circuitos trifasicos
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Este informe presenta los resultados de un experimento de laboratorio donde se construyó y analizó un rectificador trifásico no controlado con carga resistiva. Se midieron las formas de onda de voltaje y corriente en la carga y se verificaron con simulaciones. El rectificador convirtió la corriente alterna trifásica de entrada en una corriente continua en la salida con un menor rizado.
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Fecha: 26 de junio de 2016
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INFORME N°6
RECTIFICADOR TRIFÁSICO DE ONDA COMPLETA NO CONTROLADO
Alarcón Arteaga Carlos Enrique
Gavilema Cabezas Alex Ricardo
Zurita Canchignia Alex Vinicio
calarcona1@est.ups.edu.ec
agavilema@est.ups.edu.ec
azuritac@est.ups.edu.ec
RESUMEN: En este informe se presentan los
resultados obtenidos en la práctica de laboratorio,
en la cual se armó el circuito de un rectificador no
controlado (únicamente con diodos) de onda
completa con carga resistiva donde obtendremos la
forma de onda del voltaje y corriente en la carga y
lo verificaremos con las gráficas del simulador
.
PALABRASCLAVE:factorde ondulación,voltaje
de ondulación.
1.- OBJETIVOS
1.1 OBJETIVO GENERAL
Visualizar y comprender lascaracterísticas
y funcionamiento de un rectificador
trifásico de onda completa no controlado.
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Observar en el osciloscopio las formas de
onda obtenidas con las conexiones
correctas.
Verificar las características de un
rectificador trifásico de onda completa no
controlado.
Tomar los valores de voltaje y corriente
para el circuito implementado.
2.- MARCO TEÓRICO
2.1.- RECTIFICADOR TRIFÁSICO
Un rectificador trifásico o convertidortrifásico
es un dispositivo electrónico capazde convertir una
corriente alterna de entrada en una corriente
continua de salida, mediante dispositivos
semiconductores capaces de manejar grandes
potencias como diodos, tiristores, válvulas de
mercurio (usados hace más de 100 años), entre
otros. El rectificador trifásico cumple con la misma
función que un rectificador monofásico, con la
diferencia que estosrectificadores son alimentados
por fuentes trifásicas, por lo que son más eficientes
y pueden manejar grandes potencias, ya que en su
salida presentan menor rizado de la señal. Son
utilizados principalmente en la industria para
producir voltajes y corrientes continuos que
generalmente impulsan cargas de gran potencia,
como motores DC. A pesar que estos rectificadores
presentan menos rizo que un rectificador
convencional, en muchas aplicaciones el factor de
potencia y la distorsión armónica total de la línea
se ven afectados, es por ello que se requiere el uso
de filtros de armónicos.Una de las aplicaciones en
donde se presenta este fenómeno, es en los enlaces
de transmisión de alto voltaje (HVDC),en dondelas
estaciones de conversión cuentan con filtros de
armónicos que reducen la distorsión en la señal que
producen los convertidores, para que sea
transmitida con calidad y no se introduzcan
perturbaciones a la red eléctrica. [1]
Fig. 1 Rectificador no controlado de onda completa carga R
2.2.- RECTIFICADOR TRIFÁSICO DE
ONDA COMPLETA NO CONTROLADO
Este tipo de rectificadores emplea como
semiconductoreldiodo.Se denominan de este modo
porque no se puede controlar la potencia de salida,
es decir, para una tensión fija de entrada la tensión
de salida estambién fija.En un circuito rectificador](https://image.slidesharecdn.com/informe6potenciaaz-171113014703/85/circuitos-trifasicos-1-320.jpg)
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trifásico no controlado de 6 pulsos, los diodos se
enumeran en el orden de las secuencias de
conducción y cada uno conduce 120°. a sólo queda
hacer un matiz, y es que el desfase entre el
semiperiodo positivoy negativo esde 180º,mientras
que el desfase entre arrollamientos es de 120º,por
lo que antes de que el semiciclo de una de las
bobinas haya finalizado, se estará produciendo la
siguiente onda en otro arrollamiento. Esto queda de
manifiesto si en la representación senoidal de un
transformador trifásico, se solapan los semiciclos
positivos y negativos. [2]
Fig2. Formas de onda de un Rectificador no controlado de 6
pulsos.
3.- MATERIALES Y EQUIPO
Osciloscopio
Cables para osciloscopio
Cables de conexión
Adaptador de tres a dos.
