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• Victor Jimenez

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INFORME PREVIO NO.4:

RECTIFICADORES NO CONTROLADO

ABSTRACT: In this laboratory various types of three-phase rectifier circuits for using different schemes not controlled using the diodes is done.

1 OBJETIVO  

Experimentar con rectificadores no controlados. Aprender las técnicas para analizar y diseñar los circuitos rectificadores trifásicos son diodos.

2 MARCO TEORICO RECTIFICADORES En electrónica, un rectificador es el elemento o circuito que permite convertir la corriente alterna en corriente continua. Esto se realiza utilizando diodos rectificadores, ya sean semiconductores de estado sólido, válvulas al vacío o válvulas gaseosas como las de vapor de mercurio (actualmente en desuso). Dependiendo de las características de la alimentación en corriente alterna que emplean, se les clasifica en monofásicos, cuando están alimentados por una fase de la red eléctrica, o trifásicos cuando se alimentan por tres fases. Atendiendo al tipo de rectificación, pueden ser de media onda, cuando sólo se utiliza uno de los semiciclos de la corriente, o de onda completa, donde ambos semiciclos son aprovechados. El tipo más básico de rectificador es el rectificador monofásico de media onda, constituido por un único diodo entre la fuente de alimentación alterna y la carga.

Tipos de rectificadores:

a) Rectificador trifásico media onda no controlado Consisten en conectar un diodo a la salida de cada arrollamiento, que se unirán en un punto común que después alimentará a la resistencia o carga del circuito. El retorno de la corriente se realiza a través de la línea de neutro.

Figura 1. Rectificador trifásico de media onda

Experiencia 4. Rectificadores no controlados [INFORME PREVIO]

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Es evidente que el arrollamiento secundario está dispuesto en estrella y que de la unión común de las tres bobinas se saca la línea de neutro. Además, tal y como indica la imagen, cada bobina tendrá, con respecto a neutro, las tensiones V1, V2 y V3 respectivamente, que se producirán desfasadas 120º.

Figura 2. Onda trifásica de un transformador sin rectificar

Las tensiones V1, V2 y V3 están representadas en la gráfica, por las ondas roja, verde y azul. Pero en realidad, al haber colocado un diodo a cada salida, el semiciclo negativo de cada onda quedará suprimido, es decir, que la tensión que le llegue a la carga será la línea ondulada de color gris.

Figura 3. Onda trifásica de un transformador rectificada

Analizando la imagen podemos observar que cada bobina alimentará la carga durante 1/3 del periodo y cada diodo estará conduciendo durante tanto tiempo como la corriente de su bobina sea superior que la de las demás. La línea de trazos de la imagen representa la duración de un ciclo, tal y como puede observarse. Como la corriente de alimentación de la carga la aportan tres bobinas en cada ciclo, esta será más continua.

Figura 4. Onda trifásica de un transformador sin rectificar y rectificada

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Del diagrama anterior y usando las fórmulas para el cálculo de componente rms y DC obtenemos la tensión rms, tensión promedio, corriente rms, corriente promedio y la nueva frecuencia. Las formulas siguientes son para un sistema polifásico, será adecuadas para el sistema trifásico. TENSION RMS 𝑉𝑟𝑚𝑠 = 𝑉𝑚 (

𝑞 𝜋 1 2𝜋 ( + sin )) 2𝜋 𝑞 2 𝑞

0.5

TENSION PROMEDIO 𝑉𝐷𝐶 = 𝑉𝑚 ×

𝑞 𝜋 × sin 𝜋 𝑞

CORRIENTE RMS 𝐼𝑟𝑚𝑠 =

𝑉𝑟𝑚𝑠 𝑅

𝐼𝐷𝐶 =

𝑉𝐷𝐶 𝑅

CORRIENTE PROMEDIO

FRECUENCIA: 𝑓𝑁𝑈𝐸𝑉𝐴 = 60 × 𝑞

Para la simulación, lo hacemos con el Multisim, lo cual, el circuito a utilizar en el circuito A es:

Figura 5. Circuito A simulado en el Multisim

Donde la onda en la carga y en el diodo son las siguientes, con sus valores pico, RMS, y frecuencia:

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Figura 6. Forma de onda en la carga (rectificada), con sus valores respectivos

Figura 7. Forma de onda en el diodo, con sus valores respectivos

b) Rectificador trifásico no controlado tipo puente Este circuito rectifica la onda trifásica, la diferencia radica en que esta configuración usa rectificadores de onda completa, esto conlleva al uso del doble del número de diodos (6) pero beneficia por hecho de que la onda resultante tiene menor rizo. Además no contiene componente DC en el transformador. Un rectificador trifásico se utiliza frecuentemente en aplicaciones de alta potencia y es usualmente como se muestra:

Figura 8. Rectificador puente trifásico En este caso 2 diodos conducen para cada ciclo de conducción, y 4 están en corte, la tensión es de √3 veces el valor máximo de la onda por el modo de conexión. Podemos ver las ondas resultantes, teóricas como la tensión en la carga, la corriente en cada salida del transformador.

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Figura 9. Onda trifásica de un transformador sin rectificar y rectificada El funcionamiento es similar al anterior, pero debido a que es rectificador de onda completa q = 6 El circuito B utilizado es:

Figura 10. Circuito B simulado en el Multisim

Donde la onda en la carga y en el diodo son las siguientes, con sus valores pico, RMS, y frecuencia:

Figura 11. Forma de onda en la carga (rectificada), con sus valores respectivos

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Figura 12. Forma de onda en el diodo, con sus valores respectivos

c) Rectificador hexafásico Este circuito presenta, muy a diferencia de los otros, un punto de tierra definido. Cada diodo aguanta un PIV del doble de la tensión que seria 44 Voltios.

Usa un total de 6 diodos, q = 6, todas las tomas centrales se unen para crear un neutro ficticio que representa mi punto de tierra definido. El circuito a utilizar en el circuito C es:

Figura 13. Circuito B simulado en el Multisim Donde la onda en la carga y en el diodo son las siguientes, con sus valores pico, RMS, y frecuencia:

Figura 14. Forma de onda en la carga (rectificada), con sus valores respectivos

Figura 15. Forma de onda en el diodo, con sus valores respectivos

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OBSERVACIONES Se puede apreciar que las formas de onda en el circuito A y B son similares, al igual que sus parámetros como la frecuencia que se presenta en los diodos. La diferencia que presentan ambos es la frecuencia en la carga, el circuito A (rectificador de media onda trifásico) presenta 180 Hz, que vendría a ser la suma de la frecuencia de las fuentes que alimentan el rectificador, mientras que en el circuito B (rectificador de onda completa trifásico) presenta 360Hz, que es el doble de la suma de la frecuencia de las fuentes que alimentan el rectificador. En el circuito C (rectificador hexafásico) se observa claramente que la forma de onda en la carga es muy distinta, no tiene la forma senoidal que debería presentar una curva rectificada, sus valores o parámetros también son distintos respecto al de los otros circuitos.

BIBLIOGRAFIA [1].Muhammad H.Rashid Electrónica de potencia – Circuitos dispositivos y aplicaciones [2].Teoría de la Profesora Nuñez Zuñiga

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