TEMA 6 : Rectificaores Controlaos TEMA 6: Rectificaores Controlaos Ínice 6..- Introucción.... 6..- Rectificaores tipo P o e eia ona con tiristores.... 6...- Rectificaor P3 controlao.... 6...- Generalización a N fases. Estuio e tensión y corrientes.... 6 6..3.- Alientación e una carga R, L.... 4 6..4.- Alientación e una carga R, L, E... 8 6..5.- Efectos al añair un ioo volante.... 6.3.- Rectificaores tipo P.D. y P.D. ixtos.... 6.3..-Rectificaor P.D.3 con tiristores... 6.3..- Generalización a N fases.... 5 6.3.3.- Caía e tensión en funcionaiento noral.... 9 6.3.4.- Rectificaor P.D.3 ixto... 3 6.3.5.- Generalización a N fases para el rectificaor P.D. ixto:... 33 6.3.6.- Caía e tensión en el rectificaor P.D. Mixto.... 35 6.4.- Rectificaores tipo S y S ixtos.... 37 6..- Introucción. En los circuitos rectificaores se pueen sustituir, total o parcialente, a los ioos por tiristores, e fora ue se puea obtener un sistea e rectificación controlaa o seicontrolaa. Estos sisteas peritirán la regulación el valor eio e la tensión en la carga. La sustitución el ioo por el tiristor perite retarar la entraa en conucción el iso, lo cual ocurre no sólo cuano la tensión entre sus bornes es positiva, sino cuano, sieno positiva se inyecta un pulso e cebao a la puerta el tiristor. El paráetro funaental en estos rectificaores con tiristores será el ángulo e retaro, e fora ue un tiristor conuce con un retaro e tiepo /w con relación al instante en el cual conuciría el ioo al ue ha sustituio. Los rectificaores con tiristores utilizan los isos esueas ue los rectificaores con ioos, si bien auí hay ue istinguir entre os tipos: a.- Rectificaores seicontrolaos. Foraos por tiristores y ioos. b.- Rectificaores totalente controlaos. Foraos únicaente por tiristores. Daa la siilitu entre los rectificaores con tiristores y los rectificaores con ioos utilizareos resultaos anteriorente eucios (Tea ). Para istinguir las agnitues cuano se pasa e los ontajes con ioos a tiristores utilizareos la pria (') para referirnos a los ontajes con tiristores. El principio e funcionaiento consiste en isparar los tiristores con un cierto ángulo respecto el punto e conutación natural o paso por cero e la señal e entraa. Con ello se consigue aplicar la tensión e la fuente sobre la carga un tiepo variable, ue epene el oento el isparo y por tanto se conseguirá variar los valores eios y eficaces e la tensión en la carga. Depenieno el tipo e carga, se eberá analizar el tipo e ipulso e cebao el tiristor. Para las cargas con coponente inuctiva, la corriente en la carga, y por tanto en el tiristor, no variará bruscaente, con lo ue se tarará un cierto tiepo en alcanzar la corriente e enclavaiento el tiristor. Así se eberá antener la excitación e puerta hasta ue el tiristor alcance la plena conucción. En esta circunstancia será ás aecuao el uso e un tren e ipulsos e larga uración, evitano périas en el tiristor. En el caso e cargas poco inuctivas, se eberá tener en cuenta el i/t, con el fin e no sobrepasar los niveles áxios e caa tiristor. I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07 --
Introucción a la Electrónica e Potencia La conutación se proucirá e anera natural ante la existencia e un ipulso e cebao, si la tensión Vak>0. En cuanto al bloueo e los tiristores en un ontaje rectificaor, este se proucirá e anera natural, al anularse la corriente en el circuito, o bien cuano se ispare otro tiristor, y se polariza inversaente el ue conucía, lo ue prouce un bloueo forzao. En este caso los probleas e tiepo e bloueo no son iportantes cuano se trabaja a frecuencias bajas (bloueo estático). 6..- Rectificaores tipo P o e eia ona con tiristores. Este tipo e ontaje se refería a la rectificación eiante tiristores e un sistea e tensiones alternas suinistraas por una fuente conectaa en estrella. Aunue este tipo e ontaje, al igual ue con ioos, no es el ás utilizao, nos perite presentar iversos probleas e anera ás sencilla. 6...- Rectificaor P3 controlao. Es el ontaje ás sencillo para los rectificaores alientaos con la re trifásica. Coo en caa fase hay un solo seiconuctor, éste eberá e ser un tiristor, no habieno ontajes e eia ona seicontrolaos. El esuea e este rectificaor se uestra a continuación. Recorano el funcionaiento e este rectificaor para el caso e ioos, se obtenía ue la tensión e salia corresponía en caa instante a la tensión e ayor valor. Al ser la re trifásica las tensiones e entraa están esfasaas /3, entonces caa ioo conucía un tercio el perioo (/3). De esta fora se obtenían los siguientes intervalos e conucción: 5 Para wt VR V 6 6 5 9 Para wt VS V 6 6 9 3 Para wt VT V3 6 6 es la ayor e las tensiones: DON es la ayor e las tensiones:d ON es la ayor e las tensiones:d3 ON Ahora el tiristor T sustituye al ioo D, si es cebao con un ángulo e isparo, T conucirá en el siguiente intervalo: 5 ' Para + wt + sieno U = V 6 6 5 9 ' Para + wt + sieno U = V 6 6 9 3 ' Para + wt + sieno U = V 6 6 ue es la ayor e las tensiones: TON 3 ue es la ayor e las tensiones: T ON ue es la ayor e las tensiones: T3 ON Veaos a continuación la fora e la tensión a la salia U' y la tensión en bornes el tiristor T para iferentes ángulos e conucción: VR T carga VS T VT T3 I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07 --
TEMA 6 : Rectificaores Controlaos Exainano las foras e ona anteriores, observaos coo el paso e V por encia e U arca el origen el retaro para el tiristor T. Según sea ayor o enor a 90, la transferencia e energía entre la entraa y la salia cabiará e signo. Analiceos los istintos casos: I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-3-
