ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES
El rectificador de la figura tiene una carga resistiva
pura R. Determine la eficiencia, Factor de Forma,
Factor de componente ondulatoria, el factor de
utilización de transformador, voltaje inverso pico del
diodo y el valor Cf de la Corriente de entrada
𝑣𝑑𝑐 =1
𝑇 𝑣𝑙
𝑇
0
(𝑙)𝑑𝑡
vL(t)=0 T/2<t<T
𝑣𝑑𝑐 =1
𝑇 𝑣𝑚𝑠𝑒𝑛𝑤𝑡𝑇/2
0
𝑑𝑡 =−𝑣𝑚𝑤𝑇
(𝑐𝑜𝑠(𝑤𝑇
2− 1))
ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES
F=1/T w=2𝜋
𝑣𝑑𝑐 =𝑣𝑚𝜋
= 0.318(𝑣𝑚)
𝐼𝑑𝑐 =𝑣𝑐𝑑𝑅
= 0.318(𝑣𝑚)/𝑅
𝑣𝑟𝑚𝑠 =1
𝑇 (𝑣𝑙
𝑇
0
𝑙 )^2𝑑𝑡
𝑣𝑟𝑚𝑠 = 1
𝑇 (𝑣𝑚𝑠𝑒𝑛𝑤𝑡)^2
𝑇2
0
𝑑𝑡
1/2
=𝑣𝑚2
= 0.5𝑣𝑚
𝐼𝑟𝑚𝑠 =𝑣𝑟𝑚𝑠𝑅
= 0.5(𝑣𝑚)/𝑅
𝑃𝑑𝑐 =(𝑣𝑐𝑑 )^2
𝑅= (0.318𝑣𝑚)^2/𝑅
𝑃𝑐𝑎 = (0.5𝑣𝑚)^2/𝑅
𝜂 =𝑃𝑑𝑐
𝑃𝑐𝑎=
(0.318𝑣𝑚)^2
(0.5𝑣𝑚)^2= 40.5%
𝐹𝐹 =𝑣𝑟𝑚𝑠
𝑣𝑑𝑐=
0.5𝑣𝑚0.318𝑣𝑚
= 1.57 = 157%
𝑅𝐹 = 𝑓𝑓2 − 1 = 1.21
ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES
𝑣𝑠𝑒 = 1
𝑇 (𝑣𝑚𝑠𝑒𝑛𝑤𝑡)^2
𝑇2
0
𝑑𝑡
1/2
=𝑣𝑚
2= 0.707𝑣𝑚
𝐼𝑠𝑒 =𝑣𝑠𝑒𝑅
= 0.5(𝑣𝑚)/𝑅
𝑉𝐴 = 𝑉𝑠𝑒𝐼𝑠𝑒
𝑇𝑈𝐹 =𝑃𝑐𝑑
𝑉𝑠𝑒𝐼𝑠𝑒=
(0.318)^2
(0.5 ∗ 0.707)= 0.286
PIV=Vm
𝐼𝑠(𝑝𝑖𝑐𝑜) =𝑣𝑚𝑅
= 0.318(𝑣𝑚)/𝑅
𝐶𝐹 =𝐼𝑠(𝑝𝑖𝑐𝑜)
𝐼𝑠=
1
0.5= 2
Un rectificador ideal tendría que ser 𝜂 = 1, 𝑣𝑎𝑐 = 0,
𝑅𝐹 = 0, 𝑇𝑈𝐹 = 1, 𝑇𝐻𝐹 = 0 = 𝐻𝐹, 𝑃𝐹 = 1 = 𝐷𝑃𝐹,
ESTUDIAR EJEMPLO 3,8
ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES
Debido a la carga inductva el periodo de conducción
del diodo D1 se extenderá a180° hasta que la
corriente se haga cero en wt=π+σ
ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES
Vl promedio del inductor es cero
𝑣𝑑𝑐 =𝑣𝑚2𝜋 𝑠𝑒𝑛𝑤𝑡𝜋+𝜎
0
𝑑𝑡 =𝑣𝑚2𝜋
(−𝑐𝑜𝑠(𝑤𝑡))
𝑣𝑑𝑐 =𝑣𝑚2𝜋
(1 − 𝑐𝑜𝑠(𝜋 + 𝜎))
_________________________________________________
______________________________
El voltaje de la batería en la figura es 12v y su
capacidad es 100w-h la corriente deberá ser
Icd=5AEl voltaje de entrada del primario es vp=120
60Hz el transformador tiene una relación de n
vueltas 2:1 Calcular el ángulo de conducción del
diodo
La resistencia limitadora de corriente
ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES
La especificación de potencia
Tiempo de cargas en horas
Eficiencia del rectificador
El voltaje de pico inverso
Solución
𝑣𝑚= 2𝑣𝑠 𝛼 = 𝑠𝑒𝑛−1𝐸
𝑣𝑚=
12
84.85= 8.13
𝛽 = 𝜋 − 𝛼 𝛽 = 180− 8.13
𝐼𝑑𝑐 =1
2𝜋 𝑣𝑚𝑠𝑒𝑛𝑤𝑡 − 𝐸 𝜋−𝛼
𝛼
/𝑅𝑑𝑤𝑡
=1
2𝜋𝑅(2𝑣𝑚 𝑐𝑜𝑠 𝛼 + 2𝐸𝛼 − 𝜋𝐸)
R=3.53
𝐼𝑟𝑚𝑠2 =
12𝜋
𝑣𝑚𝑠𝑒𝑛𝑤𝑡 − 𝐸 2𝜋−𝛼
𝛼
𝑅2𝑑𝑤𝑡 = 67.4
= 8.2
𝑣2 − sin 2 𝑥
4 + 𝑥2 + 2𝑒𝑣cos 𝑥 + 𝑒2𝑥
𝑅2
𝜂 =𝑃𝑑𝑐
𝑃𝑐𝑎 + 𝑃𝑅=
60
60 + 286.4= 17.32%
ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES
𝑝𝑖𝑣 = 𝑣𝑚 + 𝐸 = 96.85
