cicloconversores (1)
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CicloConversores
Conversores Directos de Frecuencia
Introducción
Objetivo: • Obtener una tensión alterna a partir de otra,
modificando la frecuencia a otra inferior. Aplicaciones:
• Accionamiento de motores síncronos y asíncronos. Frecuencia de red cambiada a otra variable.
• Obtención de una tensión con frecuencia constante a partir de un alternador de velocidad variable.
Principio de funcionamiento
Principio de Funcionamiento
Principio de funcionamiento
Principio de funcionamiento: Índices 6 y 12
Montajes: Monofásico-monofásico
Montajes:Trifásico-monofásico
Montajes:Trifásico-trifásico
Montajes:Trifásico-trifásico
Montajes:Trifásico-trifásico en puente.
Modos de funcionamiento
•Sin corriente circulante. (Cicloconversor con impulsos de bloqueo)
•Con corriente circulante. (Hay que limitar la corriente)
Variador de tensión
Control de potencia conexión-desconexión
Formulación
Donde Vi es el valor de pico de la tensión de entrada, Vef es el valor eficaz, es la relación entre el número de ciclos de alimentación en la carga dividido por el número total de ciclos controlables y Voef es el valor eficaz de salida.
2.
2
0
. . . . .2. . 2
iOef i ef
Vn nV V sen wt d wt V
n m n m
Control de Fase. Carga resistiva
Formulación
2 21 1. . . .
2 2. 4.Oef i i
senV V sen d V
Donde es el ángulo de disparo del SCR o TRIAC en radianes, medido a partir del paso por cero.
21
2
senfp
Formulación
El factor de potencia es la relación entre la potencia activa y la potencia aparente. En este caso, como la carga es re-sistiva, será la relación entre la tensión eficaz de entrada y la tensión eficaz en la carga.
Formulación
22
1 2
cos 2 12..
2. 2h i
senV V
La amplitud de la componente fundamental de la tensión en la carga será
La variación de los armónicos de la tensión en la carga están dadas por:
2
2 1 2 222
cos 2 1cos 2 cos 21.
2 . 1 2 . 12. . 1 2 . 1i
k
kkV k kVh
k k k kk k k k
Formulación
Formulación
Control de Fase. Carga inductiva
Ángulo menor que 90º
Control de Fase. Carga Inductiva
Ángulos mayores de 90º
Control de Fase. Carga Inductiva. Tensión eficaz de salida en función a
Control de Fase. Carga Inductiva. Componentes armónicos
Control de Fase. Carga RL
Control de Fase. Carga RL. Formulación
Variadores de tensión trifásicos
a) Con carga en Y, b) Con controlador en Y
Variadores de tensión trifásicos
c) Con variador y carga en , d) Con variador en
Formas de Onda
Formas de Onda
Formulación
Corrientes de Fase y Línea en un sistema en
Espectro de corriente de Fase y de Línea en un sistema en
Carga Inductiva en un sistema en
Carga Inductiva en un sistema en
Carga R-L en un sistema en
Cicloconversores con conmutación natural.
Ejemplo de conversión 50 a 5 Hz
Espectro de la tensión.
Conversor en Matriz
Topología del conversor en matriz
Ejemplo: compensador reactivo
Intensidades sin compensar y compensadas
Circuitos de control
Circuitos de control
p + n = 180º (ángulos de retardo positivo y negativo)
Tensión de referencia produce retardo 90º en los pasos por cero.
Necesidad de comparar la tensión de salida y la corriente de salida con unos niveles de referencia.
Control
La frecuencia de la curva coseno determina la frecuencia en la carga.
La amplitud de la curva coseno fija la profundidad de modulación de la tensión de carga (magnitud).
Circuitos muy complejos debido al gran número de tiristores que necesitan señales de puerta.
Uso de lógica compleja mediante microprocesadores.
Distribución
El circuito distribuidor alimenta tiristores del grupo positivo y negativo.
La señal de realimentación se usa para eliminar pulsos al grupo que no está conduciendo corriente a la carga para evitar las corrientes circulantes.
Retardo
El retardo es continuamente variable desde 0º a 180º en respuesta a las entradas de control y de referencia, estando separados 120º los pulsos de cada grupo
Problema
Formas de onda de tensión e intensidad en el circuito.
Solución
22
..
arctan
m i
tm t
di tV sen t R t L
dt
Vi t sen t sen e
Z
para t
Z R L
L
R
El ángulo de extinción se haya cuando i se hace 0
Solución
2,
2,
,,
1. .
.
2
o rms o
o rms
o rmsSCR rms
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