4-2 rectificadores controlados

Captulo 4

Rectificador Controlado Polifsico De Media Onda

S1 max S2 max S3 max

2 4V V cos t; V V cos t ; V V cos t ...

q q

Los voltajes referidos al secundario sern (siendo q el ndice de conmutacin del rectificador que coincidir con el nmero de fases):

max Sq maxS q 1

2 q 1V V cos t ; V V cos t 2

q


Si en un periodo entran en conduccin cada uno de los q tiristores, el tiempo de conduccin de cada uno ser T/q y el ngulo de conduccin 2/q, si suponemos una corriente continuada en la carga tal y como nos muestra la figura: Tensin media en la carga:

qdc max max

q

q qV V cos t d t V sen cos

2 q


Tensin eficaz en la carga:

2 2

rms max max

q 1 q 2V V cos t d t V cos2 sen

2 2 4 q

Este tipo de rectificador proporciona una tensin media de salida alta si lo comparamos con los convertidores controlados monofsicos, adems se obtiene a su salida una corriente y un voltaje bastante continuo por lo que es muy usado para trabajar con altas potencias. La frecuencia de la seal en la carga ser el triple de la frecuencia de entrada.

Para el caso de una carga resistiva pura tendremos en cuenta que: Si aplicsemos impulsos de disparo a la vez, a las puertas de los tiristores, se pondra a conducir siempre el que estuviera sometido a la mxima tensin. A la hora de determinar la disipacin de potencia resulta interesante saber que cada tiristor puede conducir durante un tiempo T/3, por lo que debe poder regular 1/3 de potencia.

Para ngulos superiores a 30, la carga resistiva ser atravesada en algunos momentos por corriente discontinua, al dispararse un tiristor cuando el anterior ya ha dejado de conducir. Si los tiristores son atacados por tres generadores de impulsos, aplicando estos a su correspondiente tiristor en intervalos en los que su tensin nodo-ctodo sea

positiva, a la frecuencia de red y con desfase progresivo de 120, el ngulo mximo de disparo ser de 150, ya que por encima de ste la tensin en la carga ser nula por aplicarse los impulsos a tiristores que estarn en inverso.

Estudio par una carga resistiva y 30 Tensin media en la carga:

Para =0, la tensin media en la carga ser Vdc y su valor: y el valor normalizado de la tensin media valdr: Tensin eficaz en la carga:

5

3 6dc max max

3 6

max max

3 3V V cos t d t V sen t d t

2 2

3 3 V cos 0,827V cos

2

maxdc

3 3VV

2

dc

n dc

dc

VV cos

V

5

26

rms max max

6

3 1 3V V sen t d t 3V cos2

2 6 8

0-200

-400

200

400

Van Vbn Vcn

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

VGa VGb VGc

0

-200

-400

-600

200

VTa VTb VTc

0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05

Time (s)

100

150

200

250

300

350

VL

0

-200

-400

200

400

Van Vbn Vcn

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

VGa VGb VGc

0

5

10

15

20

I(Ta) I(Tb) I(Tc)

0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05

Time (s)

4

6

8

10

12

14

16

I(RL)

Estudio par una carga resistiva y > 30

2dc max max

63

max


2 2

3 V 1 cos

2 6

Tensin media en la carga:


0

-200

-400

200

400

Van Vbn Vcn

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

VGa VGb VGc

0

-200

-400

-600

200

400

VTa VTb VTc

0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05

Time (s)

0

-100

100

200

300

400

VL

0

-200

-400

200

400

Van Vbn Vcn

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

VGa VGb VGc

0

5

10

15

20

I(Ta) I(Tb) I(Tc)

0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05

Time (s)

0

-5

5

10

15

20

I(RL)

Estudio par una carga resistiva y =10 a 148

0

-100

100

200

300

400

Tensin Carga alfa=10

0

-100

100

200

300

400


0

-50

50

100

150

200


0.02 0.03 0.04 0.05 0.06

Time (s)

0

4

8

12


Estudio para una carga altamente inductiva

Con una carga altamente inductiva, la corriente que atravesar la carga ser continuada y de valor constante. Con 30, la tensin en la carga es positiva. Con > 30, la tensin en la carga es negativa para unos fragmentos de periodo. Con 0<

Estudio para una carga altamente inductiva Con 30, la tensin en la carga es positiva.

