UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA
“ANTONIO JOSE DE SUCRE”
VICE-RECTORADO DE PUERTO ORDAZ
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRICA
LABORATORIO DE ELECTRONICA DE POTENCIAS II
PRACTICA Nº 1. Estudio de las diferentes
Formas de Onda de un Rectificador
Controlado Trifásico de Onda Completa.
PUERTO ORDAZ 13/06/2012
ELABORADO POR: SECCION:
CARLOS ROJAS 18.170.802 N2
MARIA GARCIA 16.395.238 N1
WILMER RIVERO 5.968.602 N1
INTRODUCCION
La distribución de energía eléctrica se hace, esencialmente, en corriente alterna,
debido, principalmente, a la facilidad de adaptación del nivel de tensión por medio
de transformadores. Sin embargo, en muchas aplicaciones, la carga alimentada
requiere una tensión continua. La conversión CA/CC es realizada por convertidores
estáticos de energía, comúnmente denominados rectificadores. Por tanto, un
rectificador es un sistema electrónico de potencia cuya función es convertir una
tensión alterna en una tensión continua. En una primera clasificación, podemos
diferenciar los rectificadores de acuerdo con el número de fases de la tensión
alterna de entrada (monofásico, bifásico, trifásico, hexafásico, etc.). Dentro de
estos, podemos diferenciar los rectificadores en función del tipo de conexión de los
elementos (media onda y de onda completa). Para este caso estudiaremos las
diferentes formas de ondas de un Rectificador Trifásico Controlado de Onda
Completa en la cual observaremos los distintos fenómenos que suceden en este
tipo de rectificadores. Es importante señalar que en la actualidad el conocimiento
de las estructuras básicas de los convertidores de potencia resulta imprescindible
para aprender como funcionan los sistemas de alimentación electrónica moderna y
los accionamientos eléctricos. En esta practica nos apoyaremos con el software
PSPICE para realizar comparación de resultados teóricos y prácticos, de igual
manera presentaremos una serie de graficas tomadas en la elaboración de la
practica.
O B J ETI VO G E N E R A L :
Analizar el funcionamiento de un Convertidor Trifásico Controlado de Onda
Completa.
O B J ETI VOS E S P E C I F I CO S :
1. Observar Formas de Onda de las tensiones de fase y de línea que
alimentan al Convertidor.
2. Visualizar Formas de Onda de tensión y corriente para carga RL y
Resistiva Pura para Convertidor de Onda Completa.
3. Examinar la Onda de Tensión Ánodo Cátodo en los SCR´s para
Rectificadores Controlados de Onda Completa.
4. Observar Formas de Onda de la Corriente en el Transformador y en los
SCR´s del Convertidor de Onda Completa.
5. Estudiar el comportamiento del Convertidor Trifásico Controlado al
presentarse diversas fallas.
MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS:
MODULOS AE G
MODULO 013: Interruptor con fusibles y relé térmico.
MODULO 809: Interruptor para Transformador con contactos de retardo
(A) y Supresión de Pulsos (B)
MODULO 801: Transformador con doble devanado en primario y
secundario 208/120 V
MODULO 802: Unidad de Disparo de 6 Pulsos
MODULO 803: Modulo de 6 SCR´s.
MARCO TEORICO
Definición y aspectos generales de los rectificadores.
Los rectificadores o convertidores de c.a. a c.c. son dispositivos estáticos
compuestos por elementos semiconductores que se alimentan directamente de la
tensión alterna sinusoidal de la red y la transforma en tensión de corriente continua.
Todas las configuraciones de puentes rectificadores se pueden clasificar según
varios criterios:
a) Según estén constituidos por diodos, diodos y tiristores o tiristores.
a.1) Rectificadores no controlados: están constituidos por diodos únicamente y
suministran una tensión unidireccional. El valor de esta tensión prácticamente es
constante, pero queda afectada prácticamente por la naturaleza de la carga
(inductiva, capacitiva) y la tensión de alimentación. Si se representa la
característica tensión-corriente de salida de este puente rectificador, se obtiene una
estrecha franja horizontal situada en el primer cuadrante.
b.1) Rectificadores semicontrolados o híbridos: están formados por una
determinada combinación de diodos y tiristores. Solamente pueden trabajar
suministrando una tensión variable unidireccional, cubriendo el primer cuadrante
del diagrama de tensión-corriente.
c.1) Rectificadores completos o totalmente controlados: están formados por
tiristores únicamente. Éstos a su vez, pueden clasificarse en simple y doble puente,
los cuales pueden trabajar en el primer y cuarto cuadrantes únicamente, o bien en
los cuatro cuadrantes, respectivamente. Es de observar que en los puntos de
funcionamiento del primer y tercer cuadrantes la potencia va de la red a la carga, y
en los segundos del segundo y cuarto cuadrantes la potencia va de la carga a la
red.
b) Según se alimenten de redes monofásica o trifásica: serán puentes
rectificadores monofásicos o trifásicos. En general, una fuente de c.a. es adecuada
para rectificadores de 1 ó 2 kW, pero para potencias más elevadas se utiliza
normalmente una fuente de c.a. trifásica.
c) Según se rectifiquen solamente los semiciclos: positivos o se rectifiquen,
tanto los semiciclos positivos como los negativos, son de media onda o de onda
completa. En este caso utilizaremos un Rectificador Trifásico Controlado de Onda
Completa que se describe de la siguiente manera:
Rectificador Controlador Trifásico de Onda Completa:
Los rectificadores se utilizan ampliamente en aplicaciones industriales hasta el nivel
de 220 KW, en las que se requiere una operación en dos cuadrantes. Este circuito
se conoce como puente trifásico. Los tiristores se disparan con intervalos de π/3.