Introucción a la Electrónica e Potencia </ : Funcionaiento coo Rectificaor. Cuano es cero, el ontaje funciona coo un rectificaor con ioos. Al crecer, la tensión e la carga (u') está foraa por fragentos e senoie y no por cúspies e senoie por períoo T, sieno el valor eio e la tensión en la carga U'o uien isinuye al auentar, valor eio ue siepre es positivo aunue e fora instantánea, puean haber traos one u' sea negativa. Potencia Activa Uo Io Re alterna Rectificaor M + - I Carga (receptor) N >/ : Funcionaiento coo onulaor o inversor no autónoo. Cuano es igual a /, u' es igual a V sen wt para - / < wt < + / y la tensión rectificaa eia U'o es nula. Cuano sigue crecieno, U'o se hace negativa, e fora ue -U'o auenta a eia ue se acerca a. Coo la corriente suinistraa I conserva forzosaente el sentio, ebio a la isposición e los tiristores, la potencia suinistraa al lao e continua es negativa, lo cual significa ue la potencia pasa el lao e continua al e alterna. Este funcionaiento se enoina onulaor. Potencia Activa Uo Io Re alterna Rectificaor M - + I Carga (generaor) N Cuano el sistea funciona coo onulaor, la re alterna recibe potencia activa, pero sigue suinistrano potencia reactiva. Sobre too sigue iponieno la fora e ona y la frecuencia e las tensiones alternas. De ahí ue el rectificaor se enoine onulaor no autónoo. Un veraero onulaor, un onulaor autónoo suinistra energía a un receptor e alterna, pero la frecuencia y fora e ona e las tensiones alternas sólo epenen el circuito y e la carga. Recorar ue la potencia reactiva sirve coo eia, entro e una re, el flujo causao por arónicos ineseaos y por el intercabio e energía entre eleentos reactivos. Esta potencia contribuye en las périas internas, y no en la energía neta transportaa hacia la carga urante un ciclo e funcionaiento. En los ontajes ue estuiareos en este tea, la propia re e alterna nos asegura las conutaciones: la extinción e un tiristor ue esté conucieno está autoáticaente garantizaa al cebar el tiristor siguiente, pues este últio ipone una tensión al tiristor anterior ue es negativa. No sucee lo iso en el onulaores autónoos, one se necesita e eleentos auxiliares para provocar la extinción el tiristor ue está conucieno. I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-4-
TEMA 6 : Rectificaores Controlaos = 30º = 0º I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-5-
Introucción a la Electrónica e Potencia 6...- Generalización a N fases. Estuio e tensión y corrientes. Denoinaos las tensiones alternas e la siguiente fora: v V, wt V. sin( wt) v V, wt V. sin wt (=3 re trifásica). v V, wt V.. sin wt. ( ) v ( wt, ) v ( wt, ) 0 v ( wt, ) A.- Tensión Rectificaa: 0 3 4 5 6 7 wt Al rectificar tensiones e períoo T, la tensión e salia consta e fragentos e senoie por períoo, sieno su períoo e T/. Caa tiristor conucirá coo áxio / el ciclo total, así el intervalo e conucción el tiristor T está ao por: T T T T < t< sieno T=, se puee escribir coo : < wt< 4 4 Para el caso e re trifásica =3, 6 u wt,, 0 0.5 u wt,, 4 0 0.5 0 3 4 5 6 7 wt a.- Valor eio: Ú o TabV,,,. T al integrar, resulta b. V sin( wt) wt Ú o TabV,,,. T a cos( b). V cos( a). V. wt I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-6-
TEMA 6 : Rectificaores Controlaos Ahora el períoo e la fora e ona rectificaa T y los líites e integración son a. b Resultano la tensión eia Uo e salia igual a: Ú o V,,... V sin cos( ) one : Ú o V,, U. o V, cos( ) 0,.. 0 Ú o ( 3,, ) Ú o (,, ) 0 Moo Rectificaor Moo Inversor 0 30 60 90 0 50 80. 80 Variación e U'o con Resultao el valor eficaz U-ef=U-rs igual a Ú rs V,, V.. 4. sin.. cos(. ) a5.- Tensiones inversas en los tiristores: La tensión VakT en bornes el tiristor T es siepre igual a v-v, ue tiene por expresión: VakT= V-V cuano conuce T VakT= V-V cuano conuce T VakT= V-V3 cuano conuce T3, etc. Así V es sucesivaente igual a las iversas iferencias entre V y la ás positiva e las tensiones. La tensión inversa áxia es igual a la aplitu e la ayor e las tensiones opuestas: Si el núero e fases es par, hay una tensión irect. opuesta a V, la tensión V (/ + ) cuyo ínio coincie con el áxio e V, así la iferencia será: V i_máx. V Si el núero e fases es ipar, las os tensiones ás cercanas a la oposición e fase con V son V (+)/ y V (+3)/. V V. V sin( wt ) V. sin wt.. V. sin( wt ) V. sin ( wt.. ) V V V. sin( wt ) V.. sin( wt) cos cos( ). wt sin V V V. sin( wt ) sin( wt). cos cos( ). wt sin I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-7-
Introucción a la Electrónica e Potencia Aplicano las siguientes relaciones trigonoétricas: sin( x. ). sin( x). cos( x ) se obtiene:. cos( x) cos( x. ) Resultano: V V V.. cos V V.. sin wt. V.. sin( wt ). cos V.. cos sin( wt ) cos( wt). sin. cos( wt).. sin.. cos. Igualente se obtiene: V V 3 V.. cos.. sin wt. Abas expresiones tienen el valor áxio en: V i_máx V,.. V cos. pasano por os áxios urante caa períoo para wt=3/ - / y wt=3/ + / Veaos el ejeplo para el rectificaor P3 controlao con istintos ángulos e retaro: = 30 eg = 30 eg Done se observa ue para valores elevaos el ángulo e retaro la tensión inversa tiene a cero. Veaos coo el ángulo e retao al cebao no eberá alcanzar, pues sino los tiristores no porán ni blouearse ni ser cebaos. La tensión en bornes el tiristor T antes e cebarse será :V V. V sin( wt) sin wt. I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-8-
TEMA 6 : Rectificaores Controlaos V V.. V sin( wt ) V... sin( wt) cos V... cos( wt) sin. cos El ipulso se envia a la puerta el tiristor para encontrano una tensión igual a : V T, V,.. V cos wt V... cos cos siplificao resulta : V T, V,... V sin( ) sin V.... sin sin cos V T (,, ) V T (, 3, ) 0 V T (, 9, ) 0 30 60 90 0 50 80 0 40 70 300 330 360. 80 De la representación anterior se euce coo unicaente para enor la tensión es positiva entre bornes el tiristor. Para ue sea seguro ue el ipulso e cebao no llega tare ebereos establecer un argén entre ax y. En realia será el bloueo uien fije el valor e este argén. La entraa en conucción e un tiristor provoca el bloueo el ue conucía antes ya ue hace negativa la tensión en bornes e éste. Es preciso ue este tiepo, urante el cual esta tensión es negativa, o tiepo e bloueo, sea suficiente. La tensión Vt cuano conuce T pasa a ser: V V. V sin( wt) sin wt. V T, V,.. V sin( wt ) V... sin( wt) cos V... cos( wt) sin. cos Se siplifica coo : V T wt, V... V sin cos wt sustituyeno wt V T, V,... V sin sin( ) V T (, 3, ) V T (,, ) 0 igualanola a cero se obtiene 0 30 60 90 0 50 80 0 40 70 300 330 360 wt 3. resultano tb igual a : t B (, ) w. w 3.. 80 w I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-9-
