Conversión CA/CA Reguladores deConversión CA/CA. Reguladores de alterna

Tema 4

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SITUACIÓN DENTRO DE LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA

CONVERTIDORESCONVERTIDORES CC/CC

INVERSORESRECTIFICADORES

REGULADORES DE ALTERNA

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CARACTERÍSTICAS

CARACTERÍSTICAS DE LOS REGULADORES DE ALTERNAALTERNA

•Realizan la conversión AC/AC de forma directa y sin etapa intermedia decontinua.

•Los tiristores no necesitan bloqueo forzado gracias al paso natural por cero de laintensidad.

•Proporcionan una tensión de frecuencia fundamental menor o igual que lafrecuencia de la tensión de entrada.

•Proporcionan una tensión con un cierto contenido de armónicos.

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CLASIFICACIÓN DE LOS REGULADORES DE ALTERNA

1. POR TIPOS DE REGULADORES• TOTALES

• DIFERENCIALESDIFERENCIALES

2. POR TIPOS DE CONTROLDE FASE• DE FASE

• INTEGRAL

• CICLOCONVERTIDORES

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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

0.010.0020.0030.00

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

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0.0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10Time (s)

-400.00

CLASIFICACIÓN DE LOS REGULADORES DE ALTERNA

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-

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CLASIFICACIÓN DE LOS REGULADORES DE ALTERNA

CONTROL DE FASE•El valor de tensión eficaz entregado a la carga se controla mediantel á l d di d l i i

Carga

el ángulo de disparo de los tiristores

400.00

Vg Vo

400.00

Vg VoCarga RLCarga 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

10.0020.0030.00

Ipermanente Ig

-400.00

10.0020.0030.00

IgCorriente 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 VakT1Tensión ánodo-cátodo T1 Tensión de entrada Tensión ánodo-cátodo T1 Tensión de entrada

Tema 4. Reguladores alterna http://gsep.uc3m.es0.02 0.04 0.06 0.

-200.00

-400.000.0 0.02 0.04 0.

-200.00

-400.00

CLASIFICACIÓN DE LOS REGULADORES DE ALTERNA

CONTROL INTEGRAL•El control de la tensión eficaz entregada a la carga se realiza apagando los tiristores durante cicloscompletos de la tensión de red

400.00

Vg Vo Control de fase, carga RTensión de entrada Tensión en la carga R

0.0

200.00

-200.00

-400.00

Vg Voi Control integral, carga RT ió d t d

0 0

200.00

400.00

g gTensión de entrada Tensión en la carga R

0.0

-200.00

-400.00

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0.0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10Time (s)

TOPOLOGÍA DE LOS INTERRUPTORES

TH1

ACarga

D1 D2

TH2B(a)

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

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C. TOPOLOGÍA DE UN TIRISTOR.

CICLOCONVERTIDORES

CICLOCONVERTIDORES•Permiten realizar un conversión directa CA/CA tanto en amplitud como enfrecuencia sin paso intermedio por CC.

•Tiene funcionamiento en cuatro cuadrantes: puede funcionar tanto en cargaspasivas 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.

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CICLOCONVERTIDORES

COMPARACIÓN CON LOS INVERSORES•Un inversor es más sencillo tanto en la etapa de potencia como en el control queun 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 uni l jid d l linversor supone una gran complejidad en el control.•Un cicloconvertidor realiza la regulación en una sola etapa, mientras que elinversor necesita de una etapa previa de rectificación.

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CICLOCONVERTIDORES

CICLOCONVERTIDOR MONOFÁSICOGrupo

positivoGrupo

negativo

AB

+V+I

positivo negativo

TH1 TH2TH4TH3

CargaB

TH8TH7TH5 TH6

Carga

Circuito convertidor monofásico

√2 VSVS

0 ωstπ 2π 3π

3π 4π 5π 6π ω t

TO/2

0π 2π

ωotαn αp

TO/2

0

0

0

Convertidor P on

Convertidor N on

ωot

ω t

αp

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Formas de onda de un circuito convertidor monofásico con ángulo de disparo fijo.

0 ωot

CICLOCONVERTIDORESVs

sV·2

0 ωSt

0 ωSt

π− sV·· 22

)t·sin(V·V Orr ω= 2

0

TO/2Convertidor P on ωSt

0 Convertidor N on ωSt

0

g1, g2

g3, g4

0

ωSt

ω t0

0

g1’, g2’

0

g3’, g4’

VO

ωSt

ωSt

ωSt

ωSt

α1 α2 α3 α2’ α3’α1’

TO/2 TO/2

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Formas de onda en un circuito convertidor monofásico con ángulo de disparo variable.