Electrónica de potencia: tarea 1

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ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICA

Electrónica de Potencia
Tarea nº 1

30/10/2013

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Introducción
Una de las principales aplicaciones de la electrónica de potencia es la conversión de
corriente alterna en corriente continua, debido a que la energía eléctrica es casi siempre
generada y distribuida en alterna, es que debido a esto se ha hecho necesario
transformarla de alterna acontinua de modo de alimentar cargas que funcionan con
alimentación continua, es para esto que se utilizan dispositivos llamados rectificadores.
Los rectificadores utilizan dispositivos semiconductores que funcionan como interruptores
para poder así modificar la tensión y corriente de salida. Los principales dispositivos
utilizados para esta aplicación son los diodos o SCR (rectificadorcontrolado de silicio),
pero en esta tarea se va a enfocar en los diodos es decir en rectificadores no controlados.
A continuación se dará a conocer una aplicación de los rectificadores trifásicos al
alimentar un motor DC tipo Shunt, se analizarán distintas situaciones a las que será
sometido este motor de modo de ver el comportamiento que tiene al ir modificando ciertas
características delcircuito, luego se trabajará con un rectificador puente completo
monofásico alimentando una carga resistiva a la cual se le inserta un condensador en
paralelo de modo de disminuir la ondulación de tensión, se calculará este condensador y
se analizarán curvas , se calcularán variables entre otras cosas.

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Desarrollo
1) La figura 1 muestra un sistema trifásico alimentando a un motor Shunt através de un
rectificador trifásico. Este motor posee los siguientes datos de catálogo mostrados en la
tabla 1:

Figura 1

Tabla 1
Se quiere hacer funcionar el motor para que desarrolle una potencia mecánica de 2 [kW]
(desprecie las pérdidas por roce y ventilación de la máquina), a una velocidad de 1200

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rpm. Se realizaron los ensayos correspondientes al motor, y se obtuvieron lassiguientes
curvas características (el motor está trabajando en su zona lineal):

Figura 2

Figura 3
La figura 2 muestra gráficamente la relación entre la fuerza contra-electromotriz del motor
con la velocidad desarrollada por la maquina (en rpm). Asimismo, se obtuvieron las curvas

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que relacionan el torque desarrollado por el motor con respecto a la corriente de armadura
de éste, lascuales se muestran en la figura 3. Ambas curvas se obtuvieron para diferentes
valores de corriente de campo. Si se sabe que el valor eficaz de las tensiones del sistema
trifásico es de 220 [V], responda:
a) Obtenga la relación de transformación del transformador trifásico, si se desea
alimentar al motor DC con 130 [V].

Figura 4
Se desea tener una tensión DC de 130[V] en los terminales delrectificador mostrado en la
figura 4 ya que a esos mismos terminales va conectado el motor DC tipo shunt. Para ello
se tiene que en el devanado secundario del transformador se refleja la siguiente tensión:
V F ase = √2 * √3 * 220 * sen(wt) *

N2
N1

Luego al ser un rectificador trifásico de onda completa se tiene:
V L−med = 2, 34 * V ef
Como condición: V L−med = 130[V ]
Reemplazando: 130 =2, 34 * √3 * 220 * N 2 despejando se tiene
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Por lo tanto la razón de transformación será:
N

N2
N1

= 0, 1458

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N1
N2

= 6, 8587106

Comprobando con la simulación se tiene la figura 5 que muestra la forma de onda de la
tensión de salida del rectificador y su valor medio:

Figura 5

b) Obtenga la resistencia equivalente del devanado de campo, para que el motor esté encondiciones de mover a la carga mecánica de 2 [kW] con las especificaciones señaladas al
principio (n=1200 rpm).
Mediante la siguiente ecuación se obtiene el torque de la máquina para mover una carga
de 2 [KW]:
P =t*w
donde t: torque de la máquina [N*m], w: velocidad [ radianes/segundos] y P= potencia [w]
Para una velocidad de 1200[rpm] se obtiene una velocidad de 126[rad/seg]
V rad/seg =...