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ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES El rectificador de la figura tiene una carga resistiva pura R. Determine la eficiencia, Factor de Forma, Factor de componente ondulatoria, el factor de utilización de transformador, voltaje inverso pico del diodo y el valor Cf de la Corriente de entrada = 1 0 ( ) v L (t)=0 T/2<t<T = 1 /2 0 = ( ( 2 1))

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Page 1: ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES - …rectificador+.pdf · ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES El rectificador de la figura tiene una carga resistiva pura R. Determine la

ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES

El rectificador de la figura tiene una carga resistiva

pura R. Determine la eficiencia, Factor de Forma,

Factor de componente ondulatoria, el factor de

utilización de transformador, voltaje inverso pico del

diodo y el valor Cf de la Corriente de entrada

𝑣𝑑𝑐 =1

𝑇 𝑣𝑙

𝑇

0

(𝑙)𝑑𝑡

vL(t)=0 T/2<t<T

𝑣𝑑𝑐 =1

𝑇 𝑣𝑚𝑠𝑒𝑛𝑤𝑡𝑇/2

0

𝑑𝑡 =−𝑣𝑚𝑤𝑇

(𝑐𝑜𝑠(𝑤𝑇

2− 1))

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ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES

F=1/T w=2𝜋

𝑣𝑑𝑐 =𝑣𝑚𝜋

= 0.318(𝑣𝑚)

𝐼𝑑𝑐 =𝑣𝑐𝑑𝑅

= 0.318(𝑣𝑚)/𝑅

𝑣𝑟𝑚𝑠 =1

𝑇 (𝑣𝑙

𝑇

0

𝑙 )^2𝑑𝑡

𝑣𝑟𝑚𝑠 = 1

𝑇 (𝑣𝑚𝑠𝑒𝑛𝑤𝑡)^2

𝑇2

0

𝑑𝑡

1/2

=𝑣𝑚2

= 0.5𝑣𝑚

𝐼𝑟𝑚𝑠 =𝑣𝑟𝑚𝑠𝑅

= 0.5(𝑣𝑚)/𝑅

𝑃𝑑𝑐 =(𝑣𝑐𝑑 )^2

𝑅= (0.318𝑣𝑚)^2/𝑅

𝑃𝑐𝑎 = (0.5𝑣𝑚)^2/𝑅

𝜂 =𝑃𝑑𝑐

𝑃𝑐𝑎=

(0.318𝑣𝑚)^2

(0.5𝑣𝑚)^2= 40.5%

𝐹𝐹 =𝑣𝑟𝑚𝑠

𝑣𝑑𝑐=

0.5𝑣𝑚0.318𝑣𝑚

= 1.57 = 157%

𝑅𝐹 = 𝑓𝑓2 − 1 = 1.21

Page 3: ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES - …rectificador+.pdf · ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES El rectificador de la figura tiene una carga resistiva pura R. Determine la

ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES

𝑣𝑠𝑒 = 1

𝑇 (𝑣𝑚𝑠𝑒𝑛𝑤𝑡)^2

𝑇2

0

𝑑𝑡

1/2

=𝑣𝑚

2= 0.707𝑣𝑚

𝐼𝑠𝑒 =𝑣𝑠𝑒𝑅

= 0.5(𝑣𝑚)/𝑅

𝑉𝐴 = 𝑉𝑠𝑒𝐼𝑠𝑒

𝑇𝑈𝐹 =𝑃𝑐𝑑

𝑉𝑠𝑒𝐼𝑠𝑒=

(0.318)^2

(0.5 ∗ 0.707)= 0.286

PIV=Vm

𝐼𝑠(𝑝𝑖𝑐𝑜) =𝑣𝑚𝑅

= 0.318(𝑣𝑚)/𝑅

𝐶𝐹 =𝐼𝑠(𝑝𝑖𝑐𝑜)

