Rectificador de media onda con distintos tipos de carga

Un rectificador convierte corriente alterna en corriente continua. La finalidad de un rectificador puede ser generar una salida continua pura o proporcionar una onda de tensin o corriente que tenga una determinada componente continua. En la prctica, el rectificador de media onda se utiliza principalmente en aplicaciones de baja potencia, ya que la corriente media que suministra no ser cero y una corriente media distinta de cero puede causar problemas en el funcionamiento de los transformadores. Aunque las aplicaciones prcticas de este circuito son limitadas, merece la pena, realmente, analizar detalladamente el rectificador de media onda, pues una comprensin pormenorizada del mismo permitir al estudiante avanzar en el anlisis de circuitos ms complicados con un mnimo de esfuerzo.

ELECTRNICA DE POTENCIA

Una forma de onda peridica no sinusoidal puede describirse mediante una serie de Fourier de seales sinusoidales

Fuente Sinusoidal y carga no lineal Si una fuente de tensin sinusoidal se aplica a una carga no lineal, la forma de

onda de la corriente no ser sinusoidal, pero puede representarse como una

serie de Fourier. Si la tensin es la sinusoide:

Operando

Factor de Distorsin y THD

THD

Ejemplo 1 Una fuente de tensin sinusoidal de v(t) = 100 cos (377t) V

se aplica a una carga no lineal, dando lugar a una corriente

no sinusoidal que se expresa en forma de serie de Fourier

del siguiente modo: Determine: (a) La potencia absorbida por la carga, (b) el factor de potencia de

la carga, (c) el factor de distorsin de la corriente de carga y (d) la distorsin

armnica total de la corriente de carga.

THD

Rectificador con carga R

Rectificador con Carga RL

Carga RL

Ejemplo 2

Con los valores: R = 100 , L = 0,1 H, w = 377 rad/s y Vp = 100 V para el rectificador de media onda de la Figura , determine: (a) una expresin para

la corriente de este circuito, (b) la corriente media, (c) la corriente eficaz,

(d) la potencia absorbida por la carga R-L y (e) el factor de potencia.

es aproximad 201 o 3,5 rad

Continua Ejemplo 2

Calculo del ngulo de conduccin (Dewan)

Con el ngulo de la impedancia ingreso, intercepto la curva y saco en la abcisa el ngulo en donde i(wt) se anula

Calculo de Iav e Ief (Dewan)

IN = 0,32 = Z/Vp*Iav IRN = 0,5 = Z/Vp *Ief

Iav = Vp*0,32/Z = 100*0,32/106,9 = 0,3 A Ief = Vp*IRN/Z= 100*0,5/106,9= 0,468 A

Simulador

Mtodo de Resolucin 2

Calculo de Potencia

Pmedia = 22,3 W

Armnicas

Irms=(Io2+(I1/(2)0,5)2+ (I2/(2)0,5)2+)0,5= 0,468 FD= I1rms/Irms = 0,33/0,468 = 0,706

THD = (Irms2-I1rms2/I1rms2)0,5= 1 FP= cos * FD cos = 0,67/0,706= 0,95 = 18,4

THD de la corriente I

Irms = 0,35456 sin Io THD = (Irms2-I1rms2/I1rms2)0,5= 0,393

Componentes de la I(t)

Desfasaje entre Vin(t) e I1(t)

t= 0,913 ms = 19,7 cos= 0,94

Calculo de an y bn (analtico)

Aplicando estas integrales a la ecuacin de la corriente I(wt)

WX Mxima Usando el programa Mxima para el calculo de integrales

an=1/*(integrate((0.936*sin(wt-0.361)+0.331*exp(-wt/0.377))*cos(n*wt),wt,0,3.5))

bn=1/*(integrate((0.936*sin(wt-0.361)+0.331*exp(-wt/0.377))*sin(n*wt),wt,0,3.5))

n= 1 a1= - 231113897948311/492027824692041= -150 m

n=2 a2= - 58218129034745/130391213336494= -140 m

n=3 a3=1053860614217/8292857650492632= 0,0404 m

n=4 a4= - 3049222146030355/108317896297822344= - 9 m

n=5 a5= - 349294290523153/19259140524473663= - 5,77 m

n=1 b1= 516329101882426/366333044981739 = 450 m

n=2 b2= - 1064601917881179/2903792762194058= - 117 m

n=3 b3= 131118873279447/3173943424193521= 13 m

n=4 b4= - 3132729658077570/33833689815069277= - 29 m

n=5 b5= 383319084953094/18495769741241935= 6,6m

Calculo de an y bn (simulador)

Calculo Magnitud y Fase (Sim)

RMO con diodo de libre circulacin

Anlisis Permanente

Ejemplo Determine la corriente y la tensin media en la carga as como la potencia media

con R= 2 , L= 25 mHy, Vm= 100 v y f= 60 hz en un RMO con diodo de libre circulacin.

an=integrate((Vm*sin(wt)* cos(n*wt))/%pi,wt,0,%pi);

bn=integrate((Vm*sin(wt)*sin(n*wt))/%pi,wt,0,%pi);

a1= 0 calculando limite cuando n tiende a 1

b1=

P=

Continua Ejemplo con simulador

Con Microcap

Armnicos

RMO con carga RL y fem

Formas de onda

Trabajo Prctico N 2 Propuesto en pagina de la catedra

Encontrar para todos los circuitos; Iav, Voav, Irms, THD, FP

Electrnica de Potencia