Ciclo Convertidor
Páginas: 10 (2424 palabras)
Publicado: 28 de febrero de 2013
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE PUEBLAMateria: Electrónica de PotenciaCatedrático: MC. Víctor Manuel Perusquía Romero *Cicloconvertidores monofásicos*Equipo 1 |
1.- Introducción.
Generalmente existen dos maneras de lograr la conversión de AC en AC…
1) Mediante 2 etapas, un proceso de DC encadenado, es decir, AC-DC y luego DC-AC
2) También se puede lograr en una sola etapa con unciclconvertidor.
Como ya se menciono, estos dispositivos son convertidores de CA a CA y tienen las siguientes características:
* Permiten realizar una conversión directa CA-CA tanto en amplitud como en frecuencia sin paso intermedio por CD
* Tiene funcionamiento en cuatro cuadrantes: funciona tanto en cargas pasivas como en cargas regenerativas y para cualquier factor de potencia.
*La frecuencia de salida es menor o igual que la frecuencia de entrada
Estos dispositivos se emplean cuando se necesita disponer de potencia eléctrica de frecuencia, fija o variable, pero distinta característica que la suministrada por el generador que se dispone
Son capaces de proporcionar una corriente alterna mono o polifásica de amplitud y frecuencia regulables, a partir de un generadorde ca
Son utilizados en aplicaciones de alta potencia muy frecuentemente empleados en motores síncronos y de inducción
Diagrama en bloque
Diagrama en bloque de un cicloconvertidor
2.- Circuito Principal de Apoyo
Un cicloconvertidor monofásico tiene esta estructura:
3.- Modos de funcionamiento
Un cicloconvertidor, está formado por un rectificador de tipo P y otrorectificador de tipo N conectados en paralelo con la carga. Dada su disposición en paralelo obliga a que los valores medios de ambos rectificadores sean iguales, lo cual no quiere decir que los valores instantáneos también lo sean. Esta diferencia de tensiones instantáneas provocará corrientes de circulación internas.
Para evitar eliminar o conseguir reducir estas corrientes de circulación, se emplean dosmodos de funcionamiento:
Funcionamiento sin corriente de circulación.
Consiste en que todo momento haya un convertidor conduciendo y el otro bloqueado, conduciendo cada uno de ellos de forma alternativa un semiciclo de la intensidad de la carga.
Por tanto si la corriente en la carga es positiva funciona el rectificador P, mientras el rectificador N queda bloqueado, lo cual hace que no puedacircular por sus tiristores ninguna corriente. A este tipo de cicloconvertidor se le conoce como cicloconvertidor con impulsos de bloqueo.
Funcionamiento con corriente de circulación.
En este caso los convertidores individuales conducen a la vez y entre ellos se establece una intensidad de circulación que es limitada por una bobina. La disposición de dicha bobina se muestra en el siguientediagrama de bloques.
4. Modelo Matemático
El funcionamiento del cicloconvertidor es muy simple si se analiza en 2 partes:
a) Si se controla al rectificador compuesto por los SCRs 1,2,3 y 4 se tiene en
la carga un voltaje en CD.
b) Si se controla al rectificador compuesto por los SCRs 5,6,7 y 8 se tiene en
la carga un voltaje en CD contrario al del inciso a)
De esta manera se obtieneuna señal de alterna y dependiendo de cuantos semiciclos se transfieran a la carga en forma alternada se determinará la frecuencia de salida. Ésta aplicación es muy útil para el arranque de motores de CA ya que permite un arranque lento y gradual hasta llegar a la velocidad máxima del motor. En la figura 2.9 se muestra la forma de onda de salida de un cicloconvertidor a 30 Hz ya que setransfieren a la carga 2 semiciclos por cada rectificador controlado.
El voltaje rms a la salida del cicloconvertidor esta dado por
Donde el Vm es el voltaje pico de la fuente
El voltaje medio a la salida es cero ya que por simetría el valor medio de los semiciclos
positivos son exactamente iguales siempre y cuando se los rectificadores se disparen para
un mismo valor de “alfa”, Vout,med = 0 ....