Tensin media en la carga:

5

3 6dc max max

3 6

max max


2 2

3 3 V cos 0,827V cos

2


0

-200

-400

200

400

Van Vbn Vcn

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

VGa VGb VGc

0

-200

-400

-600

200

VTa VTb VTc

0.02 0.03 0.04 0.05

Time (s)

100

150

200

250

300

350

VL

0

-200

-400

200

400

Van Vbn Vcn

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

VGa VGb VGc

0

2

4

6

8

10

12

14

I(Ta) I(Tb) I(Tc)

0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05

Time (s)

11.5

12

12.5

13

13.5

I(RL)

Estudio para una carga altamente inductiva Con > 30, la tensin en la carga es negativa para unos fragmentos de periodo.


0

-200

-400

200

400

Van Vbn Vcn

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

VGa VGb VGc

0

-200

-400

-600

200

400

600

VTa VTb VTc

0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05

Time (s)

0

-100

-200

100

200

300

400

VL

0

-200

-400

200

400

Van Vbn Vcn

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

VGa VGb VGc

0

2

4

6

8

10

I(Ta) I(Tb) I(Tc)

0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05

Time (s)

5

6

7

8

9

10

I(RL)

0-10

10

20

30

40

Corriente Carga L=0.1mH

0

-5

5

10

15

20

25

30

Corriente Carga L=200mH

0 0.1 0.2 0.3 0.4

Time (s)

0

-5

5

10

15

20

25

30

Corriente Carga L=500mH

100

150

200

250

300

350


0

-100

-200

100

200

300

400


0

-50

-100

-150

50

100

150

200


0.2 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25

Time (s)

0

-5

-10

-15

5

10

15


Estudio para una carga inductiva con diodo volante

Para 30, el valor de la tensin media en la carga viene dado por la ecuacin usada para una carga resistiva y 30. Para 30 150, el valor de la tensin media en la carga vendr dado por la ecuacin usada para una carga resistiva y 30 150. En este caso el diodo volante conduce tres intervalos durante un periodo. Por ejemplo, para la fase Van el tiristor T1

conduce desde t= +/6 hasta t=, y el diodo volante conducir desde t= hasta que T2 empieza a conducir para t=5/6.


0

-200

-400

200

400

Van Vbn Vcn

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

VGa VGb VGc

0

-200

-400

-600

200

400

VTa VTb VTc

0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05

Time (s)

0

-100

100

200

300

400

VL

0

-200

-400

200

400

Van Vbn Vcn

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

VGa VGb VGc

0

2

4

6

8

10

I(Ta) I(Tb) I(Tc)

0

2

4

6

8

10

I(DV)

0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05

Time (s)

6

7

8

9

10

I(RL)

Esta configuracin puede trabajar en el primer y cuarto cuadrante del diagrama tensin-intensidad. El circuito de disparo ha de suministrar 6 impulsos de control para cada

perodo de la tensin de alimentacin, separados /3 en el tiempo, con una duracin por impulso de 180-, contando desde el instante de conmutacin natural si fueran diodos. El orden en que los tiristores reciben sus impulsos se debe al orden de encendido y su ubicacin.

