Electronica

INTRODUCCIÓN:
La electrónica de potencia ha evolucionado dramáticamente en los últimos 20 años. El desarrollo en los
elementos semiconductores ha propiciado que se puedan ya realizar conversiones de energía de manera eficiente y a nivel altos de potencia. Todo esto ha ayudado a satisfacer las necesidades crecientes de las aplicaciones industriales. Por todo esto, la electrónica de potencia yaes una materia básica en las carreras con enfoque en la electrónica. Donde los diferentes tipos de conversión de energía CA/CD, CD/CD, CA/CA, CD/CA son analizadas y estudiadas [1],[2].
En el presente artículo se presenta el diseño de un rectificador trifásico controlado por fase (convertidor
CA/CD). El circuito consta de tres partes principales: la etapa de control, la etapa de potencia y elacoplamiento entre etapas. Este tipo de convertidores trifásicos son utilizados en la industria para operar en dos cuadrantes, generalmente para el control de motores CD. La motivación para el desarrollo del circuito mostrado fue presentar un diseño que fuera de utilidad didáctica para estudiantes de licenciatura. La partes que integran este circuito son basadas en conocimientos básicos deelectrónica. Ahora, el trabajo presentado es el resultado de una extensión de un diseño de un convertidor controlado CA/CD monofásico, aplicado como actuador de potenciaen un variador de velocidad de un motor CD [4].
El orden de los puntos a tratar en este artículo se detallan. Primero se introducen las características generales
del circuito, posteriormente se explicarán a grandes rasgos las partes queconforman la etapa de control, la etapa de potencia, el acoplamiento entre etapas. Después, datos y gráficas referentes al circuito se presentan en una sección de implementación y resultados; finalmente el artículo se concluye con algunos comentarios finales.

CIRCUITO.
El circuito de potencia de CA/CD consta de 6 rectificadores controlados de silicio (SCR) los cuales tienen
que ser activadosindividualmente con un ángulo de disparo α. Entre los SCR’s existe un desfasamiento de π/3 radianes o 60º (proporcionados por la etapa de control) debido a las características de la alimentación trifásica, como se ve en la
Fig. 1.
[pic]

Para simplificar la descripción del circuito convertidorCA/CD, este se divide en tres partes generales que serándetalladas a continuación:
A. Etapa de control,B. Etapa de acoplamiento,
C. Etapa de potencia,
D. Red Snubber
A. Etapa de control

En el puente controlado, debido a las propiedades de loselemento de potencia, al variar el ángulo de disparo α delos SCR’s, el voltaje promedio de salida Vcd también cambiará. Para una carga altamente inductiva, el voltaje promedio de salida esta dado por (1), y para una carga puramente resistiva por (2)[1],[2].

[pic]

donde Vm es el voltaje máximo entre línea y neutro. Es importante recalcar, que para poder disparar de manera correcta los SCR’s del puente controlado, la etapa de control debe estar coordinada con los voltajes de línea [2].
Ahora, la parte de control se puede subdividir en:

I.- Comparador 1.
II.- Integrador.
III.- Comparador 2.
IV.- Generador del pulso de disparo .

Cadauna de ellas serán expuestas a continuación.

I.- Comparador 1
Esta etapa pretende ubicar el cruce por cero entre las fases por medio de comparaciones. Para ello se utilizaron tres transformadores de aislamiento, encargados de reducir el voltaje de línea de 120VRMS con respecto al neutro, hasta 4.5VRMS. Así, se pretende hacer una comparación entre dichas señales y generar el pulso deactivación correspondiente a cada una de las compuertas de los 6 tiristores como es mostrado en la Fig. 2. Se busca obtener información del estado de los 6 pares de voltajes de línea
(Vac, Vca, Vab, Vba, Vcb, Vbc) y determinar cuando se encuentran en el semiciclo positivo y negativo, ya que esto indica cuando alguno de los tiristores puede ser activado.

II.- Integrador.
La salida de cada uno de los...