Unidad 2 Rectificadores Controlados y No

7/26/2019 Unidad 2 Rectificadores Controlados y No

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Conceptos 2,sicos de recti!icacin

Una onda consiste en la propagacin de una perturbacin de alguna propiedad de

un medio, por ejemplo, densidad, presin, campo elctrico o campo magntico, a

travs de dicho medio, implicando un transporte de energa sin transporte demateria.

Frecuencia es una magnitud que mide el nmero de repeticiones por unidad

de tiempo de cualquier fenmeno o suceso peridico.

-3-5 convertidores a5dc-

La conversin adc es reali!ada por convertidores est"ticos de energa,

comnmente denominados rectificadores. #or tanto, un rectificador es un sistema

electrnico de potencia cu$a funcin es convertir una tensin alterna en una

tensin continua.

Clasi!icacin de los convertidores a6dc

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$ecti!icador

%l siguiente bloque es un rectificador de onda completa construido con diodos,

este ofrece ma$or eficiencia porque aprovecha al m")imo la se1al deltransformador, sin embargo, este sistema tiene grandes prdidas de energa,

puesto que slo se aprovecha entre un 2 $ 34 del voltaje5 el resto se pierde en

forma de calor, disipado principalmente por el transformador $ los circuitos de

regulacin.

*iltrado

%l filtrado, que es la tercera etapa de la fuente alimentacin lineal, este se reali!a

mediante un capacitor. %n esta etapa se presenta la primera apro)imacin hacia

una se1al de corriente directa, una se1al de voltaje con un ri!ado deseado. Lase1al queda pr"cticamente continua $ lista para que mediante el regulador de

voltaje se obtenga de ella la se1al de corriente directa que se desee.

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$eg&lacin

%n el ltimo bloque, el regulador de voltaje, se encarga de reducir el ri!ado $ de

proporcionar un voltaje de salida de la tensin e)acta que se desea. %l regulador

es un encapsulado de tres terminales. 6u caracterstica principal es que la tensin

entre los terminales vout $ gnd es de )) voltios $ una corriente m")ima de a.

Media onda

%s el rectificador m"s sencillos que e)iste, $ en consecuencia el m"s barato.

6implemente en necesario un diodo entre la alimentacin de alterna $ la carga, tal

$ como se muestra en la fig. %ste circuito slo rectificara la mitad de la atencin de

entrada5 o sea, cuando el "nodo es positivo con respecto al c"todo.

#odemos considerarlo como un circuito en el que la unidad rectificadora est" en

serie con la tensin de entrada $ la carga.

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La siguiente figura muestra las formas de onda con carga resistiva para un

rectificador monof"sico con topologa de media onda, tambin denominado de

medio puente. %l funcionamiento consiste en tomar de la red una se1al sinusoidal

de valor medio nulo, $ proporcionar a la carga, gracias al diodo, una forma de

onda unidireccional, pero no constante como se muestra en la figura.

6egn sea la amplitud de la tensin de alimentacin, tendremos un determinado

nivel de tensin continua a la salida.

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7ensin media de la carga8 este valor nos determina la componente de c.c de la

tensin en la carga. Lo obtenemos calculando el promedio del voltaje de salida de

rectificador.

Tensin e!ica( en la carga:

.alor /edio de la corriente en la carga:

.alor e!ica( de la corriente en la carga

#otencia /edia en la carga:

#otencia e!ica( en la carga:

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$endi/iento8

Onda co/pleta9ectificador con transformador de toma media

%n este caso, para rectificar la onda completa, se utili!an - diodos, en unaconfiguracin denominada rectificadora con trasformador en toma media. %n lasfiguras siguientes se muestra el circuito $ las formas de onda, respectivamente.

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7ensin media en la carga8

7ensin efica! en la carga8

:orriente en los diodos8

#otencia media en la carga8

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#otencia efica! en la carga

$endi/iento

%l rendimiento de este tipo de transformadores es el doble del monof"sico de

media onda, lo cual, unido a la duplicacin de la intensidad media, $ a la notable

reduccin del ri!ado, implica una clara mejora. :abe destacar que si

consideramos que el rectificador en onda completa presenta ; periodos, la

tensin de salida del rectificador presenta un ri!ado de h!. %n electrnica de

potencia, estos rectificadores se suelen utili!ar frecuentemente en etapas donde la

frecuencia de entrada es elevada, puesto que en ste caso se consigue reducir el

tama1o del transformador.