Introucción a la Electrónica e Potencia Para igual a el tiepo e bloueo sería nulo, sin ebargo eberá e ser coo ínio igual al tiepo e recuperación e los tiristores. Definios por tanto un ángulo e seguria β coo :β áx B.- Estuio e las corrientes: Dao ue se supone ue el rectificaor suinistra una corriente continua I constante, caa tiristor es recorrio por I urante el intervalo T/. De ahí ue los valores característicos sean: I I I tiristor_máx I I tiristor_meia I tiristor_rms La corriente e un evanao secunario el transforaor es la isa ue la ue atraviesa el tiristor por el cual circula. Igual a I urante T/ y nula urante el resto e períoo. Por tanto se valor I eficaz será: I s Dao ue heos supuesto la corriente i constante, la potencia activa suinistraa por el rectificaor será : T P. v. t T i U.. o cos( ) I 0 Si espreciaos las périas en los tiristores, la potencia activa calculaa anteriorente es tabién la potencia ue sale el transforaor. Así la potencia aparente el secunario, forao por evanaos e tensiones e valor eficaz V y recorrios por corrientes e valor eficaz Is, será: S.. s VI. s. V I La potencia aparente e secunario eterina el taaño el secunario el trafo, el cual para la isa P activa, es tanto ayor cuanto ayor sea. I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-0-
TEMA 6 : Rectificaores Controlaos Para coparar la calia el rectificaor se puee calcular los siguientes paráetros:.- Fs: Factor e utilización o e potencia e secunario Fs= P / S s. siplificano:..... F us (, ).. sin cos( ) F V sin cos( ) I s V,, I V I.. 6..3.- Conutaciones. Caía e tensión en funcionaiento real. Coo para los rectificaores no controlaos, heos supuesto la fuente y los eleentos el rectificaor coo eleentos ieales. Consiereos el coportaiento real, para lo cual añaireos las ipeancias e los eleentos el rectificaor y e la re ue lo alientan, las cuales suponrán una isinución e la tensión rectificaa a la salia. Poeos consierar ue la tensión real e salia será: U = U ΔU, one ΔU = ΔU + ΔU + Δ3 U Done la caía total se obtiene suano: a- Δ U' : La caía ebia a las conutaciones. b- Δ U' : La caía ebia a las resistencias. c- Δ 3 U' : La caía ebia a los tiristores. ' ' ' ' ' ' ' o a.- Caía e tensión ebia a las conutaciones: Cuano un ioo pasa a conucir, la corriente ue lo atraviesa no puee pasar e 0 a I e fora instantánea, al igual ue ocurre en el proceso a corte. Aeás la presencia e la inuctancia e ispersión el transforaor y la inuctancia e la re e alientación hacen iposible estas iscontinuiaes. Así cuano un tiristor entra en conucción hay una conutación e la corriente I e una fase a otra. Esta transferencia e corriente supone la conucción siultánea el tiristor ue va a ejar e conucir y el ue epieza a conucir, habrá una superposición e los intervalos e conucción, fenóeno ue ará lugar a la isinución e la tensión eia rectificaa. En el caso e los rectificaores con tiristores el fenóeno es el iso con la iferencia ue el inicio e la transferencia se retrasa en un ángulo. Veaos a continuación el proceso e la conutación e la corriente I e la fase a la. I Antes e cebar a T conuce solo el tiristor T, con las siguientes coniciones: T Lc is is Lc T u' is = I, Vt = 0, u' = v Sieno μ' el ángulo e conutación o superposición, T y T conucen siultáneaente urante el intervalo : i S t v v + + < wt < + + + μ ' El ángulo e superposición se calcula e : i S i S u = V Lc = V Lc t t V V V.. V sin wt sin( wt ). sin.. L. c L c L c cos wt I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07 --
Introucción a la Electrónica e Potencia V ṃ La corriente i s es e la fora: i.. S L c w sin sin wt Cte iponieno las coniciones iniciales calculaos el valor e la Cte.: i S 0 V resultano: i.. S sin wl. c cos( ) sin wt Para obtener el valor el ángulo e solape iponeos la siguiente conición: i S μ' I L.. c wi cos( ) cos( μ' ) V. sin La conutación reucirá por tanto el tiepo e bloueo t B e los tiristores, e fora ue t B = ( ) w μ '. Este tiepo e bloueo eberá ser superior al tiepo e recuperación e los tiristores (t), para lo cual ebeos exigir ue el ángulo e seguria sea tal ue: t ' β= áx > μ áx + w Mientras ura la conutación la tensión rectificaa u' en lugar e ser igual a v es igual a (V+V)/, así la caía e tensión será: V V V V i V. S L c t Coo hay conutaciones por períoo, la caía e tensión eia será: Δ U.. μ V V V wt.... L c wi Destacar ue la caía e tensión ebia a las conutaciones es inepeniente e, y auenta con el núero e fases y con la corriente e salia. Veaos a continuación coo se oifica las foras e ona e la tensión a la salia en el ontaje rectificaor P3 controlao. I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07 --
TEMA 6 : Rectificaores Controlaos U' VST VRT I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-3-