PE-5340-3A Transformador de aislamiento
PE-5310-5B Juego de fusibles
PE-5310-1A Suministro de potencia DC
PE-5310- 2A Generador variable de
referencia
PE-5310-2DControladorde ángulode fase
3Ø
PE-5310-5C Juego de tiristor
PE-5310-5ª Juego de diodos de potencia
PE-5310-2B Amplificador diferencial
PE-5310-3C Unidad de carga resistiva
PE-5310-3E Unidad de carga inductiva
PE-5310-2C Transductor de corriente
4.- DESARROLLO Y PROCEDIMIENTO
En la práctica de laboratorio se implementó el
circuito rectificador trifásico de 6 pulsos no
controlado, Se utilizó el módulo de diodos comunes,
la fuente de alimentación, la carga resistiva y el
osciloscopio.
El voltaje en cada fase es de = 120v), la carga
resistiva es una resistencia de 200 conectada en
paralelo a los diodos
El voltaje de la línea entra en medio de los diodos
D1 y D2 para la línea R, en medio de D3 y D4 para
la línea S y en medio de D4 y D5 para la línea T
Para medir los valores de voltaje de entrada y en la
carga se configura los amplificadoresen la escala
de 500
Fig3. Circuito a implementar del rectificador de onda
completa controlado con carga resistiva.
Para poder comprobar los valores obtenidos en la
práctica se procedió a simular el circuito del
rectificador trifásico de 6 pulsos.
Fig4. Circuito de la práctica simulado en Psim
Fig5. Formas de onda obtenidas en el laboratorio](https://image.slidesharecdn.com/informe6potenciaaz-171113014703/85/circuitos-trifasicos-2-320.jpg)
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5.- ANALISIS Y RESULTADOS
Para el análisis de resultadosse requiere verificar
las formas de onda obtenidas en el laboratorio,
con las formasde onda obtenidas en el simulador
Fig6. Formas de onda obtenidas en el simulador
Al ser un rectificador de 6 pulsos, la forma de onda
obtenida en la carga tiene un menor rizado,es decir
se acerca más a una onda dc, que es nuestro
objetivo.
Fig7 Formas de onda obtenida en el simulador
5.1. Análisis matemático
𝑖 𝑟𝑚𝑠
2
=
6√3
2𝜋
∫ (
120√2
200
∗ 𝑐𝑜𝑠(𝑤𝑡))2
𝑑𝑤𝑡
𝜋
6
−
𝜋
6
𝑖 𝑟𝑚𝑠
2
=
6√3 ∗ (169.7)2
𝜋(200)2 ∫
1 + 𝑐𝑜𝑠(2𝑤𝑡)
2
𝑑𝑤𝑡
𝜋
6
−
𝜋
6
𝑖 𝑟𝑚𝑠 = √2.19
𝑖 𝑟𝑚𝑠 = 1.48 [𝐴]
𝑉𝑟𝑚𝑠
2
=
6√3
2𝜋
∫ (√2𝑉𝑓 𝑠𝑒𝑛(𝑤𝑡))2
𝑑𝑤𝑡
𝜋
∝
𝑉𝑟𝑚𝑠
2
=
6√3
2𝜋
∫ (169.7 ∗ 𝑠𝑒𝑛(𝑤𝑡))2
𝑑𝑤𝑡
𝜋
6
−
𝜋
6
𝑉𝑟𝑚𝑠
2
=
6√3(169.7)2
2𝜋
∫
1 + 𝑐𝑜𝑠(2𝑤𝑡)
2
𝑑𝑤𝑡
𝜋
6
−
𝜋
6
𝑉𝑟𝑚𝑠 = √86465.4
𝑉𝑟𝑚𝑠 = 294.05[𝑉]
6.- CONCLUSIONES
Al implementar un rectificador trifásico de 6
pulsos se obtiene una mejor onda continua, es
decir la onda de salida tendrá un menor rizado y
así solo bastaría con un capacitor para obtener
una señal completamente rectificada.
7.- RECOMENDACIONES
Al momento de conectar en los módulos,se debe
tener cuidado con algún tipo de corto y asegurarse
que al poner el osciloscopio utilizar una tierra
flotante.
