Presentación III Rectificador Monofasico Tipo Puente
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RECTIFICADOR MONOFASICO TIPO PUENTEUNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA
ELECTRONICA DE POTENCIA
Msc. Ing. Camilo Sanabria
-
RECTIFICADOR MONOFASICO TIPO PUENTE
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
2
-
RECTIFICADOR MONOFASICO TIPO PUENTE - Conmutacin
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
3
-
RECTIFICADOR MONOFASICO TIPO PUENTE - Conmutacin
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
4
-
SALIDA DEL RECTIFICADOR
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
50 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
Time
-
PARAMETROS DEL RECTIFICADOR CARGA R
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
6
0
1cd picoV V sen t d t
20.637 0.9
pico
cd pico s
VV V V
Voltaje DC en la carga
Corriente DC en la carga
2 0.9picocd rmscd
VV VI
R R R
-
PARAMETROS DEL RECTIFICADOR CARGA R
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
7
2
0
1rms picoV V sen t d t
2
pico
rms s
VV V
Voltaje rms en la carga
Corriente rms en la carga
2
picorms srms
VV VI
R RR
-
PARAMETROS DEL RECTIFICADOR CARGA R
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
8
20.9 0.810.9s scd cd cd s
V VP I V V
R R
Potencia DC en la carga
2
s sca rms rms s
V VP I V V
R R
Potencia AC en la carga
2
2
0.81
0.81 81%
s
cd
sca
VP R
VP
R
Eficiencia en la carga
-
PARAMETROS DEL RECTIFICADOR CARGA R
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
9
22 2 2 0.9 0.436ca rms cd s s sV V V V V V
El valor efectivo de la componente de ca del voltaje de salida
1.111 111.1%0.9
rms s
cd s
V VFF
V V
Factor de forma
Factor de rizo
0.4360.484 48.4%
0.9
ca s
cd s
V VRF
V V
-
PARAMETROS DEL RECTIFICADOR CARGA R
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
10
Corrientes en el rectificador
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
Time
Corriente de entrada
Corriente de salida
-
PARAMETROS DEL RECTIFICADOR CARGA R
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
11
Primer armnico de la seal de entrada
0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04
Tiempo
Volltaje In
Corriente In
1 Armonico
-
PARAMETROS DEL RECTIFICADOR CARGA R
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
12
2
2
0.81
0.81
s
cd
ss s
VP RTUF
VV I
R
Factor de utilizacin del transistor
1cos 1v iDF
Factor de desplazamiento DF
-
PARAMETROS DEL RECTIFICADOR CARGA R
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
13
1 1s
s
IPF DF
I
Factor de potencia
2spico
s
ICF
I
Factor de cresta
2
1
1 1 1 0s
s
ITHD
I
Factor de distorsin armonica
-
RECTIFICADOR CON CARGA DE UN MOTOR DE 3HP (Altamente inductivo)
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
14
Voltajes de entrada y salida del rectificador
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
Tiempo (s)
Voltaje in
Voltaje out
-
RECTIFICADOR CON CARGA DE UN MOTOR DE 3HP (Altamente inductivo)
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
15
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
Tiempo (s)
IaCorrientes de entrada y salida del rectificador
-
PARAMETROS DEL RECTIFICADOR CARGA ALTAMENTE INDUCTIVA
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
16
20.9
pico
cd s
VV V
Voltaje DC en la carga
Corriente DC en la carga
cd aI I
2
pico
rms s
VV V
Voltaje rms en la carga
Corriente rms en la carga
rms aI I
-
PARAMETROS DEL RECTIFICADOR CARGA ALTAMENTE INDUCTIVA
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
17
0.9cd cd cd a sP I V I V
Potencia DC en la carga
ca rms rms a sP I V I V
Potencia AC en la carga
0.90.9 90%cd a s
ca a s
P I V
P I V
Eficiencia en la carga
2 2 0.436ca rms cd sV V V V
El valor efectivo de la componente de ca del voltaje de salida
-
PARAMETROS DEL RECTIFICADOR CARGA ALTAMENTE INDUCTIVA
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
18
1.111 111.1%0.9
rms s
cd s
V VFF
V V
Factor de forma
Factor de rizo
0.4360.484 48.4%
0.9
ca s
cd s
V VRF
V V
0.90.9cd a s
s s a s
P I VTUF
V I I V
Factor de utilizacin del transistor
-
PARAMETROS DEL RECTIFICADOR CARGA ALTAMENTE INDUCTIVA
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
19
0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05
0
Tiempo (s)
Voltaje In
Corriente In
1 Armonico
Anlisis de Fourier de la corriente de entrada
-
PARAMETROS DEL RECTIFICADOR CARGA ALTAMENTE INDUCTIVA
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
20
Anlisis de Fourier de la corriente de entrada
0 ( )
2
a
s
a
I ti t
I t
En trminos de la serie Fourier
0s n nn=1
ai (t)= + a cos n t +b sen n t
2
Donde:
2
0
10
2
0s
ai d t
2
-
PARAMETROS DEL RECTIFICADOR CARGA ALTAMENTE INDUCTIVA
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
21
Anlisis de Fourier de la corriente de entrada
2
0
2
2n sa i cos n t d t
2
0
1n a aa I cos n t d t I cos n t d t
0
2n aa I cos n t d t
0
20an
Ia sen n t
n
-
PARAMETROS DEL RECTIFICADOR CARGA ALTAMENTE INDUCTIVA