Introucción a la Electrónica e Potencia b.- Otras caías e tensión. Dao ue la corriente en los seiconuctores, en los evanaos el transforaor y en la línea son inepenientes el ángulo e retraso, las caías ebias a las resistencias y a los seiconuctores se pueen cuantificar e igual fora ue en los ontajes rectificaores con ioos. PJ PJ = RI Δ U ' = R I = I Δ 3 U ' = v forwar I De toas las caías e tensión la ás iportante es la ebia al solape e conucción e los tiristores, si suponeos espreciables las eás caías, poeos calcular la tensión eia real a la salia e un rectificaor e tipo P controlao e la siguiente anera: L w I ' ' ' c U _ real= U o_ vacio ΔU = V sen cos( ) Veaos la variación al variar (serán paralelas), así coo la recta e carga U'o respecto a I: 0 Ú o_real, I,. V. sen. cos ( ) L.. c w I Ú o_real 3, I, 3 Ú o_real 3, I, Ú o_real 3, I, 6 Ú o_real 3, I, 5. Ú o_real 3, I, 8 5 0 5 0 5 0 50 00 50 00 I Uo 8.55 5.498.74 Ú o_real ( 3,, ) 0.05 -Uo.77 5.58 8.85 0 50 00 50. 80 6..3.- Alientación e una carga R, L. Para el análisis e la influencia e la carga en el funcionaiento el rectificaor, esignareos por p el ínice e pulsación e la tensión rectificaa y por Uáx la aplitu e las senoies. Así para los rectificaores e eia ona se cuplirá : p= y Uáx=V. El rectificaor con tiristores es euivalente a una fuente e tensión e períoo T/p, cuya tensión es igual a Uáx coswt para -/p + < wt < /p +, en serie con un ioo D (tal coo se I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-4-
TEMA 6 : Rectificaores Controlaos uestra en la siguiente figura), e fora ue si la aplicación e esta tensión a la carga provoca una corriente i positiva, la tensión u' es igual a la tensión e esta fuente, o bien si al suponer D conucieno, i se hiciera negativa, i es nula, el ioo está bloueao y la tensión u' es ipuesta por la carga e continua. Hasta ahora las cargas eran i fuerteente inuctivas e fora ue suponíaos la corriente constante en ichas re cargas. No siepre la carga será e esta naturaleza, e fora ue no forzará la constancia e la corriente a la salia, e incluso u' lo ue proucirá será la conucción iscontinua e los tiristores, ue se apagarán con un ángulo e extinción ue epenerá el ángulo e rectificaor encenio y el valor e la inuctancia e la carga. Veaos a continuación coo las cargas e tipo R y L, el creciiento e perite anular U'o pero no invertirla. Las cargas R, L vienen caracterizaas por la relación: Q = L w (factor e calia) R Daos el ínice e pulsación p y Q, para valores peueños e, la conucción es continua, sieno i siepre positiva: para Por encia e cierto valor e la conucción se hace iscontinua para para + < wt < + p p + < wt < wt p wt < wt < + p i i = 0 u ' > 0 u = U ' u áx ' = 0 carga = U cos( wt) áx cos( wt) Moo Contínuo I 0, t - * Moo e conucción continua: La tensión rectificaa u' tiene coo valor eio U'o= Uo cos(). Obtengaos la expresión e la corriente rectificaa i a partir e la siguiente expresión: L i + R i U wt t = á x cos ( ) resolvieno para i se obtiene : I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-5-
Introucción a la Electrónica e Potencia i U = áx cos( wt ϕ ) + i Z o U áx wt + cos( / p + ϕ ) p exp Z Q i i sieno : io = i( wt = - / p + a), Z es la ipeancia e la carga a la frecuencia w Lw Z = R + L w, y ϕes el esfase corresponiente ϕ = arctg = arctg( Q) R sustituyeno Z = R + Q, sen( ϕ) = o se obtiene la siguiente expresión: ( Q ) Q + Q, cos ( ϕ) = + Q Q wt U á x wt + Q wt U á x p p cos sen + cos( ) sen( ) p = + io R + Q R + Q exp Q la perioicia e i perite escribir io = i( / p + ), resultano: i U = R + á x siplificano resulta: U = R + á x ( Q ) con un valor eio igual a : + + Q + Q cos( ) sen( ) cos( ) sen( ) exp p p p p pq exp pq wt ( Q ) p p wt + Q wt + + cos( ) sen( ) sen( / ) cos( ) sen( ) Q exp exp pq I ' U o p U á x = = sen cos( ) R R p * Moo e conucción iscontinua: El paso a conucción iscontinua se obtiene cuano io se anula, lo cual correspone a un valor e : + + + = cos( ) Q sen( ) cos( ) Q sen( ) exp p p p p pq Q tg(./ p) + th( / pq) siplificano: tg( ) = tg( / p) Qth( / pq) La corriente rectificaa se puee obtener e la isa anera: L i + R i U wt t = á x cos ( ) resolvieno para i se obtiene : I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-6-
TEMA 6 : Rectificaores Controlaos consierano ue io=0 i = R U áx ( + Q ) cos( wt) + Qsen( wt) + [ cos( / p ) Q sen( / p ) ] wt + p exp Q Se puee obtener el ángulo wt e fin e la conucción igualano a cero la expresión anterior : obtenieno : wt + p Q ( cos( wt) + Qsen( wt) ) exp = cos( / p ) Q sen( / p ) Moo Discontínuo t /I(t)=0 Obtengaos por últio el valor e la tensión rectificaa: U ' o wt p = U + p áx cos( wt) wt = p U áx sen( wt) + sen( + ) p sen( wt) sen( + ) = Uo p sen( ) p De las ecuaciones anteriores poeos eucir las características e control U'o (), las cuales inican, ao un p y para iversos valores e Q, cóo varía la tensión rectificaa eia U'o en función el ángulo e retaro al cebao Para un valor e Q, cualuier ue fuera el valor e p, U`o era igual a Uo cos() para 0<</ y luego era nulo porue sólo poía invertirse si el lao e continua había un generaor. Ahora ebio a un valor e Q finito, hay un auento el valor e necesario para hacer U`o igual a cero. Ahora = / + /p y no /. I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-7-
Introucción a la Electrónica e Potencia 6..4.- Alientación e una carga R, L, E. Un caso uy particular e los rectificaores controlaos es auel en el ue la carga, aeás e inuctiva, es activa (coo en cargaores e baterías o en control e otores) caracterizaa por una fuerza contraelectrootriz. La ecuación e las tensiones en este tipo e rectificaores es: i u' = R i + L + E t sieno E positivo funcionano coo rectificaor y negativo coo onulaor. Dao ue en régien peranente la tensión eia en bornes e la bobina es nula, si suponeos E constante, tenreos la siguiente relación respecto e los valores eios: U ' = R I + E. o Dao la f.c.e.. la corriente e la re solo circulará ientras los tiristores se isparen entre los ángulos θ y θ, tal coo se uestra en la figura siguiente, con una tensión isponible e U-E. La ecuación iferencial en la conucción e un tiristor será: L i + R i = V sen( wt) E t cuya solución será la superposición e la solución general e la hoogénea ás la solución particular e la copleta, así: L i + R i = 0 it( t) = Ae st V E is () t = sen( wt φ) Z R sieno : Z esla ipeanciaela carga Rt L ala frecuenciaw Z = R + L w, Lw y ϕ es el esfase corresponiente ϕ = arctg = arctg( Q) R I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-8-
