Rectificador monofásico semicontrolado

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LABORATORIO DE ELECTRÓNICA DE POTENCIA

PRÁCTICA 2

Rectificador monofásico semicontrolado

Objetivo

En esta práctica se estudiará el funcionamiento de un rectificador monofásico semicontrolado que alimente a una carga R-L. La práctica se realizará tanto sobre en el banco de entrenamiento de electrónica de potencia ALECOP como empleando componentes discretos y las fuentesde alimentación disponibles en el laboratorio. En este último caso, se utilizará como circuito de disparo de los tiristores alguno de los diseñados en la práctica 1.

Contenido teórico

En general, se denomina rectificador al circuito que produce una salida continua a partir de una entrada de alterna. Aquí, el término continua hace referencia a que la corriente fluye en un único sentidoy no a que la salida resultante contenga una única componente armónica de frecuencia cero. Por el contrario, un circuito rectificador produce una salida con un número considerable de componentes alternas o armónicas que se requieren eliminar. Para hacer desaparecer este rizado de salida se emplea un filtro paso bajo al final de la etapa rectificadora.
Los rectificadores pueden dividirse en3 grandes grupos:
• Rectificadores no controlados, formados por diodos. No regulan la tensión de salida. El valor medio de la tensión de salida es siempre positivo.
• Rectificadores semicontrolados, que emplean tiristores y diodos. La tensión media de la salida del circuito es mayor o igual a cero.
• Rectificadores controlados, formados por tiristores. Regulan la tensión desalida controlando el ángulo de disparo de los tiristores. La tensión de la salida es regulable en magnitud y polaridad. Pueden funcionar como rectificadores o como inversores. Por esta razón, reciben el nombre general de convertidores controlados por fase.

En esta práctica se estudiarán los rectificadores monofásicos semicontrolados. La figura 1 representa una de las formas de implementarun rectificador monofásico semicontrolado, y que emplea 2 tiristores y 2 diodos. Los tiristores entran en conducción cuando la tensión ánodo-cátodo es positiva se introduce un impulso de corriente por el terminal de puerta. Los diodos entran en funcionamiento en el paso por cero de la tensión de alimentación.
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Figura 1: Circuito monofásico semicontrolado

En la figura 2 se muestranlas formas de onda de tensión y intensidad a la salida para una carga R-L, donde se ha considerado que la bobina tiene un valor lo suficientemente alto como para que en ningún momento se anule la corriente que circula por la carga. Para analizar el funcionamiento del circuito supóngase, por ejemplo que conduce T1 y D2, siendo la tensión de salida v0 = vs. Después de que la tensión de alimentaciónvs se anule en (t = ( y antes de disparar el tiristor T2, el tiristor T1 sigue condiciendo, pero la corriente se transfiere del diodo D2 (que queda polarizado en inversa) al diodo D1 (polarizado en directa), estableciéndose un circuito de libre circulación para la corriente de carga a través de T1 y D1, siendo la tensión de salida v0 = 0. Esta situación se mantiene hasta que en (t = ( + ( sedispara T2. Conducen ahora el tiristor T2 y el diodo D1, dando lugar a una tensión de salida de valor v0 = - vs. Cuando - vs se anule para hacerse negativa en (t = 2(, el tiristor T2 sigue conduciendo, pero el diodo D1 se corta al quedar inversamente polarizado. La corriente se transfiere del diodo D1 al diodo D2 que comienza a conducir por estar polarizado de forma directa. Se establece así uncircuito de libre circulación entre T2 y D2 siendo v0 = 0, situación que se mantiene hasta que en (t =2( + ( se dispara T1.
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Figura 2: Tensión e intensidad en el tiristor en un controlador monofásico semicontrolado.

El valor medio de la tensión en la carga vendrá dado por la expresión:
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Un convertidor semicontrolado como el que aquí se propone no permite su...
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