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
22
Anlisis de Fourier de la corriente de entrada
2
0
2
2n sb i sen n t d t
2
0
1n a ab I sen n t d t I sen n t d t
0
2n ab I sen n t d t
02 2
1 1na a
n
I Ib cos n t
n n
-
PARAMETROS DEL RECTIFICADOR CARGA ALTAMENTE INDUCTIVA
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
23
Anlisis de Fourier de la corriente de entrada
0 ( )
2
a
s
a
I ti t
I t
En trminos de la serie Fourier
2 1 1 nasn=1
Ii (t)= sen n t
n
4 1 1 1
3 5 7 ...3 5 7
as
Ii (t)= sen t sen t sen t sen t
-
PARAMETROS DEL RECTIFICADOR CARGA ALTAMENTE INDUCTIVA
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
24
1cos 1v iDF
Factor de desplazamiento DF
2
22
1
1 1 1 0.483 48.3%4 8
2
s a
sa
I ITHD
II
Factor de distorsin armnica
-
PARAMETROS DEL RECTIFICADOR CARGA ALTAMENTE INDUCTIVA
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
25
1
4
42 0.9003 en atraso2
as
s a
II
PF DFI I
Factor de potencia
1spico
s
ICF
I
Factor de cresta
-
RECTIFICADOR CON CARGA RLE
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
26
Voltajes de entrada y salida del rectificador
0.16 0.165 0.17 0.175 0.18 0.185 0.19 0.195 0.2-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
Tiempo (s)
Voltaje in
Voltaje out
-
RECTIFICADOR CON CARGA RLE
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
27
Corrientes de entrada y salida del rectificador, modo continuo
0.16 0.165 0.17 0.175 0.18 0.185 0.19 0.195 0.2-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
Tiempo
Corriente IN
Corriente OUT
-
RECTIFICADOR CON CARGA RLE
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
28
Corriente de salida en modo continuo
0.165 0.17 0.175 0.18 0.18512
13
14
15
16
17
18
Tiempo
Corriente IN
Corriente OUT
Li
-
Li
RECTIFICADOR CON CARGA RLE
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
29
Ecuacin diferencial de la corriente de salida en modo continuo
(LL picodi
Ri L E V sen t)dt
Tiene como solucin
1
122
Rtpico L
L
V L Ei sen t tan Ae
R RR L
1Rtpico L
L
V Ei sen t Ae
z R
-
RECTIFICADOR CON CARGA RLE
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
30
Corriente de salida en modo continuo
0.165 0.17 0.175 0.18 0.18512
13
14
15
16
17
18
Tiempo
Corriente IN
Corriente OUT0
Imax
Imin
I1
Li
-
Li
RECTIFICADOR CON CARGA RLE
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
31
Evaluando la funcin en
Despejando A1
1 1R
pico LV E
I sen Aez R
1 1R
pico LVE
A I sen eR z
1R
tpico pico L
L
V VE Ei sen t I sen e
z R z R
Corriente en la carga
-
Li
RECTIFICADOR CON CARGA RLE
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
32
Calculando la corriente para
0.165 0.17 0.175 0.18 0.18512
13
14
15
16
17
18
Tiempo
Corriente IN
Corriente OUT0
Imax
Imin
I1
0t
1 1R
pico pico LV VE E
I sen I sen ez R z R
-
Li
RECTIFICADOR CON CARGA RLE
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
33
Despejando 1I
1 1 1 1R R R
picoL L LV E
I e sen e ez R
1
1
1
R
L
pico
R
L
eV E
I senz R
e
-
Li
RECTIFICADOR CON CARGA RLE
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
34
Despejando 1A
1
1
1
R
L
Rpico pico L
R
L
eV VE E
A sen sen ez R R z
e
12
1
pico
R
L
VA sen
ze
-
Li
RECTIFICADOR CON CARGA RLE
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
35
Expresin final para Li
2
1
Rtpico L
L R
L
V sen Ei sen t e
z Re
-
RECTIFICADOR CON CARGA RLE
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
36
Corrientes de entrada y salida del rectificador, modo discontinuo
0.16 0.165 0.17 0.175 0.18 0.185 0.19 0.195 0.2
-10
-5
0
5
10
Tiempo (s)
Corriente IN
Corriente OUT
-
RECTIFICADOR CON CARGA RLE
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
37
Corriente de salida en modo discontinuo
0.165 0.17 0.175 0.18 0.185
0
2
4
6
8
10
12
Tiempo (s)
Corriente IN
Corriente OUT
-
RECTIFICADOR CON CARGA RLE
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
38
0.165 0.17 0.175 0.18 0.185
0
2
4
6
8
10
12
Tiempo (s)
Corriente IN
Corriente OUT
0
La corriente fluye entre t
-
Li
RECTIFICADOR CON CARGA RLE
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
39
Condicin para iniciar la conduccin
La solucin de la corriente tiene la siguiente forma
1Rtpico L
L
V Ei sen t Ae
z R
1
pico
Esen
V
-
RECTIFICADOR CON CARGA RLE
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
40
0.165 0.17 0.175 0.18 0.185
0
2
4
6
8
10
12
Tiempo (s)
Corriente IN
Corriente OUT
0
Igualando la ecuacin a cero en t
Li
10R
pico LV E
sen Aez R
-
RECTIFICADOR CON CARGA RLE
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
41
0.165 0.17 0.175 0.18 0.185
0
2
4
6
8
10
12
Tiempo (s)
Corriente IN
Corriente OUT
0
Despejando 1A
Li
1R
pico LVE
A sen eR z
-
RECTIFICADOR CON CARGA RLE
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
42
0.165 0.17 0.175 0.18 0.185
0
2
4
6
8
10
12
Tiempo (s)
Corriente IN
Corriente OUT
0
Igualando la ecuacin a cero en t
Li
0R
pico pico LV VE E
sen sen ez R z R
-
BIBLIOGRAFIA
Electrnica de potencia- Circuitos, dispositivos y aplicaciones. Muhammad H. Rashid. Segunda Edicin
Ing.
Cam
ilo S
anab
ria
43