Rectificador Monofásico Pwm

Rectificador Monofásico PWM: Diseño e Implementación.
Zaira Pineda Rico, Jaime O. Martínez Delgado, Ericka Reyes Sánchez, Emmanuel B. Moctezuma y Daniel U. Campos-Delgado, Member, IEEE.
reemplazan los diodos por tiristores en la configuración de puente es posible controlar el voltaje de salida de CD en la carga. Esto se logra al variar el ángulo de disparo de los tiristores en el encendido[1],[2] ya que la desactivación se logra por medio de conmutación natural. De esta manera se puede tener una fuente de CD variable en la carga, sin embargo aunque se trate de carga resistiva, estos convertidores de tiristores tienen un factor de potencia que decrece de la unidad al aumentar el ángulo de disparo del convertidor (es decir, al decrecer el voltaje de salida). Esto se ve acentuado al teneruna carga inductiva-resistiva, ya que además del retraso derivado por la parte reactiva de la carga, se produce otro retraso por el diseño del convertidor de tiristores al variar el voltaje. Un método para aliviar este problema, al menos para carga resistiva, consiste en reemplazar en el puente rectificador los tiristores por interruptores unidireccionales de encendidoapagado controlado [1].Estos pueden ser GTO’s, BJT’s, MOSFET’s o IGBT’s por mencionar algunos, donde se debe escoger un patrón adecuado de conmutación para los interruptores. La idea central es generar un patrón de activación en el puente rectificador de manera que se pueda variar el voltaje de salida promedio, pero manteniendo la corriente y el voltaje de alimentación en fase (FP=1.0) [3]. Varias estrategias han sidosugeridas: modulación uniforme, modulación trapezoidal, o modulación de ancho de pulso (PWM). Siendo la estrategia PWM la más utilizada, dando lugar a los rectificadores PWM monofásicos como trifásicos dependiendo de la alimentación hacia el puente. Otros métodos consisten en extender la idea de conversión CD-CD, incluyendo en las topologías básicas, como Buck, Boost y Buck/Boost, la corrección defactor de potencia en el control de conmutación [6]. En el presente trabajo se describe el desarrollo de un rectificador monofásico PWM, detallando cada una de las fases de diseño y finalizando con la implementación experimental del circuito de control y de potencia. El diagrama a bloques del diseño general se muestra en la Figura 1. El orden de los puntos a tratar en este artículo se muestra acontinuación. La Sección 2 introduce la etapa de diseño del circuito de generación del patrón PWM. La etapa de
mail:jaimeosv@hotmail.com), Erica Reyes (e-mail: resaka79@hotmail.com) y Daniel U. Campos Delgado (e-mail: ducd@fc.uaslp.mx).

Resumen—. Los rectificadores controlados PWM son circuitos que convierten corriente alterna (CA) en corriente directa (CD) variable, los cuales incluyen unacorrección de factor de potencia. El artículo presenta el proceso de diseño que se divide en 3 etapas: control, acoplamiento y potencia. La etapa de control presenta un acoplamiento con la línea de alimentación para generar un patrón PWM de los cuatro interruptores del puente rectificador. El acoplamiento con los elementos de potencia se realiza por medio de opto-acopladores de alta velocidad. Finalmenteel puente rectificador se implementa por medio de 4 IGBT’s de alta velocidad para realizar el proceso de rectificación. En el artículo se detallan cada etapa y se presentan resultados experimentales con cargas resistiva e inductivaresistiva. Índices—Electrónica de Potencia, Rectificador Controlado, Convertidor CA-CD, Instrumentación Electrónica.

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I. INTRODUCCIÓN

a eficiencia es uncriterio de diseño esencial en los convertidores de potencia. Así, en la electrónica de potencia, no es solo importante proponer circuitos que permitan la conversión de energía, si no también se debe considerar la realización de este proceso de manera eficiente. En convertidores de energía de corriente alterna esto se puede medir a través del factor de potencia (FP) del convertidor [3]. Por definición...