TEMA 6 : Rectificaores Controlaos obteneos una expresión para la corriente igual a: Rt V E L i () t = A e + sen( wt φ ) Z R Para el cálculo e la constante A iponreos las coniciones e contorno, para las cuales ebeos istinguir os situaciones: U E θ V V V3 θ ' +/p wt a.- Conucción iscontinua: En este caso el ángulo e extinción es inferior al ángulo e cebao el siguiente tiristor ' = + /p, el cual es esfasao un ángulo. ( < + /p) Dao ue i = 0 para wt =, e introucieno el coeficiente = E/V (conocio coo velocia e control e otores) llegareos a la siguiente expresión para la corriente:. I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-9-
Introucción a la Electrónica e Potencia I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-0- ( ) wt para ) ( ) ( θ φ φ + = Lw wt R e sin Z R wt sin Z R R V i Aeás i = 0 para wt=, conición e la cual obteneos: = wl R wl R e sin sin e ) ( ) cos( ) ( ) cos( φ φ φ φ Ecuación transcenental ue nos inica el ángulo e extinción en función el e encenio, e L y E. resolvaos esta ecuación gráficaente toano coo paráetros y wl/r. Estas curvas están liitaas en su parte inferior por el líite e, sieno ín= arcsen()=θ, fijano el líite e toas las curvas wl/r para caa valor e. El líite superior correspone a áx=-arcsen()=θ. Por la parte superior está liitaa por la conición =-. Dao ue la inuctancia no puee soportar una tensión eia, la corriente e carga c I se puee calcular e la siguiente anera: ( ) ( ) [ ] ) cos( ) cos( ) sin( o bien : wt ) sin( ) sin( φ φ = = + = R V p wt R E wt V p I e Z R wt Z R R V p I Lw wt R =E/V Q=Lw/R =-
TEMA 6 : Rectificaores Controlaos U' b.- Conucción continua: V V V3 E En este caso el ángulo e extinción coincie con el ángulo e acabao el siguiente tiristor ( = ' ). De esta fora puee ser extrapolao el caso iscontinuo, iponieno la conición: i = i e lo cual resulta la contante A igual a: '=+/p V sin( φ) A = θ θ' θ wt Z R e Lw e Por tanto la corriente se expresará coo: R( wt ) V cos( φ) sin( φ) i = Lw cos( φ ) sin( wt φ) e R R e Lw La corriente c e la carga puee ser calculaa coo : I n V = = i wt R 6..5.- Efectos al añair un ioo volante. ( cos( ) ) Cuano el valor eio U' e la tensión rectificaa no puee hacerse negativo bien por isponer e una carga pasiva o bien por ue la f.e.. no puee invertirse, se puee reucir la onulación e la tensión rectificaa si isponeos e un ioo volante colocao entre los bornes e la salia el rectificaor, tal coo se uestra a continuación. R Lw Mientras la conucción e los tiristores hagan ue la tensión e salia u' sea positiva el ioo volante no conuce. Cuano la conucción e los tiristores haga ue la u' sea negativa, el ioo volante conuce y blouea al tiristor ue conucía. La corriente e la carga no puee anularse instantáneaente si es inuctiva la carga, e fora ue se cierra se caino a través e este ioo e libre circulación. La función e este ioo será por tanto ás iportante cuanto enor sea el ínice e pulsación el ontaje rectificaor, a la hora e reucir en nivel e rizao a la salia. Coo se ha inicao, la utilización el ioo volante oificará la fora e ona e la tensión a la salia, si el ángulo e isparo supera un eterinao valor, istinto para caa ontaje rectificaor, ue hace ue la fase en conucción pase por cero. En general, coo la tensión e la fase en conucción es V=Vo cos(wt + /p), el valor ínio e para ue entre en conucción el ioo volante será: 0 + = 0 = p p. Para ángulos e retraso superiores a 0 la fora e ona es la ue se inica en la figura siguiente, one su valor eio viene ao por Vcco-V, o sea, el ue uea e restar al valor e vacío la isinución ebia a la regulación, valor ue se expresa coo: I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07 --
Introucción a la Electrónica e Potencia 0 ' U o Uo U = V cos wt wt = / p p sen pv p + sen wt p = Uo p sen p Expresión ue inica coo U'o pasa e Uo a cero, cuano va e cero a (/) + (/p). 6.3.- Rectificaores tipo P.D. y P.D. ixtos. Los rectificaores en puente utilizan os grupos e seiconuctores para rectificar tensiones, un grupo con los cátoos unios y otro con los ánoos unios. Cuano sustituios los ioos por tiristores, se pueen reeplazar en su totalia e fora ue obtengaos un puente copleto totalente controlao, o se puee conservar un grupo con ioos y otro con tiristores, obtenieno entonces un puente copleto ixto seicontrolao. En este apartao nos referireos a estos ontajes cuano el conexionao e la fuente es en estrella. 6.3..-Rectificaor P.D.3 con tiristores. Se puee obtener a partir el rectificaor P.D.3 con ioos sin ás ue sustituir los seis ioos por tiristores. El cebao e ichos tiristores se puee realizar eiante un único tren e pulsos esfasaos /6 (60 ) ue se aplican siultáneaente a la puerta e los seis tiristores. El punto e conutación natural e caa grupo e ioos (/6) efine el inicio el retaro, e oo ue con ϕ=/6 el rectificaor se convierte en no controlao, sieno la tensión e la salia la iferencia entre la envolvente superior y la inferior e las tensiones e las fases, tal coo ocurría en el rectificaor P.D.3 con ioos. Si >0 se proucirá un retraso y por tanto una regulación e la tensión e la I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07 --
TEMA 6 : Rectificaores Controlaos salia. Suponieno una carga resistiva, porán arse os casos según el ángulo e cebao, ano lugar a la conucción continua o iscontinua. Veaos a continuación el esuea e icho rectificaor y las foras e ona ás significativas para abos oos e funcionaiento. Veaos a continuación las foras e ona corresponientes a un ángulo e cebao entre /6 y / e fora ue caa tiristor conuce hasta ue se ceba el siguiente e su iso grupo. La tensión el grupo con cátoos unios la representaos coo V+ y la el grupo e ánoos unios coo V-. Veaos ahora coo la tensión e salia está foraa por la iferencia entre la tensión e caa uno e los grupos. I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-3-