Formas de onda para =30,en un puente rectificador trifsico totalmente controlado. Podemos apreciar los tiempos de conduccin de los tiristores que forman el puente, trabajando con carga resistiva. Instante A: encendido simultneo de T5 y T1 que da

origen al siguiente circuito: Van-T1-CARGA-T5-Vbn Instante B: una vez encendido T1 y tras un desfase

de 60, llega un impulso hasta la puerta de T6, y esto hace que dicho tiristor conduzca y que la corriente conmute de T5 a T6 dando origen al circuito siguiente:

Van-T1-CARGA-T6-Vcn Instante C: T2 recibe el impulso principal 60 despus

de la entrada en conduccin de T6. Esto hace que T2 conduzca y la corriente conmute de T1 a T2, donde resultar el siguiente circuito:

Vbn-T2-CARGA-T6-Vcn

Para nuestro montaje, el orden de conduccin ser:

T1-T6; T6-T2; T2-T4; T4-T3; T3-T5; T5-T1

ab an bn max

bc bn cn max

ca cn an max

v v v 3V sen t6

v v v 3V sen t2

v v v 3V sen t2

an max

bn max

cn max

V V sen t

2V V sen t

3

2V V sen t

3

Tensiones de Lnea Tensiones de fase

En la siguiente figura se ilustra la caracterstica de control del puente rectificador trifsico totalmente controlado con carga resistiva:

Estudio para un ngulo de retardo 60: Tensin media en la carga: Integrando para un intervalo de 60 tenemos: O de otra forma, si tomamos el circuito como dos rectificadores trifsicos controlados de media onda: El valor mximo se dar para =0, siendo Tensin eficaz en la carga:

5 5

max6 6dc ab max

6 6

3 3V3 3V V d t 3V sen t d t cos

6

dc maxV 1,654V cos

3dc max max

3

1V 2 V cos t d t 1,654V cos

2

3

maxdc

3 3VV

5

26

rms ab max

6

3 1 3 3V V d t 3V cos2

2 4

Estudio para un ngulo de retardo =30:


0

-200

-400

200

400

Van Vbn Vcn

0

-400

400

Van-Vbn Vbn-Vcn Vcn-Van

0

0.4

0.8

VG1 VG2 VG3 VG4 VG5 VG6

300

400

500

VL

0

20

40

60

I(T1) I(T2) I(T3)

0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05

Time (s)

0

20

40

60

I(T4) I(T5) I(T6)


400

440

480

520

VL_(Ang10)

300

400

500

VL_(Ang30)

0

200

400

VL_(Ang60)

0

100

200

300

VL_(Ang90)

0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05

Time (s)

0

2

4

6

8

10

VL_(Ang120)

Estudio para un ngulo de retardo > 60: En caso de carga inductiva, el valor de la tensin en la carga se puede

hacer negativo para algunos tramos de un ciclo. Si tenemos una carga altamente inductiva y sin diodo volante, habr una

corriente continuada en la carga. Si tenemos carga altamente inductiva y diodo volante o la carga es

resistiva, los tiristores conducirn desde que se disparan (para >60) hasta que el valor instantneo de la tensin en la carga sea cero. Por lo tanto tendremos corriente discontinua en la carga.


0

-200

-400

200

400

Van Vbn Vcn

0

-400

400


0

0.4

0.8


0

-200

200

400

VL

0

4

8

I(T1) I(T2) I(T3)

0.2 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25

Time (s)

0

4

8

I(T4) I(T5) I(T6)

Formas de onda del puente rectificador trifsico totalmente controlado con carga inductiva y diodo volante para =90. Podemos apreciar que no tenemos tensiones negativas en la carga. Tensin media en la carga:

dc ab max

6 6

maxdc

3 3V v d t 3V sen t d t

6

3 3V V 1 cos

3

Estudio de intensidades para una carga altamente inductiva Intensidades medias: si IC es la corriente continua y constante en la carga, la corriente media que circular en los tiristores sin diodo volante ser: Si >60, la carga es inductiva y tenemos diodo volante, dicho diodo conducir intervalos de -60 dos veces cada 120. Los tiristores conducirn intervalos [120-2(-60)]=240-2, y la corriente media en ellos y en el diodo ser respectivamente:

C

T dc

II

3

C CT dc

240 2 120I I I

360 180

C CD dc

3 2 60 60I I I

360 60

[(3)=n de fases, (2)=n de conducciones del diodo volante por fase.]