𝐼𝑠=

1

0.5= 2

Un rectificador ideal tendría que ser 𝜂 = 1, 𝑣𝑎𝑐 = 0,

𝑅𝐹 = 0, 𝑇𝑈𝐹 = 1, 𝑇𝐻𝐹 = 0 = 𝐻𝐹, 𝑃𝐹 = 1 = 𝐷𝑃𝐹,

ESTUDIAR EJEMPLO 3,8

Page 4: ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES - …rectificador+.pdf · ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES El rectificador de la figura tiene una carga resistiva pura R. Determine la

ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES

Debido a la carga inductva el periodo de conducción

del diodo D1 se extenderá a180° hasta que la

corriente se haga cero en wt=π+σ

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ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES

Vl promedio del inductor es cero

𝑣𝑑𝑐 =𝑣𝑚2𝜋 𝑠𝑒𝑛𝑤𝑡𝜋+𝜎

0

𝑑𝑡 =𝑣𝑚2𝜋

(−𝑐𝑜𝑠(𝑤𝑡))

𝑣𝑑𝑐 =𝑣𝑚2𝜋

(1 − 𝑐𝑜𝑠(𝜋 + 𝜎))

_________________________________________________

______________________________

El voltaje de la batería en la figura es 12v y su

capacidad es 100w-h la corriente deberá ser

Icd=5AEl voltaje de entrada del primario es vp=120

60Hz el transformador tiene una relación de n

vueltas 2:1 Calcular el ángulo de conducción del

diodo

La resistencia limitadora de corriente

Page 6: ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES - …rectificador+.pdf · ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES El rectificador de la figura tiene una carga resistiva pura R. Determine la

ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES

La especificación de potencia

Tiempo de cargas en horas

Eficiencia del rectificador

El voltaje de pico inverso

Solución

𝑣𝑚= 2𝑣𝑠 𝛼 = 𝑠𝑒𝑛−1𝐸

𝑣𝑚=

12

84.85= 8.13

𝛽 = 𝜋 − 𝛼 𝛽 = 180− 8.13

𝐼𝑑𝑐 =1

2𝜋 𝑣𝑚𝑠𝑒𝑛𝑤𝑡 − 𝐸 𝜋−𝛼

𝛼

/𝑅𝑑𝑤𝑡

=1

2𝜋𝑅(2𝑣𝑚 𝑐𝑜𝑠 𝛼 + 2𝐸𝛼 − 𝜋𝐸)

R=3.53

𝐼𝑟𝑚𝑠2 =

12𝜋

𝑣𝑚𝑠𝑒𝑛𝑤𝑡 − 𝐸 2𝜋−𝛼

𝛼

𝑅2𝑑𝑤𝑡 = 67.4

= 8.2

𝑣2 − sin 2 𝑥

4 + 𝑥2 + 2𝑒𝑣cos 𝑥 + 𝑒2𝑥

𝑅2

𝜂 =𝑃𝑑𝑐

𝑃𝑐𝑎 + 𝑃𝑅=

60

60 + 286.4= 17.32%

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ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES

𝑝𝑖𝑣 = 𝑣𝑚 + 𝐸 = 96.85

Rectificadores de onda completa

El rectificador de la figura tiene una carga resistiva

pura R. Determine la eficiencia, Factor de Forma,

Factor de componente ondulatoria, el factor de

utilización de transformador, voltaje inverso pico del

diodo y el valor Cf de la Corriente de entrada

Page 8: ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES - …rectificador+.pdf · ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES El rectificador de la figura tiene una carga resistiva pura R. Determine la

ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES

𝑣𝑑𝑐 =2𝑣𝑚𝜋

= 0.636(𝑣𝑚)