Introucción a la Electrónica e Potencia En cuanto a las corrientes, veaos la secuencia e funcionaiento e los tiristores en la siguiente figura: Hasta auí heos visto al ontaje rectificaor P.D.3 con tiristores trabajano en oo rectificaor, veaos las foras e ona características trabajano en oo inversión para lo cual el ángulo e cebao estará entre / y. Ahora caa tiristor se apagará al pasar por cero la iferencia e tensiones entre las fases en conucción, al anularse la corriente en la carga, anulánose la tensión en la carga hasta el isparo el siguiente tiristor e su grupo, oento en el ue se reiniciará la conucción si el isparo es antenio. I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-4-
TEMA 6 : Rectificaores Controlaos 6.3..- Generalización a N fases. Denoinaos las tensiones alternas e la siguiente fora: 3 (=3 re trifásica) 3 v V, wt V. sin( wt) v V, wt V. sin wt v V, wt V.. sin wt. ( ) A.- Tensión Rectificaa:. v 3 V, wt V. sin wt 4. Al rectificar tensiones e períoo T y al conucir os tiristores a la vez, el ue tenga el ánoo ás positivo y el ue tenga el cátoo ás negativo., la tensión e salia constará e arcos e senoie por períoo, sieno su períoo e T/. Caa tiristor conucirá / el ciclo total, así el intervalo e conucción el tiristor T está ao T T < < por: 4 t T T 4, sieno T=, se puee escribir coo : < wt< Para el caso e re trifásica =3 veaos los intervalos e conucción e las parejas e tiristores y la tensión e salia copuesta a traos : La tensión e salia rectificaa u se obtiene coo sua e las cúspies e las tensiones e entraa: I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-5-
Introucción a la Electrónica e Potencia 6 u wt,, 8 u ( wt0,, ) 0 0 3 4 5 6 7 a.- Valor eio: par U o TabV,,, b. T a V. sin( wt ) V. sin( wt ) wt al integrar, resulta U o TabV,,,. T. cos( b). V. cos( a). V. wt Ahora el períoo e la fora e ona rectificaa es : T. y los líites e integración son a b Resultano la tensión eia Uo e salia igual a: U o V,,... V sin. Valor eio: ipar b U o TabV,,,. V. T sin( wt ). V sin wt. wt a Ahora el períoo e la fora e ona rectificaa es: T.. y los líites e integración son a b. Resultano la tensión eia Uo e salia igual a: U o V,,... V sin cos( ) Se observa ue la tensión eia es el oble ue en el caso e eia ona. Al iso resultao hubiéraos llegao al consierar a este rectificaor e ona copleta e fases ( ipar) coo la asociación en serie e n rectificaores e eia ona 0,.. 0 wt.654 U o (,, ) 0 Variación e U'o con para </ rectificación para >/ inversión.654 0 90 80. 80 I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-6-
TEMA 6 : Rectificaores Controlaos a..- Valor eficaz: ipar b U.eff TabV,,,. T a V. sin( wt ) V. sin wt. Ahora el períoo e la fora e ona rectificaa T y los líites e integración son a b.. wt se esarrolla coo : U.eff TabV,,,... V sin.. sin.. cos( ) cos Resultao el valor eficaz U-ef=U-rs igual a : U rs_ipar V,,. V.. cos para el rectificaor P.D.3 se obtiene:. sin. cos(. ) U rs_ipar 3,, 4 =.5 tensión rs en función e la tensión e pico por fase U o 3,, 4 U o 3,, 4. =.695 tensión eia en función e la tensión e pico por fase =.654 tensión eia en función e la tensión e rs por fase par b U.eff T, a, b, V,. T a V. sin ( wt ) V. sin( wt p) wt Ahora el períoo e la ona rectificaa y los líites e integración son: T a b. V resultano el valor eficaz para par: U rs_par V,,. Para el rectificaor P.D. se obtiene:. sin... cos cos(. ) U rs_par,, 4 =.44 tensión rs en función e la tensión e pico por fase U o,, 4 U o,, 4. = 0.9 tensión eia en función e la tensión e pico por fase =.73 tensión eia en función e la tensión e rs por fase a3.- Tensiones inversas en los tiristores: La tensión V en bornes el tiristor T es siepre igual a V-(v-Vno), ue tiene por expresión: V ( u Vn0) V ( Vn Vn0 ) V ( V0 V0n Vn0) V V0 Así VakT es sucesivaente igual a las iversas iferencias entre V y la ás negativa e las tensiones. La tensión inversa áxia es igual a la aplitu e la ayor e las tensiones opuestas: I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-7-
Introucción a la Electrónica e Potencia * Si el núero e fases es par, hay una tensión irect. opuesta a V, la tensiónv (/ + ) cuyo ínio coincie con el áxio e V, así la iferencia será: V. i_máx V * Si el núero e fases es ipar, las os tensiones ás cercanas a la oposición e fase con V son V (+)/ y V (+3)/. V V. V sin( wt ) V. sin wt.. p V. sin( wt ) V. sin ( wt. p. p ) V V V V V. sin( wt ) V.. sin( wt) cos V. sin( wt ) sin( wt). cos cos( ). wt sin cos( ). wt sin Aplicano las siguientes relaciones trigonoétricas: sin( x. ). sin( x). cos( x )., cos( x) cos( x. ) se obtiene: V V V. cos p. sin( wt ) cos( wt). sin p V.. sin( wt ). p cos cos( wt).. sin p... cos p. Resultano: V V.. p. V cos. sin wt p V. V 3 V.. cos Abas expresiones tienen el valor áxio en: V i_máx V,.. V cos pasano por os áxios urante caa períoo p.. sin wt p. Veaos coo ejeplo el rectificaor P.D.3 controlao, con ángulo e retaro =60 :. B.- Estuio e las corrientes: Dao ue se supone ue el rectificaor suinistra una corriente continua I constante, caa tiristor es recorrio por I urante el intervalo T/. De ahí ue los valores característicos sean: I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-8-