Intensidades eficaces: si 60 y tenemos diodo volante, para un perodo de la corriente de una fase tendremos:

Dos intervalos positivos de 120- . Dos intervalos negativos de 120- . Varios intervalos en los que la tensin de fase vale cero, y tendr

una duracin total de 120+2.

rms C C

120I I 0,816I

180

Por eso la corriente eficaz entregada por cada fase es:

rms C

120I I

90

Por eso la corriente eficaz entregada por cada fase es: Montaje para el puente rectificador trifsico semicontrolado. Esta configuracin es usada en aplicaciones industriales de ms de 120kW en las que se requiera que el convertidor trabaje en el primer cuadrante.

La tensin instantnea en la carga se anula para =60, y se acenta ms a medida que aumenta , por lo que la tensin media en la carga va de un mximo positivo para =0, hasta un valor nulo para =180.

Puente rectificador trifsico totalmente controlado

Puente rectificador trifsico semicontrolado.

Carga altamente inductiva

0-400

400

Van Vbn Vcn

0

-500

500


0

400

VL

0

20

I(T1) I(T2) I(T3)

0.2 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25

Time (s)

0

20

I(D1) I(D2) I(D3)

Alimentacin de una carga RL

Suponer nula la ondulacin de la corriente rectificada iC, es una hiptesis simplificadora an ms fuerte para los rectificadores con tiristores que para los rectificadores no controlados.

Dependiendo del valor de cos, la tensin rectificada vC, ser ms o menos ondulada.

Para examinar la influencia de la carga conectada, se supondr que las fuentes de las tensiones alternas y el convertidor tienen impedancias despreciables.

Las conclusiones que se obtengan en este estudio sern aplicables a todos los montajes con tiristores estudiados, ya que nos centraremos en los p fragmentos idnticos de senoide en la carga, para un perodo de las tensiones de alimentacin. La p ser el ndice de pulsacin de la tensin rectificada y VC(max) la amplitud de las senoides.


Circuito equivalente de un rectificador con tiristores: Una fuente de tensin, de perodo T/p, cuya tensin es igual a:

V=VC(max)cos(t) para (-/p)+ < t < (/p)+ Un diodo D conectado en serie. Una carga RL vendr caracterizada por: L

QR


Dados p y Q, para pequeos valores de , la conduccin es continua, siendo la corriente iC siempre positiva: Por encima de un cierto valor de , la conduccin se hace discontinua:

C C maxv V cos t para tp p

C 1C max

C C 1

v V cos t para t tp

v 0 i 0 para t tp


El valor medio Vdc de la tensin rectificada se anula para: 1tp

Conduccin continua Conduccin discontinua

Alimentacin de una carga RL - CONDUCCIN CONTINUA

Tensin media en la carga: Intensidad media en la carga: Expresin de la corriente en la carga: La obtenemos de: i0, el valor de iC para: Z, la impedancia de la carga a la pulsacin : , el desfase correspondiente

dc dc C maxp

V V cos V sen cosp

C maxdc

dc

VV pI sen cos

R R p

C

C C max

diL Ri V cos t

dt

t

pC max C max Q

C 0

v Vi cos t i cos e

Z Z p

pt

2 2 2Z R L

L

arctg arctg QR

Alimentacin de una carga RL - CONDUCCIN CONTINUA

sustituyendo: La periodicidad de iC permite escribir:

22 2

Q 1Z R 1 Q ; sen ; cos ;

1 Q 1 Q

t

pC max C max Q

C 02 2

cos Q senv Vcos t Q sen t p p

i i eR 1 Q R 1 Q

C 0i ip

t pC max Q

C 22

pQ

2 Q cos sen senv p

i cos t Q sen t eR 1 Q

1 e

Alimentacin de una carga RL - CONDUCCIN DISCONTINUA

El paso de conduccin continuada a discontinua, se obtiene cuando iC se anula, y el valor de que anula esta corriente se obtiene de: Expresin de la corriente en la carga: pero al ser i0 nulo, obtendremos iC a partir de la ec. de continuidad

