Tema 3. Conversión CA/CC. Rectificadores - OCW

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Conversión CA/CC. Rectificadores
Tema 3
Tema 3. Rectificadores
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SITUACIÓN DENTRO DE LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA
CONVERTIDORES
CC/CC
RECTIFICADORES
INVERSORES
REGULADORES
DE ALTERNA
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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.
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RECTIFICADORES
C
C O S NO
O CONTROLADOS
CO
O
OS
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((DIODOS)
O OS)
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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
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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:
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i (t ) =
Ug
Z
⋅ sin(ωt − ϕ ) +
Ug
Z
⋅ sin(ϕ ) ⋅ e −t ⋅R / L
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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:
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i (t ) =
Ug
Z
⋅ sin(ωt − ϕ ) −
E ⎛Ug
E ⎞ −t ⋅ R / L
⎟⎟ ⋅ e
+ ⎜⎜
⋅ sin(ϕ ) + http://gsep.uc3m.es
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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
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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
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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 ⎠
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Carga R
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Carga R
Tensión salida rectificador
Vak D4
Iak D1 Iak D4
I línea R
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Carga RL
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Carga RL
Tensión salida rectificador
Vak D4
I bobina
I k D1 Iak
Iak
I k D4
I línea R
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RECTIFICADORES CONTROLADOS Y
SEMICONTROLADOS
(TIRISTOR)
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Media onda, carga R (I)
Vout
I(R1)
Vin
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Electrónica Industrial I
Media onda, carga R (II)
Vin
Vout
I(R1)
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Electrónica Industrial I
Media onda, carga RL (I)
Vout
I(R1)
Vin
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Electrónica Industrial I
Media onda, carga RL (II)
M d d
Modo
de conducción
d
ió di
discontinuo
ti
Vin
Vout
I(R1)
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Electrónica Industrial I
Onda completa, carga R (I)
Vout
I(R1)
Vin
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Electrónica Industrial I
Onda completa, carga R (II)
Vin
Vout
I(R1)
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Electrónica Industrial I
Onda completa, carga RL (I)
Vout
I(R1)
Vin
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Electrónica Industrial I
Onda completa, carga RL (II)
Vin
Vout
I(R1)
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Electrónica Industrial I
Onda completa, semicontrolado, carga RL (I)
Vout
Diodo de libre circulación
I(R1)
Vin
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Electrónica Industrial I
Comparación puente completo controlado y
semicontrolado con carga RL
CONTROLADO
SEMICONTROLADO
Vin
Vout
I(R1)
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Electrónica Industrial I
Trifásico, onda completa, carga R
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Trifásico, onda completa, carga R α=15º
Tensión salida rectificador
V k D4
Vak
Iak D1 Iak D4
I línea R
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Trifásico, onda completa, carga R α=75º
Tensión salida rectificador
Vak D4
Iak D1 Iak D4
I línea R
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Trifásico, onda completa, carga RL
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Trifásico, onda completa, carga RL α=45º
Tensión salida rectificador
Vak D4
Iak D1 Iak D4
I lí
línea R
I bobina
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Trifásico, onda completa, carga RL, α=75º
Tensión salida rectificador
Vak D4
Iak D1 Iak D4
I línea
í
R
I bobina
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Trifásico, onda completa, carga RL con DLC
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Trifásico, onda completa, carga RL+DLC, α=45º
Tensión salida rectificador
Vak D4
Iak D1 Iak D4
I línea R
I bobina
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Trifásico, onda completa, carga RL+DLC, α=75º
Tensión salida rectificador
Vak D4
Iak D1 Iak D4
I línea R
I bobina
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