Tema 3. Conversión CA/CC. Rectificadores - OCW
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Conversión CA/CC. Rectificadores Tema 3 Tema 3. Rectificadores http://gsep.uc3m.es SITUACIÓN DENTRO DE LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA CONVERTIDORES CC/CC RECTIFICADORES INVERSORES REGULADORES DE ALTERNA Tema 3. Rectificadores http://gsep.uc3m.es CLASIFICACIÓN RECTIFICADORES 1. SEGÚN EL NÚMERO DE FASES. • Monofásicos. • Trifásicos. • N-fásicos. 2. EN FUNCIÓN Ó DEL DISPOSITIVO • No controlados. Semicontrolados. • Semicontrolados • Totalmente controlados. 3. DEPENDIENDO DEL APROVECHAMIENTO DE LA SENOIDE. • Media onda. • Onda completa. 4 EN FUNCIÓN DE LA CONTROLABILIDAD DEL SISTEMA 4. • No controlados. • Semicontrolados. • Totalmente controlados. Tema 3. Rectificadores http://gsep.uc3m.es RECTIFICADORES C C O S NO O CONTROLADOS CO O OS Tema 3. Rectificadores ((DIODOS) O OS) http://gsep.uc3m.es Rectificador de media onda carga R Tensión en la fuente V1 220 VAC 50 Hz Tensión en la carga R Corriente por la carga R Tensión ánodo‐cátodo en el diodo Tema 3. Rectificadores 5 http://gsep.uc3m.es Rectificador de media onda carga RL Problema propuesto 1 Tensión en la fuente V1 Tensión en la carga R‐L 220 VAC 50 Hz ⎛ ωL ⎞ ⎟ R ⎝ ⎠ ϕ = a tan⎜ Corriente por la carga R‐L Ángulo de extinción de la corriente β: instante en el que se produce el apagado del diodo β Tensión ánodo‐cátodo en el diodo Expresión de la corriente por la carga: Tema 3. Rectificadores i (t ) = Ug Z ⋅ sin(ωt − ϕ ) + Ug Z ⋅ sin(ϕ ) ⋅ e −t ⋅R / L 6 http://gsep.uc3m.es Rectificador de media onda carga RLE Tensión en la fuente V1 Tensión en la carga R‐L‐E 220 VAC 50 Hz Corriente por la carga R‐L‐E Tensión ánodo‐cátodo en el diodo Expresión de la corriente por la carga: Tema 3. Rectificadores i (t ) = Ug Z ⋅ sin(ωt − ϕ ) − E ⎛Ug E ⎞ −t ⋅ R / L ⎟⎟ ⋅ e + ⎜⎜ ⋅ sin(ϕ ) + http://gsep.uc3m.es 7 R ⎝ Z R⎠ Rectificador de onda completa con carga R Tensión en la fuente V1 Tensión salida rectificador (carga R) 220 VAC 50 Hz Corriente salida rectificador Corriente salida rectificador Corriente por la línea Tensión ánodo‐cátodo en el diodo D3 Tema 3. Rectificadores 8 http://gsep.uc3m.es Rectificador onda completa carga RL (100 mH) Tensión en la fuente V1 Tensión salida rectificador (carga R‐L) 220 VAC 50 Hz Corriente salida rectificador Corriente salida rectificador Corriente por la línea Tensión ánodo‐cátodo en el diodo Tema 3. Rectificadores 9 http://gsep.uc3m.es RECTIFICADORES NO CONTROLADOS v e = vL + vR 9 Aplicamos A li L Laplace l Vmax ⋅ ϖ = L ⋅ [s ⋅ I( s ) − IO ] + I( s ) ⋅ R s2 + ϖ 2 Z β Vmax ⋅ sen ( ϖ t ) = L ⋅ IO ≠ 0 I( s ) = di( t ) + i( t ) ⋅ R dt Vmax ⋅ ϖ L ⋅ IO 1 ⋅ + s2 + ϖ 2 L ⋅ s + R L ⋅ s + R L-1 ωL R Z = R 2 + (ωL )2 − ⋅t − ⋅t ϖ ⋅ L ⋅ Vmax V max L ⋅ sen ( ϖ t − β ) + i( t ) = ⋅e + IO ⋅ e L 2 Z Z R R ⎛ ωL ⎞ β = arctg ⎜ ⎟ ⎝ R ⎠ Tema 3. Rectificadores