Electrónica de Potencia/CLASIFICACIÓN DE LOS MÓDULOS DE RECTIFICACIÓN'/Rectificador trifásico semicontrolado en puente con carga resistiva pura (R)

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Rectificador trifásico semicontrolado en puente con carga resistiva pura (R)[editar]

Se considera oportuno, como pequeña aclaración e iniciación a los RTSX , una comparación entre los rectificadores trifásicos totalmente controlados y los semicontrolados.

  • El máximo alfa (periodo de conducción) en un semicontrolado es de 180 grados, en cambio el máximo alfa en un Totalmente controlado es de 120 grados.
  • En un semicontrolado el control solo realiza un disparo, es decir uno se producía por cuenta de los diodos y por cuenta del control (tiristores), en el caso del totalmente controlado el control debe realizar dos disparos simultáneos, uno para un tiristor superior y uno para un tiristor inferior.
  • El control en un totalmente controlado es más complejo, ya sea por aumento del tamaño del circuito si el control es analógico, o uso de un algoritmo más complejo si se aplica un microcontrolador.
Esquema del circuito[editar]
Rectificador trifásico semicontrolado en puente con carga resistiva pura

Como se ha mencionado, en este apartado se trabaja con el módulo indicado unido a una carga de tipo resistiva pura como se muestra en la figura.

La tensión que aparecerá en la carga estará sincronizada con la tensión compuesta después de que alguno de los tiristores se active y entre en conducción junto a uno de los diodos siempre dos a dos tiristor con diodo.

La secuencia de condución de los tiristores con los diodos sera de T1-D6 para V12, T1-D2 para V13, T3-D2 para V23, T3-D4 para V21, T5-D4 para V31 y T5-D6 para V32. D1, D3 y D5. Los tiristores permanecen un máxmimo de 120º en conducción y solo controlables al inicio de los semiciclos positivos a las tensiones compuestas V12, V23, V31 .






Simulación en Pspice[editar]

Código utilizado en el programa:

Código en Pspice de un RTSX con carga R

Se plantea la simulación del circuito indicado. En ella, primero se declaran los parámetros de nuestro circuito, después la fuente de alterna y los puntos a los que dicha fuente alimenta. Después, se declara el rectificador semicontrolado en puente y por último la conexión de la carga al rectificador. Para finalizar llamamos a la librería donde están los subcircuitos (fuente de alterna y rectificador) y determinamos los tiempos de simulación.




Gráfica de tensiones obtenida:

Gráfica de tensiones de un RTSX con carga R

Se puede observar que la gráfica obtenida es correcta, ya que como se ha estudiado, en un módulo de rectificación puente trifásico, la tensión en la carga sigue las tensiones compuestas y aparecen 6 lóbulos correspondientes a la conducción de T1-D6 para V12, T1-D2 para V13, T3-D2 para V23, T3-D4 para V21, T5-D4 para V31 y T5-D6 para V32, con lo que se observa que la frecuencia de salida es 6 veces la de entrada. Asimismo, con un punto de disparo de 30º podemos observar que solo controlamos el disparo en tres puntos (V1,2 , V2,3 , V3,1) ya que en la polaridad inversa hay un cambio de conducción en los diodos pero no en los tiristores.



Gráfica de intensidades obtenida:

Gráfica de intensidades de un RTSX con carga R

Se puede observar que la gráfica obtenida es correcta ya que coincide el disparo de los tiristores con el inicio de la conducción. En el punto de disparo de 30º podemos observar que solo controlamos el disparo en tres puntos (V1,2 , V2,3 , V3,1) ya que en la polaridad inversa hay un cambio de conducción en los diodos pero no en los tiristores y se observa la onda completa correspondiente a los semicliclos negativos.






Simulación para la implementación real[editar]

Se lleva a cabo una simulación precisa en un simulador, para verificar el correcto funcionamiento del dispositivo en una aplicación teórica.
Selección del módulo de rectificación:

Rectificador trifásico semicontrolado en puente

Se lleva a cabo una simulación precisa orientada a una aplicación en la realidad, el circuito escogido es un B6H que es el equivalente a un rectificador trifásico semicontrolado y en puente. En la tipología del circuito se selecciona corriente continua/ corriente alterna (AC/DC)
En este apartado además, se muestra un pequeño gráfico de circuito donde se perciben las tensiones que se deberán valorar en el siguiente apartado (tensión de línea, intensidad de salida y frecuencia de la red).



Selección de los parámetros del circuito:

Parámetros de trabajo para el RTSX

En cuanto a los parámetros del circuito, igual que en el ejemplo anterior, la tensión de línea será de 400V, mientras que en esta ocasión la intensidad de salida seleccionada será de 103Acomo en el primer ejemplo (con el fin de manejar mas variabilidad de simulaciones y resultados); la frencuencia elegida es la de la red (50HZ).
Como factor de sobrecarga se dejará predefinido un valor unitario.



Selección de los parámetros de refrigeración:

Parámetros de temperatura de trabajo del RTSX

En esta situación, se ha optado por una refrigeración forzada con un caudal de 135m3/h (con un P35_200); manteniéndose el resto de los parámetros: temperatura ambiente a 40ºC, factor de correción de 1, etc.

Si bien, se aprecia que se ha optado por trabajar con un temperatura ambiente que dista 15º de la que se adecúa generalmente (25ºC), simplemente por que se opta por trabajar con unas condiciones hipotéticas más extremas.






Gráfica resultado:

Gráfica de resultado de la simulación del RTSX

Se intuye que la simulación realizada es correcta, como bien se indica en la parte inferior de la imagen. Por lo que se concluye que el sistema funcionaría correctamente y sin incidencias. Se puede intuir que como el factor de corección es 1, los valores estables y los sobredimensionados son los mismos, en otra simulación ya se ha probado que sucede cuando este factor no es 1.
Los datos especificados finalmente son:

  • Losses dev - Pérdidas de cada dispositivo: 52W
  • Losses tot - Pérdidas totales: 311W
  • Heat sink temperature - Temperatura del radiador: 89ºC
  • Junction temperature - Temperatura de la unión: 103ºC









Ejemplo mas detallado: Simulación del RTTX

Otro ejemplo: Simulación del RTDX



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