TEMA 6 : Rectificaores Controlaos I I I th_máx I I th_meia I th_rms Caa evanao secunario el transforaor está unio a os tiristores. Por tanto es recorrio por una corriente I urante T/ cuano conuce el tiristor el grupo e arriba y por una corriente -I urante T/ cuano conuce el tiristor el grupo e abajo, y nula urante el resto e períoo. Por tanto se valor eficaz será: I... s T I T. I Dao ue heos supuesto la corriente i constante, la potencia activa suinistraa por el rectificaor será: T P. v. t T i P U o, I U.. o cos( ) I 0 Si espreciaos las périas en los tiristores, la potencia activa calculaa anteriorente es tabién la potencia ue sale el transforaor. Así la potencia aparente el secunario, forao por evanaos e tensiones e valor eficaz V y recorrios por corrientes e valor eficaz Is, será: V S.. s VI.. s. I S s V,, I V.. I Para coparar la calia el rectificaor se puee calcular los siguientes paráetros:.- Fs: Factor e utilización o e potencia e secunario Fs= P / S s...... V sin cos( ) I F s V,, I, F s V,, I,... V sin cos( ).. I. Esta expresión es raíz e veces superior a la el rectf. e eia ona 6.3.3.- Caía e tensión en funcionaiento noral. La transferencia e la corriente I e una fase a la siguiente se realiza coo para un rectificaor e eia ona con tiristores, caso ya analizao en este iso tea. Por tanto recorano las expresiones obtenias en el apartao..3, resultaba un ángulo e solape: Lc w I cos( ) cos( + μ ) = V sen Así coo una caía el valor eio e la tensión ebio a las conutaciones e uno e los grupos e tiristores, está ao por: ΔU = LcwI Por tanto la caía e tensión ebio a las reactancias en el proceso e conutación será: ' ΔU = L c w I Respecto a las eás caías e tensión ebias a las resistencias y a los seiconuctores, siguen sieno inepenientes e, aoptano las isas expresiones ue para los rectificaores tipo P.D. no controlaos: I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-9-
Introucción a la Electrónica e Potencia PJ PJ = RI Δ U ' = R I = I ' Δ 3 U = v forwar I De toas las caías e tensión la ás iportante es la ebia al solape e conucción e los tiristores, si suponeos espreciables las eás caías, poeos calcular la tensión eia real a la salia e un rectificaor e tipo PD controlao e la siguiente anera: ' ' ' U _ real = U o_ vacio ΔU = V sen cos( ) Lc wi Veaos las variaciones e la recta e carga al variar Ú o_real 3, I, Ú o_real 3, I, 0.75 Ú o_real 3, I, 0.5 0 Ú o_real 3, I, 0.5 Ú o_real 3, I, 0.5 0 0 0 30 40 50 I Aeás las caías e tensión ocasionaas por las conutaciones ocasionan una istorsión y un corte e la señal e tensión en fora e uescas. Veaos a continuación el efecto e abos fenóenos. Consiereos ue la inuctancia e entraa el rectificaor está foraa por os inuctancias en serie, una ebia a la inuctancia por fase e las fuentes e tensión (LSi) y otra asociaa al propio conversor(lsi), tal coo se uestra en el esuea siguiente. Vll En este conversor existen seis conutaciones urante un perioo e línea. Durante caa conutación os e las tres fuentes e tensión alternas son cortocircuitaas por la conucción e os tiristores el rectificaor a través e la inuctancia Ls e caa fase. Si consieraos la tensión entre os fases, tal coo se uestra en la siguiente figura, esta es cortocircuitaa os veces por perioo, ocasionano os uescas profunas en icha tensión. Las otras cuatros uescas en una u otra fase son ebias a los solapes e las conutaciones. I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-30-
TEMA 6 : Rectificaores Controlaos T T6 T T T3 T T3 T4 T5 T4 T5 T6 T T6 T T T3 T (V-V) (V-V3) (V-V3) (V-V) (V-V3) (V-V3) (V-V) El área e ichas uescas puee ser calculaa e la siguiente anera: Sea Au la reucción en voltios-raianes el área e una tensión entre fase y neutro, ebia al intervalo e conutación: A = v wt = wl i = wl I u + u Ls I 0 El área e las uescas profunas, one las os fases son cortocircuitaas, será Au. La anchura e esas uescas (u) puee ser estiaa a partir el cálculo el ángulo e solape y e la profunia, así se puee aproxiar coo: Profunia Vll sin( ) por tanto anchura ( u) = An w LsI raianes V sin( ) V sin( ) ll En el esuea anterior se observaba un punto e unión entre las os inuctancias en caa línea, este es el punto e acoplaiento coún con otras carga ue se conecten a la isa línea. En este punto el área y la profunia las uescas es un factor ρ-veces las corresponientes a la figura L anterior, one ρ es igual a : ρ = L + s s Ls Por tanto, para un sistea ac ao en el ue viene fijao el valor e Ls, un valor elevao e Ls atenuará los cortes e la tensión en el punto e acoplaiento coún. Respecto a los valores aecuaos, existen reglaentaciones internacionales, coo la IEEE 59-98 ue liitan la istorsión y los corte e la línea según la clase el euipaiento: IEEE 59-98 para sisteas e 460V Class Line-notch Depth ρ(%) Line-notch Area (Vμs) Voltage THD(%) Special Applict. 0 6.400 3 General 0.800 5 Deicate syste 50 36.500 0 s a ll s I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-3-
Introucción a la Electrónica e Potencia La istorsión e la tensión en el punto e acoplaiento coún puee ser calculaa por eio e conocer las coponentes arónicas e la corriente e entraa así coo la ipeancia e la fuente (Ls): / ( Ih hwls ) h Voltage % THD = 00 V phase( funaental) 6.3.4.- Rectificaor P.D.3 ixto. Estos ontajes rectificaores se obtienen irectaente e los puentes rectificaores con tiristores sin ás ue reeplazar un grupo e tiristores por ioos, noralente el grupo con los ánoos counes, tal coo se uestra en la siguiente ilustración para el rectificaor P.D.3 ixto. De la isa anera ue en los rectificaores controlaos, los tiristores son cebaos con un único tren e ipulsos esfasaos entre si /3, guarano un ángulo e cebao constante con la fase corresponiente. Si este ángulo coincie con el punto e conutación natural (/6), la salia el rectificaor será igual a la el no controlao por ser nulo el retraso, y se obtenrá coo la iferencia entre la envolvente superior y la inferior e las tensiones e fase. Veaos a continuación las foras e ona asociaas. Si >0 se prouce el retraso y por lo tanto la regulación e la tensión e salia. Suponieno carga resistiva, se pueen presentar os casos según el ángulo e cebao e los tiristores, ocasionano la conucción continua o iscontinua e los isos. a).- /6 < ϕ < / Caa tiristor conucirá hasta ue se ceba el siguiente /3 as tare. Mantenieno una conucción continua en los tiristores. Veaos un ejeplo para un retraso e 45. I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-3-
