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
Electrónica Industrial/Rectificadores 3
Rectificadores no controlados
Rectificador monofásico de media onda● Carga resistiva
Electrónica Industrial/Rectificadores 4
Rectificadores no controlados
Rectificador monofásico de media onda● Carga resistiva
Electrónica Industrial/Rectificadores 5
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
Electrónica Industrial/Rectificadores 6
Rectificadores no controlados
Rectificador monofásico puente ● Carga resistiva
Electrónica Industrial/Rectificadores 7
Rectificadores no controlados
Rectificador monofásico puente ● Carga resistiva
Electrónica Industrial/Rectificadores 8
Rectificadores no controlados
Rectificador monofásico puente ● Carga resistiva
● Valor medio de voltaje en la carga● No hay armónicas en la corriente de entrada
Electrónica Industrial/Rectificadores 9
Rectificadores no controlados
Rectificador trifásico estrella● Carga resistiva
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Rectificadores no controlados
Rectificador trifásico estrella● Carga resistiva
Electrónica Industrial/Rectificadores 11
Rectificadores no controlados
Rectificador trifásico estrella● Carga resistiva
Electrónica Industrial/Rectificadores 12
Rectificadores no controlados
Rectificador trifásico estrella● Carga resistiva
● Valor medio de voltaje en la carga● Valor medio y armónicas en la corriente de entrada
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Rectificadores no controlados
Rectificador trifásico puente● Carga resistiva
Electrónica Industrial/Rectificadores 14
Rectificadores no controlados
Rectificador trifásico puente● Carga resistiva
Electrónica Industrial/Rectificadores 15
Rectificadores no controlados
Rectificador trifásico puente● Carga resistiva
Electrónica Industrial/Rectificadores 16
Rectificadores no controlados
Rectificador trifásico puente● Carga resistiva
Electrónica Industrial/Rectificadores 17
Rectificadores no controlados
Rectificador trifásico puente● Carga resistiva
Electrónica Industrial/Rectificadores 18
Rectificadores no controlados
Rectificador trifásico puente● Carga resistiva
Electrónica Industrial/Rectificadores 19
Rectificadores no controlados
Rectificador trifásico puente● Carga resistiva
● Valor medio de voltaje en la carga● Armónicas en la corriente de entrada
Electrónica Industrial/Rectificadores 20
Rectificadores no controlados
Rectificador trifásico puente● Carga resistiva
● Armónicas características de la corriente de entrada
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Rectificadores no controlados
Número de pulsos de un rectificador● Se cuentan en el voltaje de salida durante un ciclo de la fundamental
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Rectificadores no controlados
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?
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Rectificadores no controlados
Rectificador monofásico puente ● Carga resistiva-inductiva
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Rectificadores no controlados
Rectificador monofásico puente ● Carga resistiva-inductiva (L tiende a infinito)
● Factor de potencia
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Rectificadores no controlados
Rectificador trifásico estrella ● Carga resistiva-inductiva (L tiende a infinito)
- + + -
+
-
vsis
vd
vD
id
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Rectificadores no controlados
Rectificador trifásico puente● Carga resistiva-inductiva (L tiende a infinito)
- +
+
-vsis
vd
vD
id
+
-
● Factor de potencia
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Rectificadores no controlados
Rectificador monofásico de media onda● Carga inductiva activa (carga de baterias)
● Considerar tensión DC
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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
Rectificadores no controlados
Operación con carga capacitiva
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Rectificadores no controlados
Rectificador monofásico puente ● Carga resistiva capacitiva
Electrónica Industrial/Rectificadores 30
Rectificadores no controlados
Rectificador monofásico puente ● Carga resistiva capacitiva
Electrónica Industrial/Rectificadores 31
Rectificadores no controlados
Rectificador trifásico puente ● Carga resistiva capacitiva
- +
+
-vsis
vd
vD
id
+
-
Electrónica Industrial/Rectificadores 32
Rectificadores no controlados
Rectificador trifásico puente ● Carga resistiva capacitiva
- +
+
-vsis
vd
vD
id
+
-
Electrónica Industrial/Rectificadores 33
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?
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Rectificadores controlados
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?
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Rectificadores controlados
Rectificador monofásico puente● Carga resistiva
P
vd
id
Carga
T1
T2
T3
T4
vs
N
is+
ig1
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Rectificadores controlados
Rectificador monofásico puente● Carga resistiva inductiva (L tiende a infinito)
P
vd
id
Carga
T1
T2
T3
T4
vs
N
is+
ig1
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Rectificadores controlados
Rectificador trifásico estrella● Carga resistiva inductiva (L
tiende a infinito)
Electrónica Industrial/Rectificadores 39
Rectificadores controlados
Rectificador trifásico estrella
● Carga resistiva ● Carga inductiva (L tiende a infinito)
Electrónica Industrial/Rectificadores 40
Ld
i2
i3
i1
T1v
idig2
ig1
ig3
v1
v2
v3
T1
T3
T2
vd-+
-+
Rectificadores controlados
Operación con tensión negativa● Ángulo de disparo variable puede producir tensiones negativas
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Rectificadores controlados
Rectificador trifásico puente
● Carga inductiva
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Rectificadores controlados
Rectificador trifásico puente
● Carga inductiva
Electrónica Industrial/Rectificadores 43
Rectificadores controlados
Rectificador trifásico puente
● Carga inductiva
Electrónica Industrial/Rectificadores 44
Rectificadores controlados
Rectificador trifásico puente
● Carga inductiva
Electrónica Industrial/Rectificadores 45
Rectificadores controlados
Rectificador trifásico puente
● Carga inductiva
Electrónica Industrial/Rectificadores 46
Rectificadores controlados
Rectificador trifásico puente
● Carga inductiva
Electrónica Industrial/Rectificadores 49
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
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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
Interconexión de rectificadores
Electrónica Industrial/Rectificadores 51
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
Interconexión de rectificadores
Sin desfase en la entrada a los rectificadores:
Con desfase de 180 grados:
Electrónica Industrial/Rectificadores 52
Rectificadores puente de 12 pulsos Los devanados secundarios tienen un desfase de 30 grados
Interconexión de rectificadores
Electrónica Industrial/Rectificadores 53
Rectificadores puente de 12 pulsos Los dos rectificadores de 6 pulsos se desfasan y combinados generan 12 pulsos
Interconexión de rectificadores
Electrónica Industrial/Rectificadores 54
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
Interconexión de rectificadores
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Rectificadores en paralelo Formas de onda
Interconexión de rectificadores
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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
Interconexión de rectificadores
Electrónica Industrial/Rectificadores 57
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
Interconexión de rectificadores
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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
Interconexión de rectificadores
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