𝐼𝑑𝑐 =𝑣𝑐𝑑𝑅

= 0.636(𝑣𝑚)/𝑅

𝑣𝑟𝑚𝑠 = 1

𝑇 (𝑣𝑚𝑠𝑒𝑛𝑤𝑡)^2

𝑇2

0

𝑑𝑡

1/2

=𝑣𝑚

2= 0.707𝑣𝑚

𝐼𝑟𝑚𝑠 =𝑣𝑟𝑚𝑠𝑅

= 0.707(𝑣𝑚)/𝑅

𝑃𝑑𝑐 =(𝑣𝑐𝑑 )^2

𝑅= (0.636𝑣𝑚)^2/𝑅

𝑃𝑐𝑎 = (0.707𝑣𝑚)^2/𝑅

𝜂 =𝑃𝑑𝑐

𝑃𝑐𝑎=

(0.636𝑣𝑚)^2

(0.707𝑣𝑚)^2= 81%

𝐹𝐹 =𝑣𝑟𝑚𝑠

𝑣𝑑𝑐=

0.707𝑣𝑚0.636𝑣𝑚

= 1.11 = 157%

𝑅𝐹 = 𝑓𝑓2 − 1 = 0.482

𝑣𝑠𝑒 = 1

𝑇 (𝑣𝑚𝑠𝑒𝑛𝑤𝑡)^2

𝑇2

0

𝑑𝑡

1/2

=𝑣𝑚

2= 0.707𝑣𝑚

𝐼𝑠𝑒 =𝑣𝑠𝑒𝑅

= 0.707(𝑣𝑚)/𝑅

𝑉𝐴 = 𝑉𝑠𝑒𝐼𝑠𝑒

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ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES

𝑇𝑈𝐹 =𝑃𝑐𝑑

𝑉𝑠𝑒𝐼𝑠𝑒=

(0.636)^2

2(0.5 ∗ 0.707)= 0.286

PIV=2Vm

𝐼𝑠(𝑝𝑖𝑐𝑜) =𝑣𝑚𝑅

𝐶𝐹 =𝐼𝑠(𝑝𝑖𝑐𝑜)

𝐼𝑠=

1

0.707= 2

_________________________________________________

_______________________________

Un puente rectificador monofásico que alimenta una

carga inductiva muy alta como sería un motor de CD

aparece en la figura La relación de vueltas del

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ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES

transformador es 1la carga es tal que el motor utiliza

una corriente de armadura libre de oscilaciones Ia

Determinar el factor armónico HF de la corriente de

entrada y el factor de potencia de entrada del

rectificador PF

Normalmente el motor se comporta como un filtro de

reducción de la corriente de la componente

ondulatoria de la carga.

La corriente se puede expresar como una serie de

Fourier

𝑖 𝑡 = 𝐼𝑐𝑑 + 𝑎𝑛 𝑐𝑜𝑠𝑛𝑤𝑡

+ 𝑏𝑛 𝑠𝑖𝑛𝑛𝑤𝑡

𝑛=1

𝐼𝑐𝑑 = 0

𝑎𝑛 = 0

𝑏𝑛 =4𝐼𝑎𝑛𝜋

𝑖 𝑡 =4𝐼𝑎𝜋

(𝑠𝑒𝑛𝑤𝑡

1+𝑠𝑒𝑛3𝑤𝑡

3+𝑠𝑒𝑛5𝑤𝑡

5+ ⋯… )

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ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES

el valor de la componente fundamental de la

corriente de entrada es

𝐼𝑠1 =4𝐼𝑎

𝜋 2= 0.90𝐼𝑎

𝐼𝑠 =4𝐼𝑎

𝜋 2[1 +

1

3

2

+ 1

5

2

+ 1

7

2

+⋯ ] = 𝐼𝑎

𝐻𝐹 = 𝑇𝐻𝐷 = 1

0.90− 1

1/2

= 0.483

𝑃𝐹 =𝐼𝑠1

𝐼𝑠= 0.90

EJEMPLOS EN MATLAB Y SIMULINK

RECTIFICADOR CON CARGA RC

RECTIFICADOR CON CARGA RL

RECTIFICADOR CON CARGA VOLTAJE

RECTIFICADOR CON CARGA

RECTIFICADOR POLIFASICO

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ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES

EJERCICIO a) A partir de los script de matlab

realizar una Guide.

c) Realizar el script ó guide de un

rectificador monofásico onda completa

b) Realizar el rectificador puente en

simulink.

BIBLIOGRAFIA: RASHID

MATLAB, SIMPOWER,