CONVERSORES AC/DCTrifsico Controlado de 3 y 6 PulsosFreddy Alberto Santander Aragn, Gr2

Resumen: Para la presente prctica se va a analizar conversores AC/DC trifsicos con el anlisis de sus formas de onda tanto en la lnea y en la carga analizando tambin el comportamiento que los mismos tienen al disparar los diodos con variacin y el control del Angulo de disparo de los semiconductores mismos ya que son tiristores trifsicos que que permiten el control de disparo por lo que su ngulo de disparo y funcionamiento va a dender del ngulo de disparo que se escoja en el circuito de control.

I. INTRODUCCION:Este tipo de rectificador permite variar el voltaje promedio de salida, empleando para su funcionamiento tiristores de potencia con los cuales se puede variar el ngulo de disparo y por ende la potencia entregada a la carga. Los tiristores se disparan a un intervalo de /3.La frecuencia del rizo de voltaje en la salida es seis veces la frecuencia de la fuente de entrada (6fs), y el filtrado resulta menos complejo en comparacin con el de los convertidores de media onda ya que este presenta menos rizo en el voltaje de salida.Cuando wt=(/6+), el tiristor T6 ya est conduciendo, y el tiristor TI se activa. Durante el intervalo (/6+) wt (/2+), los tiristores TI y T6 conducen y aparece el voltaje de lnea a lnea Vab = Van - Vbn a travs de la carga. Cuando wt =(/2+), se dispara el tiristor T2 y de inmediato el tiristor T6 se polariza en sentido inverso. T6 se desactiva por conmutacin natural. Durante el intervalo (/2+) wt (5/6+) conducen los tiristores TI y T2 Y aparece el voltaje de lnea a lnea Vac a travs de la carga. Si se numeran los tiristores como se indica en la figura del circuito rectificador trifsico controlado, la secuencia de disparo es 1-2,2-3,3-4,4-5,5-6 y 6-1.

Circuito de un Rectificador controlado de 6 pulsos

Formas de onda del voltaje de entrada, voltaje de salida, corriente de entrada y corriente de salida a travs de los tiristoresEl voltaje promedio de salida se puede determinar mediante:

Donde es el ngulo de disparoEl valor rms del voltaje de salida est dado por:

En aplicaciones industriales es habitual tener acometidas elctricas trifsicas. En estas circunstancias es ventajoso realizar conversiones AC/DC mediante recticadores trifsicos: Consumen potencia instantnea constante Presentan un rizado mucho menor. Son capaces de manejar ms potencia.El convertidor bsico en estas circunstancias es el recticador trifsico no controlado de seis pulsos. Su topologa es la siguiente

En este caso es una situacin mucho ms cercana a la realidad: Los recticadores trifsicos se emplean en aplicaciones de ms potencia donde el MCC es mucho ms habitual.Tras este anlisis estudiaremos el caso de corriente MCC pero no constante.La ltima parte de la leccin est dedicada a estudiar topologas adecuadas para mayores potencias: el recticador de 12 pulsos.

Una primera aproximacin en el anlisis es suponer que la red es un generador independiente de tensin.Podemos representar el recticador de una manera ligeramente diferente:El recticador consiste en dos grupos de diodos.Sin inductancia de lnea es fcil ver que en cada grupo conduce el diodo con mayor tensin nodo-ctodo.En el grupo inferior conducir el diodo cuyo ctodo est a menor potencial. En el grupo superior conducir el diodo cuyo ctodo est a mayor potencial.

A continuacin se estudiar el funcionamiento del recticador trifsico:

En el caso Ls=0, la corriente is es una seal cuadrada como la representada enla gura.Podemos calcular el valor ecaz como:

En el caso Ls=0, la corriente ia es una seal cuadrada como la representada enla gura.La red es un tono puro: podemos aplicar el balance de potencia para calcular elvalor ecaz del primer armnico del ia. Imponiendo Ps = PO:

Podemos calcular la distorsin armnica (THD):

II. DESARROLLO DE LA PRACTICA:2.1. Dibujar el diagrama fasorial, formas de onda de voltaje y corriente para un alfa de 30 grados. La relacin de transformacin es 1/2.

DIAGRAMA FASORIAL

DIAGRAMA FASORIAL

2.2. Hallar las expresiones simblicas para S, P, Q, D, fp en las lneas de entrada, y el contenido armnico de la corriente de entrada (en funcin de alfa). Hallar valores numricos de estos parmetros para alfa = 30 grados y para alfa = 60 grados. CONVERSOR CONTROLADO 3 PULSOSDescomposicin de la corrienteSimetra por: Bn=0A1= A1= A1= A1= A1= C1= |A1|GrficamenteVi = V1 - iVi = = 1200Vi = -En la lnea de entradaP= 3Vi Ii cos ViP= 3Vf P= Vf

CIRCUITO CON DIODO DE CONMUTACIONDescomposicin de la corrienteSimetra Par A1= A1= A1= A1=

Grficamente para este ejemplo:

CONVERSOR CONTROLADO 6 PULSOSDescomposicin de la corrienteSimetra Par Bn = 0A1= A1=

P= 3Vi Ii cos ViLP= 3Vf P= Vf

CASO DEL DIODO DE CONMUTACIN

III. SIMULACIONES: Conversor de 3 pulsos:

Conversor de 6 pulsos:

IV. CONCLUSIONES: En el presente informe se detalla principalmente el funcionamiento de los conversores trifsicos de 3 y 6 pulsos totalmente controlados, control que se da mediante circuitos generadores de seal en los cuales mediante diferentes mecanismos se puede seleccionar diferentes ngulos de disparo para el funcionamiento de los semiconductores que en este caso van a ser tiristores. Mediante el anlisis tanto de los semiconductores, el ngulo de disparo, tipo de carga se puede llegar a bosquejar las formas de onda aproximadas mismas que sern comprobadas en las simulaciones respectivas para cada circuito tanto en los semiconductores, lnea y carga. Con las mismas formas de onda se parte para el clculo de los parmetros ms importantes en los lugares solicitados es decir en la lnea y carga tanto los voltajes corrientes y potencias.

V. BIBLIOGRAFIA:1. Hojas Gua de la prctica 1 del Laboratorio de Electrnica de Potencia Perodo 2014-A2. Tutoriales de Clase, Ing. Jorge Rosero.3. http://www.unicrom.com/Tut_UJT.asp4. FISHER, M., J., Power Electronics, PWS-Kent Pub Co. Boston USA 1991.5. RASHID, M., Electrnica de Potencia, Pretince - Hall.