta crcutaca alcao la ley e Aere al úcleo toroal rereetao e la guete fgura. (.) Equea e u traforaor e o bobao. E la ráctca y etá trbua alreeor e too el úcleo. l RΦ R Φ μchae Hl μc Ae H l (.) Cabe etacar que lo aerovuelta el bobao ecuaro e utrae e lo el raro y el flujo geerao or la correte el ecuaro e ooe al flujo geerao or la correte e raro (ley e Lez). El flujo utuo geera ua teó otva e lo terale arcao co u uto (coveo e uto). Aí la correte e exctacó el raro e etrate haca el teral co uto, etra que la correte e ecuaro e alete el teral co uto. Cabe ecoar que e el cao e o uctore acolao e el o úcleo, lo aerorvuelta e abo uctore e ua y la correte el ecuaro fluye tabé coo la el raro haca el uto. al coo uetra la ecuacó. la correte e raro cota e o arte: la correte e carga (correte e ecuaro reflejaa a raro) y ua equeña correte agetzate, que e utlzaa ara la exctacó el úcleo ( oralete e eor el % e la correte e carga ara u traforaor efcete). la reluctaca el cao agétco fuera cero, lo cual correoe a ua ereabla el úcleo fta y a la o exteca e ga, la tea e cao agétco, H, ebería er cero ara evtar que la ea e flujo agétco B fuee fta. ero H olo uee er gual a cero el...(.e.) Uvertat e alèca Curo 06/07

5 EMA : raforaore ara Rectfcaore roucto e ara lo o bobao ua cero, la cual lca la guete relacó etre la fuerza agetootrce el traforaor: (.) La ecuacoe. a. efe el coortaeto e u traforaor eal. Doe el ateral óeo ara realzar el traforaor era el que tuvera ua μ teeo a fto, lo cual lcaba ua 0. E la reala auque la μ fuera uy grae, la caracterítca o eale el ateral agétco, tal coo la tea e cao coerctva hace que tabé extera ua correte agetzate reual, crcutaca que e uetra e la guete fgura. B Hc H H l c Hc l (.) U traforaor real e fereca el eal e tre aecto fuaetale:. La teoe o reoe exactaete a la relacó (.) ueto que o too el flujo que atravea uo e lo evaao cruza el otro, ebo a la exteca e u flujo e eró.. La ereabla e fta co lo que la relacó (.) taoco e totalete certa. E eceara ua f... total o ula ara crear u flujo e el úcleo, la correte eceara ara crear ee cao e eoa correte agetzate.. La relacoe (.) y (.) exueta o eee e la frecueca ueo trabajar e cotua, ero ete o e el cao e u traforaor real. A ear e eta fereca, la aroxacó el traforaor eal reulta uy útl e el oelao e lo traforaore reale... Cálculo el Área roucto ara raforaore: A la hora e eñar traforaore, e ebe teer e coeracó vara retroe, tale coo la oteca e ala y la efceca el traforaor, o be coecueca e eta tale coo la caaca el bobao ecuaro ara tratr la oteca a la carga co u arge e regulacó eecfcao o el áxo aueto e la teeratura que e erve e la éra. Obtegao ua relacó etre la caaca e aejar oteca e u traforaor y la agtu el taaño el traforaor que ecetao, tal coo el Área roucto. Alcao la ley e Faraay que relacoa la teó alcaa y el flujo e uó e lo bobao el traforaor, e obtee: K B Ae f 0 oe f reorgazao la exreó ateror e obtee: K f oa cuaraa. oa eoal K f 0 B Ae f or efcó, el factor e utlzacó e la vetaa cuao e oe e varo bobao e gual a:...(.e.) Uvertat e alèca Curo 06/07 5