2

pQcos Q sen cos Q sen ep p p p

C

C C max

diL Ri V cos t

dt

tp

C max QC 2

vi cos t Q sen t cos Q sen e

p pR 1 Q


El ngulo de fin de conduccin t1, se obtiene haciendo iC=0 para t=t1. Este ngulo viene dado por: Tensin media en la carga:

1t p

Q1 1cos t Q sen t e cos Q sen

p p

1t

dc 1C max C max

p

p pV V cos t d t V sen t sen

2 2 p

1dc dc

sen t senp

V V

2 senp


Intensidad media en la carga: Cuando toma un valor tal que: , los tiristores ya no pueden saturarse. Para: , vC es constantemente nula y Vdc es cero. Podemos apreciar que, dado p, el valor de que anula Vdc es independiente de Q.

dcdc

VI

R

C maxt V cos t 0p

p 2 2 p

CARACTERSTICAS DE CONTROL

Las caractersticas de control Vdc() indican, dado p y para diversos valores de Q, cmo vara la tensin rectificada media Vdc, en funcin del ngulo en el disparo. Las siguientes figuras dan, para los valores usuales de p y algunos valores de Q, las caracterstica (Vdc/Vdc)=f(). Se han dibujado con trazos discontinuos las que corresponden a la conduccin discontinua:

Para p=2: Se debe variar de 180 para llevar Vdc de su valor mximo a cero. Si la carga es puramente resistiva (Q=0), la conduccin es discontinua desde el momento en que se aparta de cero.


Para p=3: La variacin de necesaria slo es de 150 y, si Q es nulo, la conduccin es continuada mientras sea inferior a 30.


Para p=6: La tensin Vdc va de Vdc a cero, cuando pasa de 0 a 120, la conduccin discontinua aparece como ms pronto para =50.

CARACTERSTICAS DE CONTROL Para p=12: La tensin Vdc va de Vdc a

cero, cuando pasa de 0 a 105, la conduccin discontinua aparece como ms pronto para =75.

FACTOR DE POTENCIA

El factor de potencia en rectificadores depender considerablemente del tipo de carga conectada. En el caso de los controlados, nos encontramos con que presentan un factor inferior a 1, y a veces bastante inferior.

FACTOR DE POTENCIA EN RECTIFICADORES MONOFSICOS

a) Con Carga Resistiva: Estudio para el puente totalmente controlado

El factor de potencia viene dado por el cociente entre la potencia suministrada a la carga (PC) y la potencia aparente de la fuente (S):

2 max

C rms rms rms rms

VP' I R S V I I

2

FACTOR DE POTENCIA

Para el montaje no controlado (=0), el factor de potencia valdr 1.

C rms

max

P 2RI PF

S V

max

rms

sen 2 sen 2VI 1 PF 1

2 22R

FACTOR DE POTENCIA

Estudio del rectificador con transformador de toma intermedia La principal diferencia entre este montaje y el puente rectificador, es que en aquel vamos a tener dos fuentes de tensin (v1 y v2), as que la potencia aparente que proporciona el secundario ser:

S = S1+S2 S1 = S2 S = 2S1 S1 = V1(rms)I1(rms)

La intensidad eficaz I1(rms), ser igual que la suministrada por un rectificador monofsico controlado de media onda, ya que cada fuente suministra corriente cada medio semiciclo.

max max max

1 rms

I V Isen2 sen2I 1 S 2 1

2 2 2 22

FACTOR DE POTENCIA

Para calcular la potencia en la carga hay que saber el valor de Irms: y el factor de potencia valdr: El factor de potencia para el secundario es inferior que para el primario del transformador, en una relacin de 0,707. Esto significa que el transformador necesario tendra que ser mayor que el utilizado para alimentar un puente rectificador.

