PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE VALPARAISO ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA ELECTRONICA DE POTENCIA EIE459 Profesor: Miguel López G. Ayudante: Andreuw Madrid C

Tarea N°1 Electrónica de Potencia

TAREA 1

“Análisis de estructuras rectificadoras”

La fecha de entrega es el día

La preguntas respondidas solo mediante simulación (sin cálculos teóricos previos), no se revisaran

Se deben mostrar todas las formas de ondas solicitadas.

Las simulaciones deben ser en Psim.

No se recibirán tareas fuera de la fecha indicada.

La tarea se pueden realizar individualmente o en grupos de máximo 3 personas.

Será severa la corrección en caso de copias.

Se le dará mucha importancia a las explicaciones.

1) En una minera se requiere comprar un convertidor de potencia de alta corriente de salida, para

realizar un proceso de electrometalurgia a un mineral específico. Para lo cual esta optó por

comprar un rectificador doble estrella con reactor de interfaz a diodos, este se conectará a la red

mediante un transformador (Primario en delta y secundarios en estrella, la relación de

transformación señala que la entrada de voltaje al transformador es 10 veces mayor que su

salida en el secundario). El convertidor se encuentra alimentado por un generador diésel que

posee la minera, dicho generador alimenta al transformador con 2200[𝑉𝑟𝑚𝑠] 𝑎 50[𝐻𝑧]. La carga

del rectificador requiere una corriente constante de 1[kA]. Los ingenieros de la minera se

encuentran de vacaciones, por lo cual, optan por contratarle a usted para que realice ciertas

pruebas y además de ello analice, lo que se le solicitara a continuación:

a) Voltaje en el secundario del transformador, las tensiones rectificadas o de salida, el voltaje

en el reactor de interfaz (para lo cual se piden cálculos teóricos y simulación, además de su

racionamiento en detalle).

b) Corrientes en el primario, secundario, y por la bobina de interfaz (para esta última, basta

con la simulación, no obstante, explique el porqué de dicho valor).

c) El índice de distorsión total de la corriente de entrada (𝑇𝐻𝐷𝑖), detallando el cálculo de los

valores eficaces de las corrientes en la entrada y de la fundamental.

d) La potencia activa entregada por la alimentación P[w] y el factor de potencia.

e) Si se necesitara, un menor voltaje en la salida (medio), ¿Qué tipo de semiconductores que

además toleren esta corriente, se podrían utilizar? Justifique.

f) Diseñe utilizando datasheet, que diodos pueden usarse para esta aplicación y ¿Por qué?,

además se pide que señale el costo (monetario) que representa la compra de estos

semiconductores.

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Tarea N°1 Electrónica de Potencia

Circuito “representativo” del ejercicio 1:

Nota: no se simula de la forma que se presenta, es solo una guía.

Fig. 1

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Tarea N°1 Electrónica de Potencia

2) Sea el convertido de la figura 2 funcionando en régimen permanente. Considerando los

siguientes datos:

𝑉(𝑤𝑡) = √2 ∗ 220𝑠𝑒𝑛(𝑤𝑡 + 0)[𝑣]

𝐸1 = 100[𝑣]

𝐸2 = 100[𝑣]

𝐿 → ∞

Diodos ideales

R=12[Ω]

Se solicita:

a) La forma de onda de la tensión en la carga, indicando que diodo conduce en cada intervalo de

operación.

b) Valor y forma de onda de la tensión media y corriente en la carga.

c) Factor de potencia de la estructura en la carga.

d) Valor y forma de onda de la corriente que circula por cada diodo.

e) Realice un análisis de contenido armónico en la carga (THD), tanto de voltaje como de corriente.

Nota: Es probable que ordenando la estructura se simplifiquen los cálculos teóricos.

Figura 2