6 trouó a la Electróca e oteca K Ax u Σ u Aw or tato coarao la ecuacoe aterore: A w K K A A A eo, or efcó u w x Ku Aw J J J J J 0 Ae K B f x 0 f J Ae K f B f J ( ) 0 reorgazao lo téro : Ae Aw Ku K f B f Coerao que: o o, y la oteca aarete e efe coo: t o o η 0 0 t A [ c ] K f B f J K u K f B f J K u Ax J Ahora eeeo e la cofguracó oe el traforaor va ero, y el to e rectfcaor coectao al ecuaro el o, etro e la fuete e aletacó, la oteca aarete uee varar ee u factor a.88 vece la oteca e la etraa. Cálculo e la oteca Aarete. Recorao el coceto tracoal el factor e oteca (F) que era alcao a fora e oa eoale, ete correoía al coeo el águlo etre la teó y correte. E lo tea e oteca e u hecho habtual la ezcla e fora e oa eoale y rectagulare, or tato el factor e oteca correoerá a u efcó geeral gual a: F RM RM 0 v( t) ( t) t RM RM alcáolo al eño e u traforaor, ecetao calcular:. voltoaero, que orá er calculao a artr el F y la oteca ea e raro y ecuaro.. Factor e fora Kf. A raro F j ec uaro F j E geeral el factor e fora Kf e efe coo: K Kf τ τ e el valor RM e la teo alcaa e u eroo, oe K valor eo obre τ teo que tara el flujo ee cero a u valor axo...(.e.) Uvertat e alèca Curo 06/07 6

7 EMA : raforaore ara Rectfcaore.. Relacoe báca e u traforaor oofáco y trfáco. a) Re oofáca: Cuao la fuete e oofáca, el traforaor que e utlza e forzoaete oofáco. ato u crcuto agétco etá forao or u úcleo bobao, coo etá forao or o, too lo evaao etá atraveao or el o flujo (erecao lo flujo e eró), tal coo e uetra a cotuacó: * raro * ecuaro * crcuto agétco lo aerovuelta e ecuaro tee ua cooete cotua, cha cooete o uee er coeaa or la f... e raro, ya que la correte rara e ecearaete altera y e valor eo ulo. or tato, eto aerovuelta o coeao o tervee e el cálculo e la correte rara, aeá e llegar a oer aturar el traforaor. coerao uo traforaore eale co ua correte agetzate ula, oeo ecrbr que la coeacó aerovuelta altero, tal coo gue: ea a la ua e lo aerovuelta cotao e el o eto, habéole utraío el valor eo e eta ua e cao e extr. b) Re rfáca: Lo traforaore aletao or la re trfáca tee oralete u crcuto agétco co tre úcleo. La fora e ateralzar eta cobacó e uetra e la guete fgura. E E Φ Φ E Φ ΦΦΦ0 E Φ Φ Φ E E E Φ Φ Φ E E Caa úcleo lleva u evaao raro y uo o varo ecuaro. Lo evaao ecuaro e rearte ara que la f... ecuara fore u tea equlbrao, co el f e que la correte rara fore u tea equlbrao. or tea olfáco equlbrao e teoe o e correte e etee que toa ella tee el o valor efcaz y etá efaaa /q grao etre í, eo q el úero e fae el raro tea. E la guete fgura e rereeta u traforaor trfáco otrao el coveo e uto. ecuaro lo aerovuelta ecuaro e caa uo e lo úcleo tee u valor eo o ulo, eta cooete o e coeable, aí o e coera e la exreó : Cabe a cotuacó tgur etre lo oo e coexó e lo evaao raro. lo evaao raro etá coectao...(.e.) Uvertat e alèca Curo 06/07 7

8 trouó a la Electróca e oteca e trágulo, o hay gua retró, culeo la coeacó e lo aerovuelta altero e caa úcleo : úcleo úcleo úcleo () E eto tea o coce la correte e líea co la correte rara, exteo la guete relacó: ; ; L L L () La coexó e trágulo oe que la ua e teoe e el raro ea ula, e ecr,. La teó uca e raro e gual a u u k k 0 k k t φ /, erecao el flujo e eró y la reteca el bobao, obteeo, ao que lo flujo e u crcuto agétco trfáco verfca la cocó :φ φ φ φ cotuo, que el flujo e cotua e cotate lo evaao raro etá coectao e etrella couctor eutro, la ua tatáea e la correte rara e ula. Cuao lo aerovuelta e ecuaro fora u tea cuya ua tatáea e ula, atfaceo la guete cocó:. () 0 úcleo úcleo úcleo. ero e eto tea la cooete hooolar o cotua ( ) o e ula, o erá coeaa or la f... rara, y or tato eberá e er retaa e la cotrbucó haca raro, tal coo ca e la guete exreó: coo : raro tre lo ara exrearlo oeo lfcar e eué ().. Cálculo el factor e oteca e raro ara lo tto to e rectfcaore. a). Motaje bfáco. E ete otaje rectfcaor la correte ecuara vale ara 0<wt<, y la correte vale ara <wt<. or tato lo aerovuelta e ecuaro tee u valor eo ulo:...(.e.) Uvertat e alèca Curo 06/07 8

