Rectificación Trifásica.docx

RECTIFICACIÓN TRIFÁSICA

La rectificación trifásica surge de la necesidad de alimentar con cc una carga cuyo consumo es elevado. Con los rectificadores monofásicos se obtienen factores de rizado relativamente bajos con la adicción de condensadores de filtro. Cuando esa carga consume valores de potencia más elevados, el sistema monofásico con filtros a condensador presenta el inconveniente de precisar valores de capacidad de varias decenas de miles de microfaradios. Este inconveniente queda solventado utilizando un sistema de alimentación trifásico que, como veremos, no necesita filtros a condensador, ya que su propia característica aplicada a un sistema rectificador lleva consigo la disminución del factor de rizado, pudiendo, además, manejar potenciales más elevados en la carga. Al igual que sucede en la rectificación monofásica, podemos realizar controles de media onda, y onda completa que utilicen SCR ' s partiendo de un sistema trifásico, con idénticas ventajas que aquellos, pero en aplicaciones de alta potencia.

RECTIFICADOR TRIFÁSICO DE MEDIA ONDA El circuito muestra un sistema rectificador que está alimentado por un transformador triángulo - estrella. En los extremos de cada bobinado secundario se conectan tres diodos que pueden ir unidos por sus ánodos o sus cátodos (rectificación en semiciclos positivos o semiciclos negativos).

CIRCUITO RECTIFICADOR TRIFÁSICO DE MEDIA ONDA

GRÁFICA DE TENSIONES EN EL RECTIFICADOR TRIFÁSICO DE MEDIA ONDA

Los diodos están conectados a través de la carga a la línea de neutro del secundario del transformador, de manera que cada uno de los tres tiene aplicada en sus extremos la tensión entre fase y neutro a través de la carga. Dado que las corrientes y tensiones presentes en el circuito están desfasadas 120º, cada diodo conducirá 120º desde el instante en que la tensión aplicada a su ánodo sea más positiva respecto al cátodo que la de los restantes diodos. El diodo D1 conducirá desde 30º a 150º, el diodo D2 conducirá desde 150º a 270º y el diodo D3 desde 250º a 30º, tal y como queda representado en la gráfica siguiente:

Las ecuaciones y parámetros más notables del circuito se relacionan a continuación  Tensión media o valor de cc: 𝑉0 = 0,827 · 𝑉𝑀 Siendo VM = Valor máximo de la tensión  Valor eficaz de la tensión:

𝑉𝑒𝑓 = 0,840 · 𝑉𝑀

 Tensión inversa de pico:

𝑉𝑃𝐼𝑉 = √3. 𝑉𝑀

 Factor de rizado:  Siendo F el factor de forma :

𝑟 = √𝐹 2 − 1 = 0.18 𝐹=

𝑉𝑒𝑓 𝑉𝑀

RECTIFICADOR TRIFÁSICO DE ONDA COMPLETA El funcionamiento del rectificador trifásico de onda completa está basado en la conducción alternativa de cada diodo con el ánodo a potencial más positivo y los otros dos de las ramas contrarias. Es decir, un diodo que mantenga su ánodo positivo conducirá primero 60º con el diodo de la fase siguiente (cuyo cátodo sea negativo) y otros 60º con el diodo que queda de la otra fase según la secuencia R, S, T.

CIRCUITO RECTIFICADOR TRIFÁSICO DE ONDA COMPLETA

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL RECTIFICADOR TRIFÁSICO DE ONDA COMPLETA La corriente que circula a través de la carga en cada instante, es debida a la diferencia de potencial que se origina con la conducción del diodo que tenga aplicado el potencial más positivo de su ánodo respecto al cátodo (D1 o D2 o D3) y el diodo que tenga su cátodo más negativo que el ánodo (D4 o D5 o D6) y viceversa. En resumen, cada diodo (D1 o D2 o D3) conduce 120º compartidos con otros dos, 60º con uno y 60º con otro del nudo común a D4 o D5 o D6. Ésta situación forma natural en los puntos señalados en la gráfica, estando desplazados 60º los del nudo de los ánodos con los del nudo.

Las ecuaciones y parámetros más importantes en el rectificador de onda completa se relacionan a continuación: En resumen, cada diodo (D1 o D2 o D3) conduce 120º compartidos con otros dos, 60º con uno y 60º con otro del nudo común a D4 o D5 o D6 Ésta situación forma natural en los puntos señalados en la gráfica, estando desplazados 60º los del nudo de los ánodos con los del nudo de los cátodos. Las ecuaciones y parámetros más importantes en el rectificador de onda completa se relacionan a continuación:  Tensión media o valor medio de cc:  Tensión eficaz:

𝑉𝑒𝑓 = 0,956 · 𝑉𝑀

 Tensión inversa: 𝑉𝑃𝐼𝑉 = √3. 𝑉𝑀

 Factor de Rizado: 𝑟 = 4.5%

𝑉0 = 0,955 · 𝑉𝑀

RECTIFICADOR TRIFÁSICO CONTROLADO DE ONDA COMPLETA, CARGA RL  Dependiendo de la carga la corriente de salida puede ser continua o discontinua  Puede funcionar como rectificador y como inversor  El ángulo 𝛼 se mide a partir del momento en que comenzaría la conducción si se trata de diodos, Vab mayor que cualquier otro voltaje en el circuito. Corriente continua de carga

 Para cargas fuertemente inductivas la corriente de carga es continua, sin cortes, en este caso se cumple:  El voltaje de carga está formado por partes de los voltajes de línea. El valor medio del voltaje de carga es: 𝜋

3 6 +𝛼 𝑉0 = ∫ √2𝑉𝐿𝐿 cos 𝑤𝑡 𝜋 −𝜋+𝛼 6

3√2 𝑑𝑤𝑡 = 𝑉 𝑐𝑜𝑠𝛼 = 2.34 𝑉𝐿𝐿 𝑐𝑜𝑠𝛼 𝜋 𝐿𝐿 

Cada fase conduce por 240º y cada tiristor lo hace por 120º obteniéndose una señal de salida de frecuencia seis veces de la frecuencia de la señal de entrada (conversor de 6 pulsos).

1 𝐼 3 0 1 𝐼𝑇1_𝑅𝑀𝑆 = 𝐼0 √3 𝐼𝑆 = 0 𝐼𝑇1 =

2 𝐼𝑆_𝑅𝑀𝑆 = √ 𝐼0 3 

Para cargas inductivas puras, el voltaje de salida es cero para 𝛼 = 90° y la corriente de carga se hace cero.