Rectificadores de onda completa
El rectificador de la figura tiene una carga resistiva
pura R. Determine la eficiencia, Factor de Forma,
Factor de componente ondulatoria, el factor de
utilización de transformador, voltaje inverso pico del
diodo y el valor Cf de la Corriente de entrada
ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES
𝑣𝑑𝑐 =2𝑣𝑚𝜋
= 0.636(𝑣𝑚)
𝐼𝑑𝑐 =𝑣𝑐𝑑𝑅
= 0.636(𝑣𝑚)/𝑅
𝑣𝑟𝑚𝑠 = 1
𝑇 (𝑣𝑚𝑠𝑒𝑛𝑤𝑡)^2
𝑇2
0
𝑑𝑡
1/2
=𝑣𝑚
2= 0.707𝑣𝑚
𝐼𝑟𝑚𝑠 =𝑣𝑟𝑚𝑠𝑅
= 0.707(𝑣𝑚)/𝑅
𝑃𝑑𝑐 =(𝑣𝑐𝑑 )^2
𝑅= (0.636𝑣𝑚)^2/𝑅
𝑃𝑐𝑎 = (0.707𝑣𝑚)^2/𝑅
𝜂 =𝑃𝑑𝑐
𝑃𝑐𝑎=
(0.636𝑣𝑚)^2
(0.707𝑣𝑚)^2= 81%
𝐹𝐹 =𝑣𝑟𝑚𝑠
𝑣𝑑𝑐=
0.707𝑣𝑚0.636𝑣𝑚
= 1.11 = 157%
𝑅𝐹 = 𝑓𝑓2 − 1 = 0.482
𝑣𝑠𝑒 = 1
𝑇 (𝑣𝑚𝑠𝑒𝑛𝑤𝑡)^2
𝑇2
0
𝑑𝑡
1/2
=𝑣𝑚
2= 0.707𝑣𝑚
𝐼𝑠𝑒 =𝑣𝑠𝑒𝑅
= 0.707(𝑣𝑚)/𝑅
𝑉𝐴 = 𝑉𝑠𝑒𝐼𝑠𝑒
ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES
𝑇𝑈𝐹 =𝑃𝑐𝑑
𝑉𝑠𝑒𝐼𝑠𝑒=
(0.636)^2
2(0.5 ∗ 0.707)= 0.286
PIV=2Vm
𝐼𝑠(𝑝𝑖𝑐𝑜) =𝑣𝑚𝑅
𝐶𝐹 =𝐼𝑠(𝑝𝑖𝑐𝑜)
𝐼𝑠=
1
0.707= 2
_________________________________________________
_______________________________
Un puente rectificador monofásico que alimenta una
carga inductiva muy alta como sería un motor de CD
aparece en la figura La relación de vueltas del
ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES
transformador es 1la carga es tal que el motor utiliza
una corriente de armadura libre de oscilaciones Ia
Determinar el factor armónico HF de la corriente de
entrada y el factor de potencia de entrada del
rectificador PF
Normalmente el motor se comporta como un filtro de
reducción de la corriente de la componente
ondulatoria de la carga.
La corriente se puede expresar como una serie de
Fourier
𝑖 𝑡 = 𝐼𝑐𝑑 + 𝑎𝑛 𝑐𝑜𝑠𝑛𝑤𝑡
+ 𝑏𝑛 𝑠𝑖𝑛𝑛𝑤𝑡
∞
𝑛=1
𝐼𝑐𝑑 = 0
𝑎𝑛 = 0
𝑏𝑛 =4𝐼𝑎𝑛𝜋
𝑖 𝑡 =4𝐼𝑎𝜋
(𝑠𝑒𝑛𝑤𝑡
1+𝑠𝑒𝑛3𝑤𝑡
3+𝑠𝑒𝑛5𝑤𝑡
5+ ⋯… )
ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES
el valor de la componente fundamental de la
corriente de entrada es
𝐼𝑠1 =4𝐼𝑎
𝜋 2= 0.90𝐼𝑎
𝐼𝑠 =4𝐼𝑎
𝜋 2[1 +
1
3
2
+ 1
5
2
+ 1
7
2
+⋯ ] = 𝐼𝑎
𝐻𝐹 = 𝑇𝐻𝐷 = 1
0.90− 1
1/2
= 0.483
𝑃𝐹 =𝐼𝑠1
𝐼𝑠= 0.90
EJEMPLOS EN MATLAB Y SIMULINK
RECTIFICADOR CON CARGA RC
RECTIFICADOR CON CARGA RL
RECTIFICADOR CON CARGA VOLTAJE
RECTIFICADOR CON CARGA
RECTIFICADOR POLIFASICO
ELECTRONICA DE POTENCIA RECTIFICADORES
EJERCICIO a) A partir de los script de matlab
realizar una Guide.
c) Realizar el script ó guide de un
rectificador monofásico onda completa
b) Realizar el rectificador puente en
simulink.
BIBLIOGRAFIA: RASHID
MATLAB, SIMPOWER,
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