$ecti!icador en p&ente

%n este caso, para rectificar la onda completa, se utili!a 0 diodos, en una

configuracin denominada puente completo o puente de graet!. 9ecibe el nombrede puente rectificador, por estar formado por cuatro diodos conectados en puente

$ su principal ventaja respecto al rectificador de onda completa con toma media es

que n necesita transformador.

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Figura -.3 rectificador trif"sico controlado con carga r+l

La figura -./ presenta las formas de onda de un rectificador trif"sico con corrientede salida constante &carga fuertemente inductiva' .la tensin media de salida vienedada por8

Figura -.N presenta las formas de onda de un rectificador trif"sico

:omo podemos ver este tipo de sistema puede trabajar tambin en la regin deinversin para valores del "ngulo de disparo ma$ores de NP. La figura =.== lasformas de onda en tensin de un rectificador trif"sico controlado funcionandocomo inversor.

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convertidores dc+ac

convertidores dc+dc

Los convertidores de ac+ac se pueden dividir en dos grandes grupos8

+variantes de frecuencia

+controladores de voltaje de alterna

un ciclo convertidor es un convertidor ac+ac que permite la conversin de la

potencia de alterna a una frecuencia en potencia de otra frecuencia de alterna

Un controlador de voltaje de alterna es un convertidor que permite controlar la

potencia transmitida a la carga variando el valor de la tensin efica! aplicada.

%)isten dos clasificaciones de controladores de voltaje de alterna dependiendo del

tipo de control que se utili!a8

+control todo+nada8 se permite la cone)in a la alimentacin durante unos ciclos $

despus se corta durante otros tantos controlando as la potencia de salida.

%ste tipo de control produce mu$ pocos armnicos pero el periodo de cone)in

descone)in es elevado.

control monof"sico de onda completa & figura -.-..= '8 consiste en el control del

"ngulo de disparo de los tiristores haciendo disparar t $ t- con un retraso entre

ellos de /P $ un "ngulo tal que d la potencia de salida deseada.

%ste tipo de control produce un nivel de armnicos ma$ores pero con un menor

periodo de cone)in+descone)in.

-.-. principio del control de abrir $ cerrar.

%l principio de control de abrir $ cerrar se puede e)plicar en un controlador deonda completa monof"sico el tiristor conecta la alimentacin de ca a la carga

durante un tiempo tn5 un pulso inhibidor de compuerta abre el interruptor durante

un tiempo t.

%l tiempo activo, tn, est" formado, por lo comn, de un nmero entero de

ciclos.

-.-.- principio del control de fase.

%l flujo de potencia hacia la carga queda controlado retrasando el "ngulo de

disparo del tiristor t. (ebido a la presencia del diodo d, el rango de control est"

limitado $ el voltaje rms efectivo de salida slo puede variar entre 3.3 $ 4. %l

voltaje de salida $ la corriente de entrada son asimtricos $ contienen una

componente de cd.

6i ha$ un transformador de entrada puede ocurrir un problema de saturacin.

%ste circuito es un controlador monof"sico de media onda, adecuado slo para

cargas resistivas de poca potencia, como son la calefaccin $ la iluminacin.

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Un ciclo convertidor es un cambiador de frecuencia directa que convierte la

potencia de ca a una frecuencia en potencia de frecuencia alterna a otra

frecuencia mediante conversin de ca a ca, sin necesidad de un eslabn de

conversin intermedio.

La ma$or parte de los ciclo convertidores son de conmutacin natural, estando la

frecuencia de salida m")ima limitada a un valor que es slo una fraccin de la

frecuencia de la fuente. :omo resultado, la aplicacin de ma$or importancia de

los ciclo convertidores son los motores elctricos de ca de baja velocidad, en el

rango de hasta ;, ?@, con frecuencias desde hasta - Q!.

:iclo convertidores monof"sicos.

%l principio de operacin de los ciclo convertidores monof"sicomonof"sico se

puede e)plicar con a$uda de la figura ;.3.

(os convertidores monof"sicos controlados se operan como rectificadores de

fuente. 6in embargo, sus "ngulos de retraso son tales, que el voltaje de salida deuno de ellos es igual $ opuesto al del otro. 6i el convertidor p est" operando solo,

el voltaje promedio de salida es positivo, $ si el convertidor n est" operando, el

voltaje de salida es negativo.

:iclo convertidor monof"sicomonof"sico.

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