9 EMA : raforaore ara Rectfcaore / (/) (/) La correte rara, gual a (/) urate u elo e gual a (/) urate el otro, tee u valor efcaz gual a :. eo el valor efcaz e la teó rara gual a, el factor e oteca e raro reulta: U o F 0.90 y Fec 0.66 b) Motaje trfáco.. E ete otaje rectfcaor ólo hay u evaao ecuaro or úcleo. Aí e caa úcleo la f... ecuara e urate u terco el eríoo total y ulo urate el reto. La f... rereeta ue ua cooete cotua u hooolar que lo aerovuelta e raro o uee coear. or tato eeeteete e la coexó e lo evaao raro, la correte e ecuaro correoe a: D / / (/) /(/) etoce,, El valor e e e rereeta a cotuacó: / (/) / (/) /(/) /(/)...(.E.) Uvertat e alèca Curo 06/07 9

10 trouó a la Electróca e oteca De oe el valor efcaz or raro correoe a: y el factor e oteca e raro e gual a: 0.87 o U F el raro etá coectao e trágulo, la correte e la líea tee or valor efcaz: L c) Motaje Rectfcaor.D.. Recorao el fucoaeto e ete otaje rectfcaor e obtee que lo aerovuelta e ecuaro coce co lo e raro, e guale a: / wt (/) wt (/) wt cuao couce D y D cuao couce D y D aí 0.90 o U F F y, (/) (/) ) Motaje Rectfcaor.D.: E too tate, ua e la correte ecuara vale, y la otra. eeo ua correte o ula crculao haca el uto eutro e lo evaao, y e coecueca el flujo e cotua e ulo, eo eeete e la cofguracó e raro. or tato la correte rara erá :, Del fucoaeto el rectfcaor e euce la fora e correte, tal coo e uetra e la guete fgura: Co u valor efcaz gual a: ( ) r ec...(.e.) Uvertat e alèca Curo 06/07 0

11 EMA : raforaore ara Rectfcaore ) / ( U F F o el raro etá coectao e trágulo, la correte e la líea tee or valor efcaz: L La guala e lo factore e oteca y e la correte e raro y el ecuaro, o e tee e cueta /, ara lo rectfcaore D y D hace oble la ureó el traforaor. e) Motaje Rectfcaor.. Dao que e lo otaje e uete la correte que crcula haca el uto eutro e lo evaao ecuaro e ula, y e coecueca el flujo cotuo tabé lo e e aera eeete e la coexó el raro, e obtee: (/) / / (/) / y or tato : ) ( / F F el raro etuvera coectao e trágulo la relacó etre la correte e líea y e raro e: L Llegao ete oeto, el eño el traforaor quea refero a coocer la oteca aarete total el traforaor. E el cao e lo rectfcaore y otro otvo que ofrece ua carga o leal al traforaor, habría que coerar la fora e oa reectva, oe la correte e ecuaro o erá ya uoale. or tato ebereo calcular la oteca aarete coo la eua e la oteca aarete e raro y e ecuaro. or efcó el factor e oteca e: eff eff ) ( ) ( aarete oteca actva oteca 0 t t t v F Dtgueo etre factor e oteca e raro y e ecuaro, obtereo:...(.e.) Uvertat e alèca Curo 06/07

12 trouó a la Electróca e oteca eo, oe oteca aarete e raro oteca e ala e correte cotua oteca e éra el traforaor t A Atotal A A A A F rect rect t y A F oteca aarete e ecuaro oteca e éra el rectfcaor rect rt AC DC r Alqueo lo cálculo realzao e caa otaje rectfcaor ara obteer la oteca aarete total e fucó e la oteca cotua e ala, ara lo cao á utlzao:.. A OAL A. raro A.ec u. F F A OAL D.. A OAL D.. A OAL A OAL A OAL....(.E.) Uvertat e alèca Curo 06/07