CONVERSOR AC -DC

ELECTRÓNICA DE POTENCIA
SISTEMAS DE CONVERSION AC_DC
RECTIFICADOR CONTROLADO

GUÍA DE CLASES

PROFESOR: AUGER AYÇAGUER H.

2006

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SISTEMAS DE CONVERSIÓN AC_DC
1. CONVERSOR O RECTIFICADOR CONTROLADO
Función.
El conversor trifásico, permite transformar tensión alterna trifásica en tensión continua de magnitud
ajustable. Permite un flujo bidireccional de potencia con una cargaactiva en el lado de continua.
Configuración.
La configuración corresponde a la de cualqui er rectificador, reemplazando todos los diodos por
SCR.
Elementos de un Sistema de Conversión AC-DC (Diagrama de bloques)
Vac

Vcc
RLE

Fuente

Transformador

SCR

Filtro

Carga

Metodología de análisis.
Con el propósito de establecer un modelo que represente al sistema no lineal en régimenpermanente, se a doptan las siguientes simplificaciones. Luego podrá incorporarse al modelo el
efecto de los parámetro del sistema real.
a) Tensión de alimentación alterna sinusoidal y simétrica:
va(t) = 2 V sen 
t
vb(t) =  V sen ( - 2
2
t
/3)
vc(t) = 2 V sen ( + 2
t
/3)
b) Transformador ideal:
La razón de transformación corresponde al nº de vueltas de los enrollados.Resistencia de enrollados, Reactancia de fuga y Corriente de magnetización nulas.
c) SCR ideal para determinar las corrientes (Caida de tensión directa nula). Sin embargo, se
considerará el modelo linealizado por tramos del SCR para determinar sus pérdidas.
d) Filtro inductivo serie en el lado de continua (L  
).
e) Carga del tipo R, L y E en serie.
Definiciones.
Voltaje continuo = Valor mediode la tensión en la carga:

1T
Vcc  vs ( t ) dt
T
0

Corriente continua = Valor medio de la corriente de salida:

1T
I cc  is ( t )dt
T
0

Potencia continua:

Auger Ayçaguer

Pcc = Vcc  cc
I

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2. CONVERSOR TRIFÁSICO BIDIRECCIONAL ( 2 CUADRANTES) IDEAL.
2.1 Tensión continua en conversor bidireccional ideal.
Mediante el desplazamientodel ángulo de encendido  de los SCR, proceso denominado control
de fase, se obtiene tensión continua ajustable (positiva, nula o negativa) de acuerdo a la siguiente
relación para el conversor ideal:
1
Vcc 
T

T




p
1
vs (t ) dt 
p  m cos d
V
tt

2 
0

p

Vcc  cco  
V cos

0 


 ángulo de disparo (encendido)
:
Vcco  cc ( u 0)  m sen ( p )/ ( p )
V
0,
V
Se distinguen dos zonas de operación:
Régimen de Rectificación:
0 ≤ ≤ π
/2
Régimen de Inversión:
π ≤ < π
/2

Vcc > 0
Vcc < 0

Fig.1: Tensión continua en función del ángulo de encendido.

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2.2 Corrientes.
La forma de onda de las corrientes en los SCR, transformador y líneas es similar a las de un sistemarectificador salv o en su fase. Estas corrientes, de forma rectangular o escalonada, se desplazan junto
con el ángulo de encendido 
.
2.3 Potencia activa y Factor de potencia.
Pent

=  VL IL1 cos 
3
1

IL1: corriente fundamental de línea.
: desfase entre la fundamental de corriente y la tensión fase neutro.
1
Asumiendo que P ent = Psal = Pcc = Vcc Icc , resulta la siguiente aproximación:cos   Vcc/Vcco = cos 
1
 ángulo de encendido
:
La potencia activa será positiva, nula o negativa según el valor del ángulo 
.
FP = I L1 / I L * cos 
1

= Factor de distorsión * Factor de desplazamiento

Ejemplo: En un conversor tipo puente de 6 SCR
IL1 = (   Icc
2 3/ )

IL = ( /  Icc
2 3)

FP = (3/  cos  = 0.955 cos 
)

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3. CONVERSOR TRIFÁSICO BIDIRECCIONAL ( 2 CUADRANTES)
3.1 Efecto de la reactancia de dispersión del transformador
La presencia de reactancia en el lado de alterna (transformador y sistema) , obliga a una
transferencia gradual de la corriente de un SCR a otro, con lo cual habrá conducción simultánea de
dos tiristores. La conducción simultánea conduce a un cortocircuito momentáneo...