Introducción a los rectificadores

TEMA COMPLEMENTARIO 1

INTRODUCCIÓN A LOS RECTIFICADORES
1.1 Introducción
Los convertidores alterna-continua, también conocidos como rectificadores,
son muy utilizados, ya que gran parte de la energía eléctrica demandada se hace en
forma de corriente continua.
Un sistema rectificador comprende las siguientes partes:
-

Transformador de alimentación.
El conjunto rectificador en si(compuesto por los dispositivos
semiconductores).
Filtro (para reducir el factor de ondulación de la tensión rectificada).
Circuitos o dispositivos de protección y de maniobra.

Junto a la rectificación, también tenemos un proceso como la conmutación que
es el procedimiento de transferencia de corriente de un dispositivo semiconductor a
otro.
A continuación pasamos a definir una serie deconceptos asociados a dicho
proceso y que se van a manejar habitualmente durante el estudio:
Grupo de conmutación: Es el grupo de dispositivos semiconductores que periódica y
consecutivamente conmutan independientemente de otros grupos. Tenemos varios tipos
de grupos atendiendo a la forma de asociación:
- Grupo de conmutación en paralelo (r): Número de grupos de conmutación
conectados en paralelo.- Grupo de conmutación en serie (s): Número de grupos de conmutación
conectados en serie.
Índice de conmutación (q): Es el número de conmutaciones por grupo de
conmutación durante un periodo de la señal de entrada. Coincide con el número de
dispositivos semiconductores en un grupo de conmutación.

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Índice de pulsación (p): Número de conmutaciones debidas a laconmutación de los
grupos durante un periodo de la tensión de entrada.

p= q  r  s 
Conmutación natural: Considerando un rectificador m-fásico, el diodo que conducirá
en cada momento será el que esté alimentado por la fase más positiva.

Fig 1. 1 Circuito rectificador m-fásico.
En el esquema de la figura 1.1, cuando conduce D 1 se cumplirá que:

V 1 =V D1 R
Para la tensión de fasedel secundario, en este caso D1 conduce, porque le llega
la tensión más positiva del secundario e impide la conducción de cualquier otro diodo.
El sistema aplica a la carga en cada instante la tensión más positiva, e impide la
conducción de cualquier otro diodo con respecto al neutro, del sistema m-fásico.
Cuando otra fase adquiera una tensión superior a V1, tendremos una
conmutaciónefectuada de forma natural; cada diodo conducirá 2Β/q. En la figura 1.2,
podemos ver representada la forma de onda de la tensión en la carga.

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Fig 1. 2 Forma de onda de la tensión en la carga en un rectificador m-fásico, no controlado.

Conmutación natural controlada: Si en el esquema de la figura 1.1, sustituimos los
diodos por tiristores, la conmutación ya no serealizará de forma espontánea al superar
la tensión instantánea de otra fase la del tiristor que se encuentra conduciendo. En este
caso la conmutación se llevará acabo bajo las órdenes del sistema de control.
Imaginemos que conduce el tiristor T1. Transcurrido un tiempo será el circuito
de control el que indique la entrada en conducción del siguiente tiristor.

Fig 1. 3
La zona sombreadacorresponde a la tensión
suministrada a la carga durante el tiempo de
conducción del tiristor. El ángulo de
conducción en cada tiristor será, por lo tanto,
de 2Β/q.

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1.2 Clasificación de los Rectificadores
Los rectificadores los vamos a englobar en dos grupos:
-

Rectificadores no controlados.
Rectificadores controlados.

En el grupo de los no controlados seincluyen aquellos montajes en los que se
utiliza el diodo como dispositivo rectificador y en el otro grupo tendremos los que
utilizan dispositivos controlables, los tiristores, y que son conocidos como
rectificadores controlados. Si en estos últimos sólo se usan tiristores, serán totalmente
controlados, y si se utilizan tiristores y diodos se les llamará semicontrolados.

1.3 Estudio de ondas...