http://gsep.uc3m.es Carga R Tema 3. Rectificadores http://gsep.uc3m.es Carga R Tensión salida rectificador Vak D4 Iak D1 Iak D4 I línea R Tema 3. Rectificadores http://gsep.uc3m.es Carga RL Tema 3. Rectificadores http://gsep.uc3m.es Carga RL Tensión salida rectificador Vak D4 I bobina I k D1 Iak Iak I k D4 I línea R Tema 3. Rectificadores http://gsep.uc3m.es RECTIFICADORES CONTROLADOS Y SEMICONTROLADOS (TIRISTOR) Tema 3. Rectificadores http://gsep.uc3m.es Media onda, carga R (I) Vout I(R1) Vin Tema 3. Rectificadores http://gsep.uc3m.es Electrónica Industrial I Media onda, carga R (II) Vin Vout I(R1) Tema 3. Rectificadores http://gsep.uc3m.es Electrónica Industrial I Media onda, carga RL (I) Vout I(R1) Vin Tema 3. Rectificadores http://gsep.uc3m.es Electrónica Industrial I Media onda, carga RL (II) M d d Modo de conducción d ió di discontinuo ti Vin Vout I(R1) Tema 3. Rectificadores http://gsep.uc3m.es Electrónica Industrial I Onda completa, carga R (I) Vout I(R1) Vin Tema 3. Rectificadores http://gsep.uc3m.es Electrónica Industrial I Onda completa, carga R (II) Vin Vout I(R1) Tema 3. Rectificadores http://gsep.uc3m.es Electrónica Industrial I Onda completa, carga RL (I) Vout I(R1) Vin Tema 3. Rectificadores http://gsep.uc3m.es Electrónica Industrial I Onda completa, carga RL (II) Vin Vout I(R1) Tema 3. Rectificadores http://gsep.uc3m.es Electrónica Industrial I Onda completa, semicontrolado, carga RL (I) Vout Diodo de libre circulación I(R1) Vin Tema 3. Rectificadores http://gsep.uc3m.es Electrónica Industrial I Comparación puente completo controlado y semicontrolado con carga RL CONTROLADO SEMICONTROLADO Vin Vout I(R1) Tema 3. Rectificadores http://gsep.uc3m.es Electrónica Industrial I Trifásico, onda completa, carga R Tema 3. Rectificadores http://gsep.uc3m.es Trifásico, onda completa, carga R α=15º Tensión salida rectificador V k D4 Vak Iak D1 Iak D4 I línea R Tema 3. Rectificadores http://gsep.uc3m.es Trifásico, onda completa, carga R α=75º Tensión salida rectificador Vak D4 Iak D1 Iak D4 I línea R Tema 3. Rectificadores http://gsep.uc3m.es Trifásico, onda completa, carga RL Tema 3. Rectificadores http://gsep.uc3m.es Trifásico, onda completa, carga RL α=45º Tensión salida rectificador Vak D4 Iak D1 Iak D4 I lí línea R I bobina Tema 3. Rectificadores http://gsep.uc3m.es Trifásico, onda completa, carga RL, α=75º Tensión salida rectificador Vak D4 Iak D1 Iak D4 I línea í R I bobina Tema 3. Rectificadores http://gsep.uc3m.es Trifásico, onda completa, carga RL con DLC Tema 3. Rectificadores http://gsep.uc3m.es Trifásico, onda completa, carga RL+DLC, α=45º Tensión salida rectificador Vak D4 Iak D1 Iak D4 I línea R I bobina Tema 3. Rectificadores http://gsep.uc3m.es Trifásico, onda completa, carga RL+DLC, α=75º Tensión salida rectificador Vak D4 Iak D1 Iak D4 I línea R I bobina Tema 3. Rectificadores http://gsep.uc3m.es
