Trabajo, diagrama y forma de onda de salida del rectificador trifásico de onda completa

¿Sabías que el rectificador trifásico de onda completa es la clave para obtener una corriente continua sin fluctuaciones? En este artículo, exploraremos la importancia del trabajo, diagrama y forma de onda de salida de este dispositivo fundamental en la conversión de corriente alterna a corriente continua. Descubre cómo funciona y cómo su correcta implementación puede mejorar la eficiencia y el rendimiento de numerosos dispositivos eléctricos. ¡No te lo pierdas!

¿Cómo funciona un puente rectificador trifásico?

El rectificador es un dispositivo que convierte el voltaje de CA en voltaje de CC. El rectificador utiliza diodos y tiristores para convertir la tensión de alimentación de CA en tensión de CC. Para la economía de la generación y transmisión de energía. La energía eléctrica suele estar disponible en un AC. El voltaje de CA varía sinusoidalmente con el tiempo y tenía una frecuencia de 50 Hz o 60 Hz según el país. Esta alimentación de CA se utiliza para fines de iluminación, calefacción y para hacer funcionar un motor de inducción eléctrico. Pero hay muchas aplicaciones como circuitos electrónicos, transmisión HVDC donde es necesario el suministro de CC. Cuando se necesita dicho suministro, el voltaje de suministro de CA principal se rectifica en un suministro de CC unidireccional utilizando un diodo en rectificador no controlado y tiristor en el Rectificador totalmente controlado.

¿Cómo funcionan los diodos?

Trabajo, diagrama y forma de onda de salida del rectificador trifásico de onda completa

Un diodo permite que la corriente fluya en una sola dirección: del ánodo (A) al cátodo (K). La corriente se bloquea si intenta fluir del cátodo al ánodo. No es posible controlar la fuerza actual, como es el caso con algunos otros semiconductores. Un voltaje de CA a través de un diodo se convierte en un voltaje de CC pulsante. Si se suministra un voltaje de CA trifásico a un rectificador trifásico no controlado, el voltaje de CC pulsará continuamente.

Reactfier de puente trifásico no controlado trabajando:

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Puente rectificador trifásico

El diagrama anterior muestra un puente rectificador no controlado trifásico de onda completa que consta de 6 diodos, también llamado comúnmente rectificador de 6 pulsos. funcionamiento del rectificador trifásico de la siguiente manera,
Los seis diodos se pueden dividir en dos grupos. El primer grupo consta de diodos D1, D3 y D5. El segundo grupo consta de diodos D2, D4 y D6. Cada diodo conduce durante 1/3 del período T (120°).

En ambos grupos, los diodos conducen en secuencia. Los períodos en los que ambos grupos actúan se compensan entre sí por una sexta parte del período T (60°).

Trabajo, diagrama y forma de onda de salida del rectificador trifásico de onda completa
Forma de onda de voltaje y corriente

Ahora analicemos la secuencia de operación del circuito rectificador de puente trifásico, Let Virginia ser el más positivo al comienzo de la secuencia. Considere el punto O como se muestra en el diagrama de forma de onda. correspondiente a esta secuencia el punto Vb es el punto más negativo, por lo tanto la conducción del diodo se realizará entre las fases a&b de a a b. el diodo será 1 y 6 epílogo Vb continúa hasta el punto más negativo de O’ a O». Después del punto O», Vc es más negativo y luego comienza la conducción entre las fases a y c de a a c a través del diodo 1 y 2, el siguiente diodo 3 se hace cargo desde el diodo 1 y la corriente regresa a través del diodo 2. La secuencia completa de conducción del diodo es diodo 1 y 6, diodo 1 y 2, diodo 3 y 2, diodo 3 y 4, diodo 5 y 4, diodo 5 y 6 y nuevamente diodo 1 y 6.

El grupo de diodos D1, D3, D5 conduce para un ciclo de voltaje positivo. Cuando la tensión de la fase L1 alcanza su valor pico positivo, el borne (A) toma el valor de la fase L1. Del mismo modo, el grupo de diodos D4, D6, D2 conduce durante el semiciclo negativo.

El voltaje de salida de CC del puente rectificador no controlado es constante y representa la diferencia entre los voltajes de los dos grupos de diodos. El valor medio de la tensión continua pulsante es aproximadamente de 1,31 a 1,41 veces la tensión de red con alimentación trifásica o aproximadamente de 0,9 a 1,2 veces la tensión alterna en el caso de alimentación monofásica.

Rectificadores trifásicos totalmente controlados trabajando:

Trabajo, diagrama y forma de onda de salida del rectificador trifásico de onda completa
Rectificador trifásico totalmente controlado

Como se ve en el diagrama anterior, los puentes rectificadores totalmente controlados usan tiristores en lugar de un diodo como en el puente rectificador no controlado. Como diodo, un tiristor permite que la corriente fluya desde el terminal del ánodo (A) al cátodo (K) únicamente. Sin embargo, la diferencia entre el diodo y el tiristor es que el tiristor tiene una tercera terminal llamada puerta (G).

Cuando se proporciona el pulso de disparo a la tercera puerta terminal, el tiristor conducirá. Una vez que la corriente comienza a fluir a través del tiristor, continuará conduciendo hasta que la corriente caiga a cero. La corriente no se puede interrumpir enviando una señal a la puerta.

Los tiristores se utilizan en rectificadores. La señal enviada a la puerta se conoce como señal de control α del tiristor. α es un retardo de tiempo proporcionado al tiristor para su funcionamiento, que se especifica en grados. El valor en grados indica el retraso entre el cruce por cero de la tensión y el momento en que se activa el tiristor.
Igual que el rectificador trifásico no controlado que usa diodo, los rectificadores trifásicos totalmente controlados también se dividen en dos grupos de tiristores: un grupo se denomina T1, T3 y T5, y el otro es T2, T4 y T6.

Si el símbolo α está entre 0° y 90°, el acoplamiento del tiristor se usa como rectificador, cuando está entre 90° y 300°, el tiristor se usa como inversor.

En los puentes rectificadores trifásicos totalmente controlados, α se calcula desde el momento en que el diodo correspondiente en un rectificador no controlado normalmente comenzaría a conducir, es decir, 30° después del cruce por cero de la onda de tensión. En todos los demás aspectos, el funcionamiento de los rectificadores totalmente controlados es el mismo que el de los rectificadores no controlados.

La amplitud del voltaje rectificado se puede variar controlando α. Los rectificadores totalmente controlados suministran una tensión continua con un valor medio V,

dónde

V = 1,35 × Vred × cos α.

Referencia: Datos que vale la pena conocer acerca de los convertidores de frecuencia de CA Danfoss

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