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ELECTRONICA INDUSTRIALCapítulo 3: Rectificadores

Marcelo A. Pérez

Segundo semestre 2016

Electrónica Industrial/Rectificadores 2

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

Introducción


Rectificadores no controlados

Rectificador monofásico de media onda● Carga resistiva




● Valor medio de voltaje en la carga● Valor medio y armónicas en la corriente de entrada



Rectificador monofásico puente ● Carga resistiva




● Valor medio de voltaje en la carga● No hay armónicas en la corriente de entrada



Rectificador trifásico estrella● Carga resistiva




● Valor medio de voltaje en la carga● Valor medio y armónicas en la corriente de entrada



Rectificador trifásico puente● Carga resistiva




● Valor medio de voltaje en la carga● Armónicas en la corriente de entrada




● Armónicas características de la corriente de entrada



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



Rectificador monofásico de media onda● Carga resistiva-inductiva

● El diodo sigue conduciendo hasta que la corriente es cero● Area A= Area B● Que pasa si L tiende a infinito?



Rectificador monofásico puente ● Carga resistiva-inductiva



Rectificador monofásico puente ● Carga resistiva-inductiva (L tiende a infinito)

● Factor de potencia● Distorsión armónica total

(THD)



Rectificador trifásico estrella ● Carga resistiva-inductiva (L tiende a infinito)

- + + -

+

-

vsis

vd

vD

id



Rectificador trifásico puente● Carga resistiva-inductiva (L tiende a infinito)

- +

+

-vsis

vd

vD

id

+

-

● Factor de potencia● Distorsion armónica total (THD)



Rectificador monofásico de media onda● Carga inductiva activa (carga de baterias)

● Considerar tensión DC


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


Operación con carga capacitiva



Rectificador monofásico puente ● Carga resistiva capacitiva



Rectificador trifásico puente ● Carga resistiva capacitiva

- +

+

-vsis

vd

vD

id

+

-


Rectificadores controlados

Rectificador monofásico de media onda controlado● Carga 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?



Rectificador monofásico de media onda controlado● Carga 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?



Rectificador monofásico puente● Carga resistiva

P

vd

id

Carga

T1

T2

T3

T4

vs

N

is+

ig1



Rectificador monofásico puente● Carga resistiva inductiva (L tiende a infinito)

P

vd

id

Carga

T1

T2

T3

T4

vs

N

is+

ig1



Rectificador trifásico estrella● Carga resistiva inductiva (L

tiende a infinito)



Rectificador trifásico estrella

● Carga resistiva ● Carga inductiva (L tiende a infinito)


Ld

i2

i3

i1

T1v

idig2

ig1

ig3

v1

v2

v3

T1

T3

T2

vd-+

-+


Operación con tensión negativa● Ángulo de disparo variable puede producir tensiones negativas



Rectificador trifásico puente

● Carga inductiva




● Carga inductiva


Rectificador hexafásico estrella controlado Circuito de potencia y formas de onda

v1

v2 v3

v4

v5v6

T1

T3

T5

T6

T2

T4

R

L

id

vd

i1

i2

Interconexión de rectificadores


Rectificadores en serie Para aumentar la tensión de salida Ejemplo con dos rectificadores trifásicos estrella:

Puede ser aplicado a otros rectificadores también

R

L

C.A

C.A

vd

R

Lv1 v2 v3

v6v4 v5

vd

vR1

vR2

id



Rectificadores en serie Se puede usar también para aumentar el número de pulsos

v1,v4

v3,v6 v2,v5

v1

v3 v2

v6

v4

v5


Sin desfase en la entrada a los rectificadores:

Con desfase de 180 grados:


Rectificadores puente de 12 pulsos Los devanados secundarios tienen un desfase de 30 grados



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



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

vd1v1 v2 v3

vd2v4 v5 v6R

L

vdi1 i2 i3 i4 i5 i6

id1 id2

Reactor deinterfase

Rectificador 1 Rectificador 2

2riv

2riv

Id



Rectificadores en paralelo Formas de onda



Rectificadores en anti-paralelo (convertidor dual) Sirve para cambiar la polaridad de la corriente en la carga

Por ejemplo para hacer inversión de marcha en un motor DC

Rect I Rect II

id

Rect I

vd

id

III

0

Rect II

vd

id

0

IVIII



Rectificadores en anti-paralelo (convertidor dual) Ejemplo de 3 pulsos y sus formas de onda

L1 L2 L3

M.G

1

1'

2

2'

3

3'Rect 2

Rect 1

vd2vd1



Rectificadores en anti-paralelo (convertidor dual) Otros ejemplos de convertidores duales

LKR

A B

123

123

IKR'

IKR''

LKR

A B

IKR

LKR

A B

IKRTr1 Tr2

LKR

A B

1

2

IKR'

IKR''

1

2

LKR

A B

123

123

LD


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