8.- REFERENCIAS
[1]http://www.potencia.uma.es/index.php?option=com_c
ontent&view=article&id=80%3Acapitulo-
5&catid=35%3Ae-book&Itemid=80
[2]https://es.scribd.com/doc/151899274/Rectificador-
Controlado-de-Onda-Completa
[ec] MUHAMMAD H.RASHID: Electrónica de
Potencia, circuitos, dispositivosy aplicaciones,
Estados Unidos,2da Edición.](https://image.slidesharecdn.com/informe6potenciaaz-171113014703/85/circuitos-trifasicos-3-320.jpg)
circuitos trifasicos
- 1. UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA LABORATORIO ELECTRÓNICA DE POTENCIA I Fecha: 26 de junio de 2016 1 INFORME N°6 RECTIFICADOR TRIFÁSICO DE ONDA COMPLETA NO CONTROLADO Alarcón Arteaga Carlos Enrique Gavilema Cabezas Alex Ricardo Zurita Canchignia Alex Vinicio calarcona1@est.ups.edu.ec agavilema@est.ups.edu.ec azuritac@est.ups.edu.ec RESUMEN: En este informe se presentan los resultados obtenidos en la práctica de laboratorio, en la cual se armó el circuito de un rectificador no controlado (únicamente con diodos) de onda completa con carga resistiva donde obtendremos la forma de onda del voltaje y corriente en la carga y lo verificaremos con las gráficas del simulador . PALABRASCLAVE:factorde ondulación,voltaje de ondulación. 1.- OBJETIVOS 1.1 OBJETIVO GENERAL Visualizar y comprender lascaracterísticas y funcionamiento de un rectificador trifásico de onda completa no controlado. 1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Observar en el osciloscopio las formas de onda obtenidas con las conexiones correctas. Verificar las características de un rectificador trifásico de onda completa no controlado. Tomar los valores de voltaje y corriente para el circuito implementado. 2.- MARCO TEÓRICO 2.1.- RECTIFICADOR TRIFÁSICO Un rectificador trifásico o convertidortrifásico es un dispositivo electrónico capazde convertir una corriente alterna de entrada en una corriente continua de salida, mediante dispositivos semiconductores capaces de manejar grandes potencias como diodos, tiristores, válvulas de mercurio (usados hace más de 100 años), entre otros. El rectificador trifásico cumple con la misma función que un rectificador monofásico, con la diferencia que estosrectificadores son alimentados por fuentes trifásicas, por lo que son más eficientes y pueden manejar grandes potencias, ya que en su salida presentan menor rizado de la señal. Son utilizados principalmente en la industria para producir voltajes y corrientes continuos que generalmente impulsan cargas de gran potencia, como motores DC. A pesar que estos rectificadores presentan menos rizo que un rectificador convencional, en muchas aplicaciones el factor de potencia y la distorsión armónica total de la línea se ven afectados, es por ello que se requiere el uso de filtros de armónicos.Una de las aplicaciones en donde se presenta este fenómeno, es en los enlaces de transmisión de alto voltaje (HVDC),en dondelas estaciones de conversión cuentan con filtros de armónicos que reducen la distorsión en la señal que producen los convertidores, para que sea transmitida con calidad y no se introduzcan perturbaciones a la red eléctrica. [1] Fig. 1 Rectificador no controlado de onda completa carga R 2.2.- RECTIFICADOR TRIFÁSICO DE ONDA COMPLETA NO CONTROLADO Este tipo de rectificadores emplea como semiconductoreldiodo.Se denominan de este modo porque no se puede controlar la potencia de salida, es decir, para una tensión fija de entrada la tensión de salida estambién fija.En un circuito rectificador