2max

rms C rms

sen21

I 2I P 2 I R

22

C

sen 21

2PPF

S 2

FACTOR DE POTENCIA

b) Con Carga Altamente Inductiva: Estudio del puente rectificador monofsico totalmente controlado Teniendo en cuenta que vamos a tener una corriente constante en la carga de valor IC, el factor de potencia ser: Cuando sea no controlado (=0), el factor de potencia vale 0,9 y por tanto es menor a la unidad. Dicho factor respecto al primario ser igual que respecto al secundario, al ser las respectivas potencias aparentes iguales.

2

C CP I R max

C

VS I

2 maxC

2VI cos

R

C

PPF 0,9 cos

S

FACTOR DE POTENCIA EN RECTIFICADORES POLIFSICOS

En la mayora de los casos en los que se trabaja con grandes cargas, se utilizan los puentes rectificadores polifsicos. La carga suele tener carcter inductivo, as que la corriente que circule por el sistema ser de valor constante IC. El estudio se realizar para un puente rectificador trifsico respecto a la fuente de alimentacin.


Formas de onda en un puente rectificador trifsico con carga altamente inductiva. Se observa como la corriente de lnea de la fase A podra comenzar /6 despus de que se haga cero Van, si =0.


El estudio del factor de potencia se puede hacer sobre una fase. La tensin media por fase se calcula integrando, eligiendo los lmites de integracin para el fragmento en el que la corriente no se hace cero para cada semiciclo: El valor eficaz de la corriente para la fase A, la tensin eficaz y la potencia aparente sern: y el factor de potencia ser:

max CC C an C max3 3

3V I1 1P I v d t I V sen t d t cos

6

max

rms C C rms rms rmsfase

V2I I 0,8165I V S V I

3 2

CP 3

PF cosS


Para =0, este factor no valdr la unidad porque la alimentacin que nos proporcionan las fases no ser continuada durante todo el periodo. Si tenemos diodo volante, no se producirn cambios para 60. Para >60, el diodo volante conducir durante ciertos intervalos. Esto se a precia en la figura: Formas de onda en un puente rectificador trifsico con carga altamente inductiva y diodo volante. Con diodo volante no tendremos tensin instantnea negativa en la carga. La corriente en la fase A se hace cero, en el momento en que vab se anula para t=, dejando de valer cero para t=2/3+, pasando a un valor nulo cuando vca se hace cerro para t=4/3.


La potencia media se evala con la suma de las integrales de los dos intervalos de tiempo en los cuales la corriente no se anula: El intervalo de conduccin para los dos pulsos de la corriente de lnea en cada semiciclo tienen una duracin total de (4/3)-2. As, la corriente eficaz ser: y el factor de potencia:

4

C max C37C max

3 6

I 3V IP V sen t d t sen t d t 1 cos para

6 6 3 3

rms C

42

3I I

6 1PF 1 cos

3 42

3

CONMUTACIN

Hasta ahora hemos considerado que cuando un tiristor se satura, el semiconductor se bloqueaba instantneamente. Pero siempre hay inductancias en el circuito que no permiten variaciones tan rpidas de las corrientes. CONMUTACIN EN RECTIFICADORES MONOFSICOS CONTROLADOS CON TRANSFORMADOR DE TOMA INTERMEDIA

Montaje monofsico con transformador de toma intermedia con reactancia de conmutacin.

