RectificadorEn electrnica, unrectificadores el elemento o circuito que permite convertir lacorriente alternaencorriente continua.1Esto se realiza utilizandodiodosrectificadores, ya sean semiconductoresde estado slido,vlvulas al vacoo vlvulas gaseosas como las de vapor de mercurio (actualmente en desuso).Dependiendo de las caractersticas de la alimentacin en corriente alterna que emplean, se les clasifica en monofsicos, cuando estn alimentados por una fase de la red elctrica, o trifsicoscuando se alimentan por tres fases.Atendiendo al tipo de rectificacin, pueden ser de media onda, cuando slo se utiliza uno de los semiciclos de la corriente, o de onda completa, donde ambos semiciclos son aprovechados.Enrectificador Depende de las caractersticas de la alimentacin en corriente alterna que emplean, se les clasifica en monofsicos, cuando estn alimentados por una fase de la red elctrica, otrifsicoscuando se alimentan por tres fases.Atendiendo al tipo de rectificacin, pueden ser de media onda, cuando slo se utiliza uno de los semiciclos de la corriente, o de onda completa, donde ambos semiciclos son aprovechados.El tipo ms bsico de rectificador es elrectificador monofsico de media onda, constituido por un nicodiodoentre la fuente de alimentacin alterna y la carga.Unrectificador trifsicoo convertidor trifsico es un dispositivoelectrnicocapaz de convertir unacorriente alternade entrada en una corrientecontinua de salida, mediante dispositivossemiconductorescapaces de manejar grandes potencias comodiodos,tiristores,vlvulasde mercurio (usados hace ms de 100 aos), entre otros. El rectificador trifsico cumple con la misma funcin que un rectificador monofsico, con la diferencia que estos rectificadores son alimentados por fuentestrifsicas, por lo que son ms eficientes y pueden manejar grandes potencias, ya que en su salida presentan menor rizado de la seal. Son utilizados principalmente en la industria para producir voltajes y corrientes continuos que generalmente impulsan cargas de gran potencia, como motores DC. A pesar que estos rectificadores presentan menos rizo que un rectificador convencional, en muchas aplicaciones el factor de potencia y la distorsin armnica total de la lnea se ven afectados, es por ello que se requiere el uso de filtros de armnicos. Una de las aplicaciones en donde se presenta este fenmeno, es en los enlaces de transmisin de alto voltaje (HVDC), en donde las estaciones de conversin cuentan con filtros de armnicos que reducen la distorsin en la seal que producen los convertidores, para que sea transmitida con calidad y no se introduzcan perturbaciones a la red elctrica.

Rectificador trifsico no controladoEste tipo de rectificadores emplea como semiconductor el diodo. Se denominan de este modo porque no se puede controlar la potencia de salida, es decir, para una tensin fija de entrada la tensin de salida es tambin fija. En un circuito rectificador trifsico no controlado de 6 pulsos, los diodos se enumeran en el orden de las secuencias de conduccin y cada uno conduce 120. La secuencia de conduccin para los diodos son D1-D2, D2-D3, D3-D4, D5-D6 D1-D6.

Circuito de un Rectificador no controlado de 6 pulsos

Formas de onda y ngulo de conduccin de los diodos, de un Rectificador Trifsico de 6 pulsosEn un sistema trifsico equilibrado los voltajes de lnea a neutro estn definidos por:

Los voltajes correspondientes de lnea a lnea (VLL) son:

El voltaje promedio de salida se puede determinar mediante:

Donde Vm es el voltaje pico de fase o voltaje mximo, el voltaje promedio DC tambin lo podemos expresar en funcin del voltaje lnea a lnea, mediante la siguiente expresin:

El valor rms del voltaje de salida est dado por:

Rectificador trifsico controladoEste tipo de rectificador permite variar el voltaje promedio de salida, empleando para su funcionamiento tiristores de potencia con los cuales se puede variar el ngulo de disparo y por ende la potencia entregada a la carga. Los tiristores se disparan a un intervalo de /3.La frecuencia del rizo de voltaje en la salida es seis veces la frecuencia de la fuente de entrada (6fs), y el filtrado resulta menos complejo en comparacin con el de los convertidores de media onda ya que este presenta menos rizo en el voltaje de salida.Cuando wt=(/6+), el tiristor T6 ya est conduciendo, y el tiristor TI se activa. Durante el intervalo (/6+) wt (/2+), los tiristores TI y T6 conducen y aparece el voltaje de lnea a lnea Vab = Van - Vbn a travs de la carga. Cuando wt =(/2+), se dispara el tiristor T2 y de inmediato el tiristor T6 se polariza en sentido inverso. T6 se desactiva por conmutacin natural. Durante el intervalo (/2+) wt (5/6+) conducen los tiristores TI y T2 Y aparece el voltaje de lnea a lnea Vac a travs de la carga. Si se numeran los tiristores como se indica en la figura del circuito rectificador trifsico controlado, la secuencia de disparo es 1-2,2-3,3-4,4-5,5-6 y 6-1.