La frecuencia de la tensión de la componente ondulatoria de salida es 6fs siendo la
necesidad de filtraje menor que la de los convertidores trifásicos semicontrolados y
de media onda.
Fig. #1. Rectificador Trifásico de Onda Completa totalmente Controlado.
Experiencia #1: Formas de Onda de Fase que alimentan al convertidor.
Figura #2. Diagrama Circuital empleado en la Práctica.
Figura #3. Diagrama del Convertidor Trifásico Completo. Simulación en PSPICE.
FASE R FASE RS FASE RST
Figuras #4. Formas de Onda de acuerdo a cada FASE.
Aquí podemos notar las curvas de onda de entrada en las diferentes fases para el
convertidor.
Experiencia #2: Formas de Onda de Linea que alimentan al convertidor.
LINEA RS LINEA RS, ST, RT LINEA RS, ST, RT, SR
LINEA RS, ST, RT, SR, TS, TR LINEA RS, ST, RT, SR, TS, TR R, S, T
De igual manera podemos notar las curvas de onda de entrada en las diferentes
líneas para el convertidor.
Experiencia #3: Forma de Onda de Corriente en la carga resistiva pura.
A 0° A 60° A 120°
Figuras #6. Formas de Onda de acuerdo a la carga RESISTIVA.
Se observa en la grafica los rizos de la onda ya rectificado para una carga resistiva
pura. También podemos notar que a diferentes ángulos de disparos en los tiristores
mientras más grande es el ángulo de este se hace más negativa o decrece hacia la
parte negativa.
Experiencia #4: Forma de onda de corriente en la carga RL
A 0° A 60° A 120°
Para esta grafica los rizos de la onda ya rectificado para una carga resistiva-
inductiva podemos notar que a diferentes ángulos de disparos en los tiristores
mientras más grande es el ángulo de este, se hace más negativa o decrece hacia
la parte negativa. Hay que resaltar que la inductancia suaviza la onda o la hace
más lineal. En otras palabras al llegar a 120° se alcanza tensiones negativas por
que la fase que activa dicho par de tiristores se encuentra en su semiciclo negativo.
Experiencia #5: Forma de onda de ánodo y cátodo en un tiristor.
Figuras #8. Formas de Onda en el TIRISTOR.
En esta curva podemos notar la forma de onda del tiristor conduciendo anodo-
catodo donde podemos concluir que la unión de todos los tiristores hacen la
rectificación completa de la onda.
Experiencia #6: Forma de onda cuando se presenta una falla.
Falla un tiristor Falla una fase Falla de sincronismo
En esta grafica podemos notar que cuando falla un tiristor falta la onda de
rectificación por lo hay un corte. Cuando falla una fase los tiristores no rectifican la
fase que falta. Y por ultimo cuando hay una falla de un sincronismo.
Graficas en PSPICE:
Grafica #1.
Time
0s 10ms 20ms 30ms 40ms 50ms 60ms 70msV(R1:1,R1:2)
0V
100V
200V
SEL>>
V(g6,k6) V(g5,k5) V(g4,k4) V(g3,k3) V(g2,k2) V(g1,k1)-10V
0V
10VV(Va,R18:1) V(Vb,V5:-) V(Vc,V4:-)
-200V
0V
200V
Tensión de entrada para las tres fases del convertidor. En la segunda simulación la onda rectificada para un ángulo mayor a 60°.
Grafica #2.
Time
0s 10ms 20ms 30ms 40ms 50ms 60ms 70msV(g6,k6) V(g5,k5) V(g4,k4) V(g3,k3) V(g2,k2) V(g1,k1) V(R1:1,R1:2)
-200V
0V
200V
400V
SEL>>
V(Va,R18:1) V(Vb,V5:-) V(Vc,V4:-)-200V
0V
200V
Simulación en PSPICE para las tensiones de línea en la entrada del convertidor. En la segunda curva podemos notar la onda rectificada para un ángulo menor a 60°.
Grafica #3.
Time
0s
10ms
20ms
30ms
40ms
50ms
60ms
70ms
V(R1:1,L1:2)
0V
100V
200V
SEL>>
V(g6,k6)
V(g5,k5)
V(g4,k4)
V(g3,k3)
V(g2,k2)
V(g1,k1)
-10V
0V
10V
V(Vc,V4:-)
V(Vb,V5:-)
V(Va,R18:1)
-200V
0V
200V
Top Related