El rectificador trifásico de onda completa tipo puente – B6, funciona en redes trifásicas, genera componentes ondulatorios de seis pulsos en la tensión de salida por cada ciclo de conducción, y además como los diferentes pulsos de tensión están traslapados se obtiene una tensión rectificada cuyo valor oscila muy poco.
El secundario del transformador de un rectificador puede estar conectado en triangulo o en estrella.
RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA CON EL SECUNDARIO EN TRIANGULO
El rectificador trifásico no controlado de onda completa tipo puente con el secundario del transformador en triangulo, tiene los terminales del secundario del transformador conectados en triángulo.
El primario se conectará de acuerdo a la configuración de la red eléctrica que provee el concesionario eléctrico, en nuestro país se utiliza mayoritariamente la red eléctrica trifásica de tres hilos, sin neutro.
CIRCUITO RECTIFICADOR TRIFASICO NO CONTROLADO DE ONDA COMPLETA EN TRIANGULO
EDC EL Esrms Idiodo EL D1 D4D6D2 IDC D3D5 EF L1 L2 L3 EF
Los diodos están numerados en orden de secuencia de conducción, cada uno de ellos conduce durante 120°, La secuencia de conmutación de los diodos es en forma natural, controlados por la tensión de alimentación.
En cada instante conducen dos diodos, uno por que su ánodo es el que tiene el mayor nivel de tensión en ese instante y el otro por que su cátodo es el que tiene el menor nivel tensión o tensión más negativa en ese instante.
ELECTRÓNICA DE POTENCIA
ELECTRICISTA INDUSTRIAL HIT-08 151 En el gráfico se debe tener en cuenta que V32 significa que V3 es positivo y V2 es negativo, V12 significa que V1 es positivo y V2 es negativo, etc.
La conducción de los diodos se tiene:
De 0 a π /3 (V32) conduce D5 y D6, de π /3 a 2π /3 (V12) conduce D1 y D6.
De 2π /3 a 3π /3 ó π (V13) conduce D1 y D2, de 3π /3 a 4π /3 (V23) conduce D3 y D2. De 4π /3 a 5π /3 (V21) conduce D3 y D4, de 5π /3 a 6π /3 ó 2π (V31) conduce D5 y D4.
Luego se repite el ciclo.
3
23
33
43
53
63
La tensión en la carga es solo positiva y de un nivel cercano a la tensión pico, más cerca que el proporcionado por el rectificador de media onda, como se muestra en el grafico.
ELECTRÓNICA DE POTENCIA
ELECTRICISTA INDUSTRIAL HIT-08 152
CALCULOS DE TENSIONES Y CORRIENTES
La tensión EDC, es la tensión continua en la carga y se puede calcular con la formula:
La corriente por cada par de diodos es la tercera parte de la corriente total IDC, así para el D1
La corriente en el secundario del transformador se calcula con la formula:
El Voltaje Pico Inverso o VIP, es un parámetro importante en el diseño de los rectificadores, si esta mal calculado el diodo se deteriora y quema,
RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA CON EL SECUNDARIO EN ESTRELLA
El rectificador trifásico no controlado de onda completa tipo puente con el secundario del transformador en estrella, tiene una tensión de salida DC, mayor que el rectificador con el secundario del transformador en triángulo.
Al igual que el rectificador con el secundario en triángulo, en el grafico del rectificador en estrella mostrado, los diodos están numerados en orden de secuencia de conducción, cada uno de ellos conduce durante 120°, La secuencia de conmutación de los diodos es en forma natural, controlados por la tensión de alimentación.
En cada instante conducen dos diodos, uno por que su ánodo es el que tiene el mayor nivel de tensión en ese instante y el otro por que su cátodo es el que tiene el menor nivel tensión o tensión más negativa en ese instante.
La tensión en la carga es solo positiva y de un nivel cercano a la tensión pico, más cerca que el proporcionado por el rectificador de media onda, debiendo tener en cuenta que el nivel de la tensión pico es mayor en el rectificador con secundario en estrella.
EDC = π 2 3V I D1 = 3 IDC Is RMS = 0.817 x I DC PIV = V 2
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ELECTRICISTA INDUSTRIAL HIT-08 153
CIRCUITO RECTIFICADOR TRIFASICO NO CONTROLADO DE ONDA COMPLETA EN ESTRELLA
EL D1 D3 D5 D4 D6D2 IDC EDC EL EF L1 L2 L3
En el gráfico se debe tener en cuenta que V12 significa que V1 es positivo y V2 es negativo, y de manera similar para cada combinación.