Circuito de un Rectificador controlado de 6 pulsos

Formas de onda del voltaje de entrada, voltaje de salida, corriente de entrada y corriente de salida a travs de los tiristoresEl voltaje promedio de salida se puede determinar mediante:

Donde es el ngulo de disparoEl valor rms del voltaje de salida est dado por:

Secuencia de disparo

La secuencia de disparo es la siguiente:Generar un pulso de seal en el cruce del voltaje de fase Van con cero. Retardar el pulso en el ngulo deseado ( + /6) y aplicarlo a las terminales de compuerta y ctodo de T1 a travs de un circuito excitador de compuerta.Generar cinco pulsos ms, cada uno retardado /6 respecto al anterior, para disparar T2, T3,..., T6, respectivamente, mediante circuitos excitadores de compuerta.Rectificador trifsico de doce pulsosUn puente trifsico produce un voltaje de salida de seis pulsos. Para aplicaciones con grandes potencias, como por ejemplo transmisin de cd de alto voltaje (HVDC), y para impulsores de cd para motores, se requiere en general una salida de 12 pulsos para reducir los rizos en la salida, y para aumentar las frecuencias de los mismos. Se pueden combinar dos puentes de 6 pulsos, sea en serie o en paralelo, para producir una salida con 12 pulsos efectivos. Para el circuito del convertidor se puede obtener un desplazamiento de fase de 30 entre los devanados secundarios, conectando un secundario en estrella (Y) y el otro en delta (). Con este rectificador se puede llevar a cabo una reduccin mayor de armnicos de salida, que en un rectificador de 6 pulsos. Mediante una conexin en serie la tensin total de salida es la suma de las salidas de los dos puentes de 6 pulsos. Los ngulos de disparo de los puentes suelen ser iguales.

Circuito y formas de onda de un rectificador trifsico de doce pulsos

ArmnicosLa siguienteserie de Fourierrepresenta las corrientes de las lneas de alterna que alimenta el transformador Y Y

La siguiente serie de Fourier representa las corrientes de las lneas de alterna que alimenta al transformador Y

Las series de Fourier de las dos corrientes son similares, aunque algunos trminos son de signos opuestos. La siguiente es la serie de Fourier de la corriente del sistema de alterna, que es la suma de dichas corrientes del transformador.

Por lo tanto algunos de los armnicos de la parte alterna se anulan utilizando el esquema de doce pulsos en lugar del esquema de seis pulsos. Los armnicos que permanecern en el sistema de alterna son de orden 12k 1. Al utilizar esta configuracin de trasformador y convertidor se ha producido la anulacin de los armnicos de orden 6(2n 1) 1.VentajasEntre las ventajas que presenta el rectificador de 12 pulsos con respecto al convertidor de 6 pulsos tenemos:Tiene un total de 12 transiciones para cada periodo del generador de alterna, dado que se produce una transicin entre los tiristores en conduccin cada 30.La salida presenta frecuencias armnicas que son mltiplos de 12 veces la frecuencia del generador (12k, k = 1, 2, 3).El filtrado necesario para generar una salida de corriente continua, relativamente pura, es menos costoso que el necesario para el rectificador de 6 pulsos.

Rectificadores monofsicos de media ondaUn rectificador monofsico es el tipo ms sencillo, pero no se utiliza normalmente en aplicaciones industriales. Sin embargo, resulta til para comprender el principio de la operacin de los rectificadores. En la figura 1a) aparece el diagrama de circuito con una carga resistiva. Durante el medio ciclo positivo del voltaje de entrada, el diodoD1conduce y el voltaje de entrada aparece a travs de la carga.

Figura 1-Rectificador monofsico de media ondaDurante el medio cilo negativo del voltaje de entrada, el diodo est en condicin de bloqueo y el voltaje de salida es cero. Las formas de onda para los voltajes de entrada y de salida se muestran en la figura 1b).Utilizados para rectificar el ciclo positivo, negativo o ambos de una seal de corriente alterna La rectificacin de ambos ciclos constituye un circuito de valor absoluto Ideales cuando es necesario rectificar seales de bajo voltaje