TEMA 6 : Rectificaores Controlaos b).- ϕ > / Caa tiristor conucirá hasta ue la tensión neta ue tiene aplicaa lo polarice inversaente, lo cual ocurre en los puntos e cruce e los seiciclos negativos. Veaos un ejeplo e funcionaiento para un ángulo e retraso e 45 y e 0. =45º En este caso one en general < - /, los intervalos e conucción e os seiconuctores unios al iso bore secunario no se superponen. La tensión u' e salia está foraa urante caa uno e sus períoos T/ por os fragentos e senoie. ángulo e retraso 0 En este caso one en general > - /, hay superposición e las conucciones el tiristor y e ioo unios al iso bore secunario, ocasionano por tanto la aparición e intervalos con u' nula. Por períoo T/ la tensión e salia u' está foraa por un arco e senoie y un segento e valor nulo. 6.3.5.- Generalización a N fases para el rectificaor P.D. ixto: I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-33-
Introucción a la Electrónica e Potencia La tensión e salia rectificaa u se obtiene coo sua e las cuspies e las tensiones e entraa: u V, wt, a V, wt, a V, wt, b V, wt, b V, wt, c V, wt, + + c V, wt, V, wt, V, wt, e V, wt, e V, wt, f V, wt, f V, wt,...... wt 0, 0.0... 3 6 6 u, wt, 8 u, wt, 0 0 3 4 5 6 7 Para este ontaje ixto, poeos calcular el valor eio e la tensión a la salia, escoponienola coo la tensión ue proporcione el grupo con tiristores (rectificaor tipo P controlao) enos la tensión ue proporciona el grupo con ioos (rectificaor tipo P con ioos) Ú o V M V 0 MED V N V 0 MED wt Resultano la tensión eia Uo e salia igual a: U o, V,. V.. sen cos ( ). V. sen V... V sen U o,, U o_pd, V.. V sen ( cos ( ) ) Ú o, V, U. o_pd, V ( cos ( ) ) Valor eio e un rect. P.D. no controlao Veaos la variación e la tensión eia e salia con el ángulo e cebao:.654 0,.. 0 U o (,, ) 0.87 Variación e U'o con one para > / no existe inversión ----> Montaje no reversible 0 0 90 80. 80 I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-34-
TEMA 6 : Rectificaores Controlaos Veaos la variación e U'o/Uo e I's/Is en función e U o, V,... V sen ( cos ( ) ) Í sb I, I. U o_pd V,.. V sen Í sb I, I. Ú o V,, U. cos ( ) o_pd, V I V 0,.. 0 Para =3 (sistea trifásico) Í sb I, I Í sb I, I 0.5 Ú o V,, U o_pd, V 0 0 0 40 60 80 00 0 40 60 80. 80 6.3.6.- Caía e tensión en el rectificaor P.D. Mixto. Distinguireos entre los os tipos e foras e ona pues eterinan los istintos intervalos e conucción con solape o sin solape, para eterinar la caía e tensión ebia al proceso e conutación con carga inuctiva. * Para < -/ La transferencia e la corriente I e una fase a otra cuano está cebao un tiristor, se efectúa coo en el rectificaor e eia ona con tiristores, one obtuvios las siguientes expresiones: ' Lc w I cos( ) cos( + μ ) = V sen Δ ( VM V 0 ) = L w I c De igual fora, la transferencia e I e una fase a otra cuano un ioo está conucieno se hace coo en un rectificaor e eia ona con ioos, one se obtuvieron las siguientes expresiones: Lc w I cos( μ) = V sen Δ ( V 0 VN) = L w I c Al ser las os caías inepenientes e, la caía total será la sua e las os: I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-35-
Introucción a la Electrónica e Potencia Δ U ' = L w I c Veaos a continuación las foras e ona asociaas a esta caía e tensión: * Para > -/ No se pueen evaluar las caías por separao. Así urante la conutación T a T conuce el ioo D. La tensión e conutación es aún V-V. Esta ebe e hacer pasar IS e cero a -I e IS e +I a cero; las variaciones ue proucirán son las isas ue para peueños, pero la caía e tensión es ahora V-V y no (V-V)/ ya ue ientras T y D conucen la tensión e salia u' es nula. Las conutaciones entre tiristor-tiristor proucen una caía e tensión eia oble, e igual a : (/)LcwI. Durante la conutación D3-D conuce T. La tensión e conutación es V3-V y ebe hacer pasar IS3 e -I a cero e IS e +I a cero. Las variaciones e corrientes a proucir son las isas ue para peueños, con el iso ángulo e superposición ue en el caso anterior. Sin ebargo la conucción siultánea e D y T hace u' nulo y el hecho e ue D3 siga conucieno no cabia el valor e u', no provocano caía e tensión las transiciones ioo-ioo. Por tanto la caía e tensión total es la isa ue para peueños. Veaos a continuación las foras e ona ue caracterizan este proceso. En cuanto a las eás caías e tensión resultarán e igual consieración y forulación ue en los rectificaores tipo P.D. totalente controlaos. I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-36-
TEMA 6 : Rectificaores Controlaos 6.4.- Rectificaores tipo S y S ixtos. La sustitución e la fuente conectaa en estrella por una fuente conectaa en polígono ue suinistra las isas tensiones alternas, no oifica ni el funcionaiento e los seiconuctores, ni la tensión rectificaa. Al tener la fuente conectaa en polígono, el funcionaiento e los seiconuctores es el iso tanto si las tensiones entre sus bornes son generaas en fora e tensiones copuestas o en tensiones siples. Puiénose tratar coo un rectificaor P.D. con tensiones e valor eficaz V'en lugar e V, antenieno entre ellas la siguiente relación / / En lugar e las tensiones : V' V V' / / V' V v = V sen( wt ) v = V sen( wt / ) se pueen consierar las tensiones siples ' ' ' ' 3 v, v, v,..., v V'3 V3 one según uestra el iagraa vectorial se cuple: * Los valores eficaces está n relacionaos por : V = V ' sen( / ) * Las tensiones siples está n esfasaas respecto e las tensiones copuestas el iso ínice, en un á ngulo igual a :, resultano: v' V V = sen wt + v' = sen wt +,... sen( / ) sen( / ) I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-37-
Introucción a la Electrónica e Potencia Veaos a continuación la estructura el rectificaor S3 con tiristores y las foras e ona ás representativas: I.T.T.(S.E.) - Universitat e València - Curso 06/07-38-