CONMUTACIN

Supongamos que est conduciendo T1 y que en el instante t0 saturamos T2; la corriente en este tiristor no puede aumentar instantneamente hasta el valor de la corriente constante IC que circula por la carga. La inductancia LC1 provoca un aumento de tensin, mientras LC2 provoca una disminucin de la tensin, de forma T1 y T2 conducen simultneamente hasta que iT1 se anule e iT2 sea igual a la corriente IC, en el instante t1: iT1+iT2 =IC Mientras los dos tiristores conducen simultneamente, la fuente de alimentacin est cortocircuitada. Las tensiones en bornes de las inductancias de conmutacin sern: T1 T2

LC1 C LC2 C

di div L v L

dt dt

CONMUTACIN

Supongamos que est conduciendo T1 y que en el instante t0 saturamos T2; la corriente en este tiristor no puede aumentar instantneamente hasta el valor de la corriente constante IC que circula por la carga. La inductancia LC1 provoca un aumento de tensin, mientras LC2 provoca una disminucin de la tensin, de forma T1 y T2 conducen simultneamente hasta que iT1 se anule e iT2 sea igual a la corriente IC, en el instante t1: iT1+iT2 =IC Mientras los dos tiristores conducen simultneamente, la fuente de alimentacin est cortocircuitada. Las tensiones en bornes de las inductancias de conmutacin sern: y como estas tensiones son iguales y de signo contrario:

T1 T2LC1 C LC2 C

di div L v L

dt dt

CONMUTACIN

Los dos tiristores tienen el ctodo al mismo potencial up, y la velocidad de variacin de la corriente en los tiristores durante la conmutacin es: cuanto mayor sea la diferencia de tensin entre las dos fases en el instante dado y cuanto menor sea la inductancia de conmutacin. A veces es necesario conocer la duracin de la conmutacin. El intervalo de tiempo t1-t0 se expresa por el ngulo , (ngulo de conmutacin). Para un grupo con saturacin natural tenemos:

T1 T2di di

dt dt

T1 T2 T1p 1 C 2 C 2 C

di di diu v L v L v L

dt dt dt

T2 T1 T2C C 2 1 2 1C

di di di 12L 2L v v v v

dt dt dt 2L

CONMUTACIN

Y para la saturacin controlado: donde: Cada de tensin debida a la conmutacin: En el circuito habr una prdida de tensin relacionada con el funcionamiento sin conmutacin. Dicha prdida podemos apreciarla en la siguiente figura (zona sombreada en vLC1), sabiendo que esta cada de tensin se corresponde con la tensin que se pierde en cada tiristor:

C C

max

2X I1 Cos

2V

C C C Cmax max

2X I L Icos cos

2v V

C C max S S 1 2X L 2 f V 2V V V V

CONMUTACIN

Formas de onda de las tensiones y las corrientes

con variacin de , en un rectificador monofsico con transformador de toma intermedia.

CONMUTACIN

La iC pasar del valor 0 al mximo IC.

La conmutacin se produce dos veces por periodo, en el intervalo de tiempo:

y la Vx (cada de tensin debida a la conmutacin) ser:

C1

0

It

C C C C Ct

0

diL dt L i L I

dt

2 1 1

2 2f

C CX C C

2L I1V X I

T

CONMUTACIONES EN PUENTES RECTIFICADORES TRIFSICOS

Esquema de un puente trifsico con reactancias de conmutacin.

Para un puente rectificador trifsico, el ngulo de

conmutacin vale, para =0:

y para 0:

C C

max

2X I1 cos

3V

C Cmax

2X Icos cos

3V


Cada de tensin debida a la conmutacin: La tensin perdida es la necesaria para hacer que la corriente en cada semiconductor pase de 0 a IC: Esta conmutacin se produce seis veces por perodo, es decir, en cada intervalo de tiempo de: por eso, si llamamos VX a la cada de tensin debida a la conmutacin:

1 C

0

t I

C C C C C0t

diL dt L i L I

dt

2 1 1

6 6f

C CX C C

6L I3V X I

T


Formas de onda de las tensiones y las corrientes con variacin de , en un rectificador monofsico con transformador de toma intermedia.


0

-400

400

Van Vbn Vcn

0


0

1


250

500

VL

0

50

I(T1) I(T2) I(T3)

0.2 0.21 0.22 0.23 0.24

Time (s)

0

50

I(T4) I(T5) I(T6)

4-2 rectificadores controlados

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