Conversión CA/CA Reguladores de Conversión CA/CA. Reguladores de
alterna
Tema 4
CONVERTIDORES CONVERTIDORES
CC/CC
INVERSORES RECTIFICADORES
REGULADORES DE ALTERNA
CARACTERÍSTICAS
CARACTERÍSTICAS DE LOS REGULADORES DE ALTERNA
ALTERNA
•Realizan la conversión AC/AC de forma directa y sin etapa intermedia de continua.
•Los tiristores no necesitan bloqueo forzado gracias al paso natural por cero de la intensidad.
•Proporcionan una tensión de frecuencia fundamental menor o igual que la frecuencia de la tensión de entrada.
•Proporcionan una tensión con un cierto contenido de armónicos.
1. POR TIPOS DE REGULADORES
• TOTALES
• DIFERENCIALES DIFERENCIALES
2. POR TIPOS DE CONTROL
DE FASE
• DE FASE
• INTEGRAL
• CICLOCONVERTIDORES
CLASIFICACIÓN DE LOS REGULADORES DE ALTERNA
REGULADORES TOTALES
•Permiten la máxima variación de amplitud de la tensión de salida
•Permiten la máxima variación de amplitud de la tensión de salida.
•Presentan un mayor número de armónicos
400.00
Vg Vo
Tensión de entrada Tensión en la carga R
0.0 -200.00 -400.00 200.00
0.0 10.00 20.00 30.00
Ig Corriente por la carga R
0.0 -10.00 -20.00 -30.00
400 00
Vg VakT1
Tensión ánodo-cátodo T1 Tensión de entrada
0.0 -200.00 400 00 200.00 400.00
0.0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
Time (s) -400.00
REGULADORES DIFERENCIALES
•La amplitud de la tensión de salida tiene un margen más estrecho de variación
•El contenido armónico es menor que en el caso de un regulador total
Regulador diferencial, control de fase, carga R
+ Vg1
- + Vg2
+ Vo
- Vg2
-
CLASIFICACIÓN DE LOS REGULADORES DE ALTERNA
CONTROL DE FASE
•El valor de tensión eficaz entregado a la carga se controla mediante
l á l d di d l i i
Carga
el ángulo de disparo de los tiristores
400.00
Vg Vo
400.00
Vg Vo
Carga RL Carga R
Tensión de entrada Tensión en la carga R Tensión de entrada Tensión en la carga R
0.0 -200.00 400 00 200.00 0.0
-200.00 400 00 200.00
-400.00
10.00 20.00 30.00
Ipermanente Ig -400.00
10.00 20.00 30.00
Ig
Corriente por la carga R Corriente por la carga RL
0.0 -10.00 -20.00 -30.00 0 00
Vg VakT1 0.0
-10.00 -20.00 -30.00
Vg VakT1
Corriente sinusoidal correspondiente al régimen permanente
0.0 200 00 200.00 400.00
Vg VakT1
0.0 200 00 200.00 400.00
Vg VakT1
Tensión ánodo-cátodo T1
Tensión de entrada Tensión de entrada Tensión ánodo-cátodo T1
0.02 0.04 0.06 0.
-200.00 -400.00
0.0 0.02 0.04 0.
-200.00 -400.00
CONTROL INTEGRAL
•El control de la tensión eficaz entregada a la carga se realiza apagando los tiristores durante ciclos completos de la tensión de red
400.00
Vg Vo Control de fase, carga R
Tensión de entrada Tensión en la carga R
0.0 200.00
-200.00
-400.00
Vg Voi Control integral, carga R
T ió d t d
0 0 200.00 400.00
g g
Tensión de entrada Tensión en la carga R
0.0
-200.00
-400.00
0.0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
Time (s)
TOPOLOGÍA DE LOS INTERRUPTORES
TH1
A Carga
D1 D2 TH2 (a)B
resistiva
TH1 TH2 A
B (b)
Carga resistiva D1 D2
(b) TH1
D1
D3
D2
D4 Carga resistiva A
A TOPOLOGÍA DE DOS TIRISTORES
B (c)
A. TOPOLOGÍA DE DOS TIRISTORES.
B. TOPOLOGÍA DE DOS TIRISTORES CON CÁTODO COMÚN.
C TOPOLOGÍA DE UN TIRISTOR C. TOPOLOGÍA DE UN TIRISTOR.
CICLOCONVERTIDORES
•Permiten realizar un conversión directa CA/CA tanto en amplitud como en frecuencia sin paso intermedio por CC.
•Tiene funcionamiento en cuatro cuadrantes: puede funcionar tanto en cargas pasivas como en cargas regenerativas y para cualquier factor de potencia.
•La frecuencia de salida es menor o igual que la frecuencia de entrada.
•El contenido de armónicos es menor que en los otros reguladores de alterna.
CICLOCONVERTIDORES
COMPARACIÓN CON LOS INVERSORES
•Un inversor es más sencillo tanto en la etapa de potencia como en el control que un cicloconvertidor.
U i d l t ió lit d f i i l
•Un inversor puede regular una tensión en amplitud y en frecuencia sin que la entrada (de CC) limite la frecuencia superior.
•La regeneración de energía es natural en un cicloconvertidor, mientras que en un
i l jid d l l
inversor supone una gran complejidad en el control.
•Un cicloconvertidor realiza la regulación en una sola etapa, mientras que el inversor necesita de una etapa previa de rectificación.
CICLOCONVERTIDOR MONOFÁSICO
Grupo positivo
Grupo negativo
A B
+I +V
positivo negativo TH1 TH2 TH4
TH3
Carga B
TH8 TH7
TH5 TH6
Carga
Circuito convertidor monofásico
√2 VS VS
0 ωst
π 2π 3π
3π 4π 5π 6π ω t
TO/2
0 π 2π ωot
αn αp
TO/2 0
0 0
Convertidor P on
Convertidor N on
ωot ω t αp
Formas de onda de un circuito convertidor monofásico con ángulo de disparo fijo.
0 ωot
CICLOCONVERTIDORES
Vs Vs
· 2
0 ωSt
0 ωSt
− π·Vs
· 2
2 Vr = 2·Vr·sin(ωOt)
0
TO/2
Convertidor P on ωSt
0 Convertidor N on
ωSt
0 g1, g2
g3, g4 0
ωSt ω t
0
0 g1’, g2’
0 g3’, g4’
VO
ωSt ωSt ωSt
ωSt
α1 α2 α3 α1’ α2’ α3’
TO/2 TO/2
Formas de onda en un circuito convertidor monofásico con ángulo de disparo variable.