6
76
5
6
9
6
13
6
11
6
3
6
De tal forma que se tiene:
De 0 a π /6 (V32) conduce D5 y D6. De π /6 a 3π /6 (V12) conduce D1 y D6. De 3π /6 a 5π /6 (V13) conduce D1 y D2. De 5π /6 a 7π /6 (V23) conduce D3 y D2. De 7π /6 a 9π /6 (V21) conduce D3 y D4. De 9π /6 a 11π /6 (V31) conduce D5 y D4. De 11π /6 a 12π /6 ó 2 π (V32) conduce D5 y D6.
ELECTRÓNICA DE POTENCIA
ELECTRICISTA INDUSTRIAL HIT-08 154 Luego se repite el ciclo.
La tensión EDC, es la tensión continua en la carga y se puede calcular con la formula:
Donde la tensión alterna Vac = V
Tensión Pico del rectificador con secundario del transformador en triangulo Vp = V 2
Tensión Pico del rectificador con secundario del transformador en estrella Vp = V 6
En el gráfico, se muestra la tensión de salida en la carga, como se puede observar, la tensión de salida es mas uniforma que en el caso del rectificador trifásico de media onda.
FORME DE ONDA EN LA CARGA
ϖτ
CARACTERISTICAS DE LOS DIODOS RECTIFICADORES
Para garantizar la seguridad de servicio de los circuitos rectificadores al diseñar se debe tener en cuenta dos condiciones muy importantes:
1.- VPI o Voltaje Pico Inverso, es la máxima tensión inversa periódica, que recibirá el diodo cuando se polariza inversamente, están indicadas en las hojas de
EDC =
π
6 3V
ELECTRÓNICA DE POTENCIA
ELECTRICISTA INDUSTRIAL HIT-08 155 características para cada diodo rectificador, debe ser mayor que la máxima tensión inversa ideal prevista.
2.- Id o Corriente Directa, es su máxima intensidad de corriente directa en la rama Id que circulará por el diodo.
En la práctica se eligen los diodos rectificadores de modo que su funcionamiento correcto este también asegurado para sobretensiones de la red del 10% como mínimo.
Cuando los diodos que se disponen no tienen el voltaje pico inverso requerido, se puede poner dos diodos en serie de manera que cada uno soporte la mitad del VIP total del rectificador.
Cuando los diodos que se disponen no pueden soportar la corriente directa requerida, se puede poner dos diodos en paralelo de manera que cada uno conduzca la mitad de la corriente total de la rama del diodo reemplazado.
APLICACIONES
En la Industria Productiva como las refinerías de metales, alimentación de motores de corriente continua, galvanoplastia, etc. las magnitudes de corriente continua necesarias son altos, donde se requieren corrientes entre 50 a 10,000 Amperios con tensiones entre 5 a 400 voltios, para satisfacer estas necesidades es necesario utilizar rectificadores trifásicos, porque el nivel de la señal pulsante es de un nivel casi constante y muy cerca del nivel de tensión pico.
En la industria de las Telecomunicaciones, como las centrales telefónicas públicas y centrales de telefonía celular, televisión cable, etc. se requieren tensiones de 24 a 100 voltios DC y corrientes de 10 a 1,000 amperios, se tienen que utilizar rectificadores trifásicos.
En la Telefonía Privada para las centrales y equipos de mayor consumo también se utilizan rectificadores trifásicos y los pequeños usan rectificadores monofásicos.
En la industria de la Radiodifusión Comercial, como transmisores de radio y transmisores de televisión, que requieren tensiones de 500 a 10,000 voltios, con corrientes de 5 a 100 amperios, se tienen que utilizar rectificadores trifásicos.
Algunos transmisores tienen rectificadores en los que se utiliza transformadores que se pueden modificar de configuración de triangulo a estrella, mediante los circuitos de control, para tener dos niveles de tensión de alto voltaje, llamados LOW y HIGH.
Existen otras aplicaciones, en las que no es muy exigente el uso de rectificadores trifásicos y pueden utilizarse rectificadores monofásicos, pero que si se dispone de suministro de energía trifásica en el local, es recomendable utilizar un rectificador trifásico.
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