1.- Introducción.
Generalmente existen dos maneras de lograr la conversión de AC en AC…
1) Mediante 2 etapas, un proceso de DC encadenado, es decir, AC-DC y luego DC-AC
2) También se puede lograr en una sola etapa con unciclconvertidor.
Como ya se menciono, estos dispositivos son convertidores de CA a CA y tienen las siguientes características:
* Permiten realizar una conversión directa CA-CA tanto en amplitud como en frecuencia sin paso intermedio por CD
* Tiene funcionamiento en cuatro cuadrantes: funciona tanto en cargas pasivas como en cargas regenerativas y para cualquier factor de potencia.
*La frecuencia de salida es menor o igual que la frecuencia de entrada
Estos dispositivos se emplean cuando se necesita disponer de potencia eléctrica de frecuencia, fija o variable, pero distinta característica que la suministrada por el generador que se dispone
Son capaces de proporcionar una corriente alterna mono o polifásica de amplitud y frecuencia regulables, a partir de un generadorde ca
Son utilizados en aplicaciones de alta potencia muy frecuentemente empleados en motores síncronos y de inducción
Diagrama en bloque
Diagrama en bloque de un cicloconvertidor
2.- Circuito Principal de Apoyo
Un cicloconvertidor monofásico tiene esta estructura:
3.- Modos de funcionamiento
Un cicloconvertidor, está formado por un rectificador de tipo P y otrorectificador de tipo N conectados en paralelo con la carga. Dada su disposición en paralelo obliga a que los valores medios de ambos rectificadores sean iguales, lo cual no quiere decir que los valores instantáneos también lo sean. Esta diferencia de tensiones instantáneas provocará corrientes de circulación internas.
Para evitar eliminar o conseguir reducir estas corrientes de circulación, se emplean dosmodos de funcionamiento:
Funcionamiento sin corriente de circulación.
Consiste en que todo momento haya un convertidor conduciendo y el otro bloqueado, conduciendo cada uno de ellos de forma alternativa un semiciclo de la intensidad de la carga.
Por tanto si la corriente en la carga es positiva funciona el rectificador P, mientras el rectificador N queda bloqueado, lo cual hace que no puedacircular por sus tiristores ninguna corriente. A este tipo de cicloconvertidor se le conoce como cicloconvertidor con impulsos de bloqueo.
Funcionamiento con corriente de circulación.
En este caso los convertidores individuales conducen a la vez y entre ellos se establece una intensidad de circulación que es limitada por una bobina. La disposición de dicha bobina se muestra en el siguientediagrama de bloques.
4. Modelo Matemático
El funcionamiento del cicloconvertidor es muy simple si se analiza en 2 partes:
a) Si se controla al rectificador compuesto por los SCRs 1,2,3 y 4 se tiene en
la carga un voltaje en CD.
b) Si se controla al rectificador compuesto por los SCRs 5,6,7 y 8 se tiene en
la carga un voltaje en CD contrario al del inciso a)
De esta manera se obtieneuna señal de alterna y dependiendo de cuantos semiciclos se transfieran a la carga en forma alternada se determinará la frecuencia de salida. Ésta aplicación es muy útil para el arranque de motores de CA ya que permite un arranque lento y gradual hasta llegar a la velocidad máxima del motor. En la figura 2.9 se muestra la forma de onda de salida de un cicloconvertidor a 30 Hz ya que setransfieren a la carga 2 semiciclos por cada rectificador controlado.
El voltaje rms a la salida del cicloconvertidor esta dado por
Donde el Vm es el voltaje pico de la fuente
El voltaje medio a la salida es cero ya que por simetría el valor medio de los semiciclos
positivos son exactamente iguales siempre y cuando se los rectificadores se disparen para
un mismo valor de “alfa”, Vout,med = 0 ....
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