7/21/2019 Electrnica de Potencia - Rectificacin Controlada

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Universidad de CuencaFacultad de Ingeniera

Escuela de Ingeniera Elctrica

ELECTRNICA DE POTENCIA

Trabajo prctico

Realizado por: Bayron Prez Ayala

Cuenca, 22 de mayo del 2015

8. Una fuente sinusoidal de 220 V, 60 Hz, se emplea para alimentar a la carga que es una

inductancia de muy elevado valor, con una corriente de hasta 15 A. Si se desprecia la cada

de tensin en los semiconductores, determine:

a. El valor del voltaje

medio en la carga para

ngulos de disparo de

0o, 45o, 90o, 135oy

180o.

b. Las formas de onda de

voltaje y la corriente

medios (DC) en la

carga

c. Los valores pico de

voltaje inverso que

soportan los semiconductores.

d. Sabiendo que la mxima duracin de la corriente ser cuando el ngulo de disparo

sea 0o, calcule el valor rms de la corriente, cuando se llegue a tener dos intervalos

iguales de tiempo (encendido y apagado)

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SOLUCIN:

a. El voltaje medio en un rectificador monofsico controlado ser igual a:

Vdc=1T Vm sintdt

T2

Vdc= -VmT cos T2 -coscon T=2 y = 2T tenemos:Vdc= -Vm2cos - cos Vdc= Vm

21cos

y con Vm=2202 tenemos:Vdc= 22022 1cos

ngulo de disparo

=2 1cos

0 99.035 V

45 84.531 V

90 49.517 V

135 14.503 V

180 0 V

b. Para encontrar las formas de onda, se hizo uso del simulador de circuitos TINA Pro

V.8.15 = Con lo que se obtiene L = 55.019mH

Figura 1 Esquemtico del simulador para una carga inductiva 55.02mH

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Para 0

Para 45

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Para 90

Para 135

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Para 180

c.

El voltaje pico inverso soportado para los componentes semiconductores ser al

valor mximo de la fuente:

= 220 2 = 311.12

d.

Clculo del valor rms de la corriente cuando el ngulo de disparo sea 0o

La corriente eficaz para un medio semiciclo ser:

= 1

Y sabiendo que la mxima duracin de la corriente ser cuando = 0

= = 1

2 15

= 10,6

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13.Un circuito rectificador de onda completa, semi-controlado, alimenta a una carga con una

elevada inductancia que llega a tomar hasta 25 A., a travs de un transformador que

entrega 120 VAC en el secundario a 60 Hz. Determine:

a. El voltaje medio en la carga, para ngulos de disparo de 0oy 90o, asumiendo que

la cada de tensin en los diodos es 0.7 V y en los tiristores es 1.5 V.b. Las formas de onda de: vL, iL, iT1e iD4, iT2e iD3, iS, iDC (diodo de conmutacin), vT1

c. El valor rms de la corriente

d. El voltaje de pico inverso y la corriente que debern soportar cada uno de los

semiconductores, incluyendo el diodo de conmutacin.

SOLUCIN:

a.

El voltaje promedio de salida para una rectificacin semi-controlada de onda

completa se puede encontrar a partir de :

= 1 En donde = , por lo tanto:

Para = 0

=120 0.7 1.5 1 c o s0= 75

Para = 90: =120 0.7 1.5 1 c o s90= 375 V

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b. Para = 90

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c. Clculo del valor rms de la corriente:

= 1

Para

= 0

= 12 25 = 17.67 Para = 90

= 12 25

= 12.5

d.

Para T1, T2, D1 y D2 el voltaje pico inverso que deben soportar es: = = 120 Para el diodo DC el voltaje inverso mximo que soportar es:

= Vdiodo Vscr= 117.8 Todos los semiconductores soportarn la corriente mxima de 25.

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22.Un circuito convertidor como el de la figura tiene una R=0.2 , el voltaje de entrada V DCes

de 220 V, el voltaje E de 10 V, la corriente media en la carga es Ia= 200 A. y la frecuencia

de operacin del conmutador es 200 Hz (T = 5 mSeg), con un ciclo de trabajo de k=2/5. A

partir del valor medio de voltaje en la carga, determine:

a. El valor de la inductancia que debera tener la carga para limitar el rizo mximo de

la corriente al 5% de Ia.

b. Con el valor de L calculado en a), grafique las formas de onda en rgimen

permanente de:

i. La corriente instantnea mnima I1y el valor de i1para tentre 0 y 2 mSeg.

ii. La corriente instantnea de pico I2y el valor de i2para tentre 2 y 5 mSeg

iii. La corriente de rizado pico-pico en la carga

iv. La corriente media Iaen la carga

v. La corriente rms Ioen la carga

SOLUCIN:

a. El voltaje en el inductor viene dado por la expresin:

= Y como = = , entonces:

= 1 (1)De suponerse un incremento lineal de la corriente en la carga se tiene:

= = = Reemplazando las expresiones anteriores en la ecuacin (1):

= 1 (2)y

=1 25 25 0.005 220

10 = 26.4

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b. Anlisis en rgimen permanente

i. La corriente instantnea mnima I1y el valor de i1para tentre 0 y 2 mSeg.

k = 0.5

T = 1/200 = 0.005s

R = 0.2 L = 26.4mH

Vs = 220V

E = 10V

= / 1 /= 0.9855 15.1621

=

/

1

/

= 0.9855 0.7220= 493.9344 = 501.9345

= (1 )= 493.9344. 10501 .

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ii. La corriente instantnea de pico I2y el valor de i2para tentre 2 y 5 mSeg

Del numeral anterior encontramos que

= 501.9345 = (1 )= 501.9345 . 501 .

iii. La corriente de rizado

= = 501.9345 493.9344 = 8.001iv. La corriente media Iaen la carga

= + = 497.934 v. Lacorriente rms Ioen la carga

=

3

= 497.939