- 2. UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA LABORATORIO ELECTRÓNICA DE POTENCIA I Fecha: 26 de junio de 2016 2 trifásico no controlado de 6 pulsos, los diodos se enumeran en el orden de las secuencias de conducción y cada uno conduce 120°. a sólo queda hacer un matiz, y es que el desfase entre el semiperiodo positivoy negativo esde 180º,mientras que el desfase entre arrollamientos es de 120º,por lo que antes de que el semiciclo de una de las bobinas haya finalizado, se estará produciendo la siguiente onda en otro arrollamiento. Esto queda de manifiesto si en la representación senoidal de un transformador trifásico, se solapan los semiciclos positivos y negativos. [2] Fig2. Formas de onda de un Rectificador no controlado de 6 pulsos. 3.- MATERIALES Y EQUIPO Osciloscopio Cables para osciloscopio Cables de conexión Adaptador de tres a dos. PE-5340-3A Transformador de aislamiento PE-5310-5B Juego de fusibles PE-5310-1A Suministro de potencia DC PE-5310- 2A Generador variable de referencia PE-5310-2DControladorde ángulode fase 3Ø PE-5310-5C Juego de tiristor PE-5310-5ª Juego de diodos de potencia PE-5310-2B Amplificador diferencial PE-5310-3C Unidad de carga resistiva PE-5310-3E Unidad de carga inductiva PE-5310-2C Transductor de corriente 4.- DESARROLLO Y PROCEDIMIENTO En la práctica de laboratorio se implementó el circuito rectificador trifásico de 6 pulsos no controlado, Se utilizó el módulo de diodos comunes, la fuente de alimentación, la carga resistiva y el osciloscopio. El voltaje en cada fase es de = 120v), la carga resistiva es una resistencia de 200 conectada en paralelo a los diodos El voltaje de la línea entra en medio de los diodos D1 y D2 para la línea R, en medio de D3 y D4 para la línea S y en medio de D4 y D5 para la línea T Para medir los valores de voltaje de entrada y en la carga se configura los amplificadoresen la escala de 500 Fig3. Circuito a implementar del rectificador de onda completa controlado con carga resistiva. Para poder comprobar los valores obtenidos en la práctica se procedió a simular el circuito del rectificador trifásico de 6 pulsos. Fig4. Circuito de la práctica simulado en Psim Fig5. Formas de onda obtenidas en el laboratorio
- 3. UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA LABORATORIO ELECTRÓNICA DE POTENCIA I Fecha: 26 de junio de 2016 3 5.- ANALISIS Y RESULTADOS Para el análisis de resultadosse requiere verificar las formas de onda obtenidas en el laboratorio, con las formasde onda obtenidas en el simulador Fig6. Formas de onda obtenidas en el simulador Al ser un rectificador de 6 pulsos, la forma de onda obtenida en la carga tiene un menor rizado,es decir se acerca más a una onda dc, que es nuestro objetivo. Fig7 Formas de onda obtenida en el simulador 5.1. Análisis matemático 𝑖 𝑟𝑚𝑠 2 = 6√3 2𝜋 ∫ ( 120√2 200 ∗ 𝑐𝑜𝑠(𝑤𝑡))2 𝑑𝑤𝑡 𝜋 6 − 𝜋 6 𝑖 𝑟𝑚𝑠 2 = 6√3 ∗ (169.7)2 𝜋(200)2 ∫ 1 + 𝑐𝑜𝑠(2𝑤𝑡) 2 𝑑𝑤𝑡 𝜋 6 − 𝜋 6 𝑖 𝑟𝑚𝑠 = √2.19 𝑖 𝑟𝑚𝑠 = 1.48 [𝐴] 𝑉𝑟𝑚𝑠 2 = 6√3 2𝜋 ∫ (√2𝑉𝑓 𝑠𝑒𝑛(𝑤𝑡))2 𝑑𝑤𝑡 𝜋 ∝ 𝑉𝑟𝑚𝑠 2 = 6√3 2𝜋 ∫ (169.7 ∗ 𝑠𝑒𝑛(𝑤𝑡))2 𝑑𝑤𝑡 𝜋 6 − 𝜋 6 𝑉𝑟𝑚𝑠 2 = 6√3(169.7)2 2𝜋 ∫ 1 + 𝑐𝑜𝑠(2𝑤𝑡) 2 𝑑𝑤𝑡 𝜋 6 − 𝜋 6 𝑉𝑟𝑚𝑠 = √86465.4 𝑉𝑟𝑚𝑠 = 294.05[𝑉] 6.- CONCLUSIONES Al implementar un rectificador trifásico de 6 pulsos se obtiene una mejor onda continua, es decir la onda de salida tendrá un menor rizado y así solo bastaría con un capacitor para obtener una señal completamente rectificada. 7.- RECOMENDACIONES Al momento de conectar en los módulos,se debe tener cuidado con algún tipo de corto y asegurarse que al poner el osciloscopio utilizar una tierra flotante. 8.- REFERENCIAS [1]http://www.potencia.uma.es/index.php?option=com_c ontent&view=article&id=80%3Acapitulo- 5&catid=35%3Ae-book&Itemid=80 [2]https://es.scribd.com/doc/151899274/Rectificador- Controlado-de-Onda-Completa [ec] MUHAMMAD H.RASHID: Electrónica de Potencia, circuitos, dispositivosy aplicaciones, Estados Unidos,2da Edición.
- 4. UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA LABORATORIO DE ELECTRONICA DE POTENCIA Fecha: 11/05/2015 4