OpenCourseWare de la Universidad del País Vasco / … · 9.- Pérdidas de tensión y Análisis de...
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9.- Pérdidas de tensión y Análisis de cortocircuito en los rectificadores no controlados: P3, PD3 y S3
1
Estudio de Rectificadores Trifásicos
OpenCourseWare de la Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea http://ocw.ehu.es
Oskar Casquero, F. Javier Maseda, Jesús Romo & Itziar Martija
Pérdidas de tensión en los rectificadores no controlados:
P3, PD3 y S3
2
Las pérdidas de tensión en los rectificadores no controlados, que se podría
extrapolar a los controlados e incluso con carácter general a todos los
convertidores electrónicos de potencia, se pueden dividir en: perdidas en las
inductancias por la imposibilidad de una conmutación instantánea de las
corrientes en ellas, pérdidas en las resistencia del sistema (resistencias de las
bobinas secundarias, primarias y de la red) y , por último, la caída de tensión
en los propios interruptores electrónicos.
La importancia de este cálculo para el caso de los rectificadores no controlados
es fundamental debido a la imposibilidad de regular la tensión de salida una
vez diseñado el rectificador.
La caída de tensión más importante es la provocada por la conmutación no
instantánea en los diodos del rectificador debido a las inductancias del
transformador. Es por esto que son a las que se le va a prestar una especial
atención.
La manera de proceder en los tres casos va a ser similar y consiste en buscar
como nuevo origen de coordenadas un instante que nos facilite mediante
operaciones vectoriales sencillas la deducción tanto del tiempo de duración de
la conmutación como de la perdida de tensión en ella.
Oskar Casquero, F. Javier Maseda, Jesús Romo & Itziar Martija
OpenCourseWare (UPV/EHU) http://ocw.ehu.es
Caída de tensión por conmutación no instantánea en un
P3
3 Oskar Casquero, F. Javier Maseda, Jesús Romo & Itziar Martija
OpenCourseWare (UPV/EHU) http://ocw.ehu.es
Caída de tensión por conmutación no instantánea en un
P3
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11
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Oskar Casquero, F. Javier Maseda, Jesús Romo & Itziar Martija
OpenCourseWare (UPV/EHU) http://ocw.ehu.es
Caída de tensión por conmutación no instantánea en un
P3
5
2211 eVeV
dt
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2
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Integrando is
Oskar Casquero, F. Javier Maseda, Jesús Romo & Itziar Martija
OpenCourseWare (UPV/EHU) http://ocw.ehu.es
Caída de tensión por conmutación no instantánea en un
PD3
6 Oskar Casquero, F. Javier Maseda, Jesús Romo & Itziar Martija
OpenCourseWare (UPV/EHU) http://ocw.ehu.es
Caída de tensión por conmutación no instantánea en un
PD3
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dt
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dt
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2
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x
x
Oskar Casquero, F. Javier Maseda, Jesús Romo & Itziar Martija
OpenCourseWare (UPV/EHU) http://ocw.ehu.es
Caída de tensión por conmutación no instantánea en un
PD3
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2211 eVeV
Malla en cortocircuito:
dt
dis
dt
dis 21
Integrando is ´
2´3 1023133231
d
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2
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ILCwLVx
3
Oskar Casquero, F. Javier Maseda, Jesús Romo & Itziar Martija
OpenCourseWare (UPV/EHU) http://ocw.ehu.es
Caída de tensión por conmutación no instantánea en un
S3
9 Oskar Casquero, F. Javier Maseda, Jesús Romo & Itziar Martija
OpenCourseWare (UPV/EHU) http://ocw.ehu.es
Caída de tensión por conmutación no instantánea en un
S3
10
33
11
eVV
eVV
31312 eeVVV
dt
disLe
dt
disLe
33
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dt
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2
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VLC
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VdsenVdVVV
x
x
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Caída de tensión por conmutación no instantánea en un
S3
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Malla en cortocircuito:
Integrando is
022 eV
022
dt
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2
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3
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1
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V
wLILCVVLCVx
ILCwLVx
Oskar Casquero, F. Javier Maseda, Jesús Romo & Itziar Martija
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Análisis de cortocircuito en los rectificadores no controlados:
P3, PD3 y S3
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El análisis de cortocircuito en la carga es un estudio que debe ser
realizado con mucho rigor en los rectificadores no controlados, que se
podría extrapolar a los controlados. El motivo reside en que tanto los
diodos como los tiristores son interruptores electrónicos guiados por la
red, en estos últimos se tiene el control del encendido pero no del
bloqueo.
La importancia del cálculo reside en que en una situación de
cortocircuito no tenemos control del sistema para su bloqueo por lo
que serán las protecciones estáticas las que deben actuar y por lo
tanto estar perfectamente dimensionadas.
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Análisis de cortocircuito en un P3
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011 eV
011
dt
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1
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03
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Análisis de cortocircuito en un P3
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33 00
ILCwLVVVLCVLC x
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Análisis de cortocircuito en un PD3
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La posibilidad de que la corriente circule con libertad por todas las fases del transformador
independientemente de su polaridad hace, que a efectos de corriente, que se pueda analizar
la ecuación de la malla de la fase uno como si no hubiese diodos.
wL
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2
0
wL
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0
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V
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3Nota: La corriente media de cortocircuito es la suma de
los valores de las corrientes que llegan al borne positivo
que salen del negativo
011 eV
011
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Análisis de cortocircuito en un PD3
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Nota: La relación de cortocircuito en
un PD3 es π veces más pequeña que en
un P3.
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Análisis de cortocircuito en un S3
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Se aplica el mismo razonamiento que en el PD3 sobre la posibilidad de que la corriente
circule con libertad por todas las fases del transformador independientemente de su
polaridad, que hace que se pueda analizar la ecuación de la malla de la fase uno como si
no hubiese diodos.
wL
VIscc
2
0
Nota: La corriente media de cortocircuito es la suma de los
valores de las corrientes que llegan al borne positivo que
salen del negativo
011 eV
011
dt
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0
0
cos
01
001
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3
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Análisis de cortocircuito en un S3
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Nota: La relación de cortocircuito en un
S3 es π veces más pequeña que en un P3.
ILCwLVVVLCVLC x
0
0
3
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thcc 00 330
3
3
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cccc
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Análisis de cortocircuito en un S3
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Análisis sobre caída de tensión por conmutación no instantánea y
cortocircuito en los rectificadores no controlados: P3, PD3 y S3
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La conclusión más evidente es el efecto negativo de las inductancias
respecto a la caída de tensión en carga y por el contrario la capacidad
de protección que tiene el rectificador con inductancias elevadas frente
a la situación de falla por cortocircuito.
Esta dualidad hace que se deba llegar a una solución de compromiso
en la elección de las inductancias del rectificador, en función de estas
dos características del sistema.
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