Presentación III Rectificador Monofasico Tipo Puente

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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


Ing.

Cam

ilo S

anab

ria

20


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


Ing.

Cam

ilo S

anab

ria

21


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


Ing.

Cam

ilo S

anab

ria

22


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


Ing.

Cam

ilo S

anab

ria

23


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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

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