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ELECTRONICA
DE POTENCIA
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RECTIFICADORES
Un rectificador es un circuito que permite
alimentar cargas con corriente continua a partir
de una señal alterna de entrada.
Carga
io
(t)
uo
(t)
is
(t)ie
(t)
ue
(t)
ControladosNo controlados
Rectificadores
GENERALIDADES
 Están formado por diodos rectificadores.
 La salida esta limitada por la señal de entrada.
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Tipos de montajes
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negativa de una señal alterna.
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Para “ q “ fases a rectificar, necesito “q” diodos.
e1 > ek con k= 2, 3, …, q ; por lo tanto conduce D1 y u = e1 ;el resto
estarán en polarización inversa, osea ek -u = ek – e1< 0
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Valor rms de la componente de c.a. = Um
luD1lmáx= 2EpPara q par
Para q impar
IDp = I
Valor pico Valor medio Valor eficaz
Trifásico
Hexafásico
Rectificadores de
media onda
Bifásico
Con elementos
reales
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ideales
Con carga RL
Con diodo de
circulación libre
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circulación libre
Rectificador de bifásico de media onda
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diodo “D1”
conduce “D2”
esta en estado
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e1 > 0
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e2 = Ep sen (ωt – π)
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Cuando conduce D1, el D2 esta
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Tensión inversa en diodos
Intensidades de corriente
luD1lmáx= 2Ep
IDp = I
Valor pico Valor medio Valor eficaz
fR= = 0,482
uD1 = e1 - u
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en cada instante es:
t
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e1
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p tsenEte  
e3
e2
)120()(2
o
p tsenEte  
e2
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Vs
p
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GENERALIDADES
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Son de mejor rendimiento que los de media onda.
El número de diodos y la frecuencia es el doble con
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Rectificador multifase de onda completa
Para “ q “ fases a rectificar, necesito “2q” diodos.
e1 > ek con k= 2, 3, …, q ; por lo tanto conduce D1 y el diodo que se
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luD1lmáx= 2EpPara q par
Para q impar
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fR=
Para q par x=q
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cuando
cuando
Forma de onda
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Tensiones
Tensión inversa en diodos
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luD1lmáx= 2EpPara q par
Para q impar
IDp = I
Valor pico Valor medio Valor eficaz
como q = 2 :
como q = 2 es par
luD1lmáx= 2Ep
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Para q par x=q
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Para q par :
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α
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Intensidades de corriente:
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Rectificador controlado trifásico de onda completa
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Rectificador controlado trifásico de onda completa
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Tensión inversa en diodos
luT1lmáx= 2EpPara q par
Para q impar
como q = 3 :
Um= UAN-m – UBN-m = Um máx cos α
como q = 3 es impar
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Rectificadores

  • 2. Un rectificador es un circuito que permite alimentar cargas con corriente continua a partir de una señal alterna de entrada. Carga io (t) uo (t) is (t)ie (t) ue (t)
  • 4. GENERALIDADES  Están formado por diodos rectificadores.  La salida esta limitada por la señal de entrada.  No se necesita de un circuito de control.
  • 5. Tipos de montajes • Montaje de media onda con secundario en estrella. • Montaje de onda completa con secundario en estrella. • Montaje de onda completa con secundario en triángulo.
  • 7. Rectificador de media onda El número de diodos coincide con el número de fases. Se utilizan para eliminar la parte positiva o negativa de una señal alterna.
  • 9. Rectificador multifase de media onda Para “ q “ fases a rectificar, necesito “q” diodos. e1 > ek con k= 2, 3, …, q ; por lo tanto conduce D1 y u = e1 ;el resto estarán en polarización inversa, osea ek -u = ek – e1< 0
  • 10. Tensiones Factor de ripple Tensión inversa en diodos Intensidades de corriente Valor rms de la componente de c.a. = Um luD1lmáx= 2EpPara q par Para q impar IDp = I Valor pico Valor medio Valor eficaz
  • 11. Trifásico Hexafásico Rectificadores de media onda Bifásico Con elementos reales Con elementos ideales Con carga RL Con diodo de circulación libre Sin diodo de circulación libre
  • 12. Rectificador de bifásico de media onda Cuando el diodo “D1” conduce “D2” esta en estado de bloqueo Con transformador de punto medio
  • 13. Formas de onda π 2π e1 > 0 e2 > 0 e1 = Ep sen ωt e2 = Ep sen (ωt – π) Intervalos de conducción Nota: Cuando conduce D1, el D2 esta bloqueado, osea con polaridad inversa
  • 14. Tensión de salida Factor de ripple Tensión inversa en diodos Intensidades de corriente luD1lmáx= 2Ep IDp = I Valor pico Valor medio Valor eficaz fR= = 0,482 uD1 = e1 - u Nota: La tensión inversa en el diodo D1 en cada instante es: t
  • 16. tsenEte p )(1 e1 e1 o e3 120 )120()(2 o p tsenEte   e3 e2 )120()(2 o p tsenEte   e2 -120o Vs p 3 2p 3 Ep Tensiones trifásicas
  • 17. Secuencia de conducción • D1 conduce cuando e1 > e2 > e3 • D2 conduce cuando e2 > e1 > e3 • D3 conduce cuando e3 > e1 >e2 Nota:
  • 18. Rectificador trifásico de media onda Cada diodo conduce un tercio de período, osea: Cuando D1 conduce, D2 y D3 están bloqueados tc =
  • 19. D1 conduce en D2 conduce en D3 conduce en e1 = Ep sen ωt Forma de onda Ep
  • 20. Tensión de salida Factor de ripple Tensión inversa en diodos: Intensidades de corriente: fR= IDp = I Valor pico Valor medio Valor eficaz = 0,179 Onda completa
  • 21. Rectificador hexafásico Tiene un primario con dos secundarios por cada rama. Nota:
  • 22. Forma de onda Cada diodo conduce un sexto de período, osea: tc =
  • 23. Tensión de salida Factor de ripple Tensión inversa en diodos Intensidades de corriente: fR= luD1lmáx= 2Ep IDp = I Valor pico Valor medio Valor eficaz = 0,04
  • 24. por conmutación en los devanados en los diodos Rectificador de media onda con elementos reales Δc Um Δr Um Δd Um Ld es la inductancia de dispersión referida al secundario Nota:
  • 25. Forma de onda En el intervalo (t0 , t1) conducen D1 y D2. Nota: iD1 + iD2 = I u = e1 - Ld = e2 - Ld 2u = e1+ e2 - Ld ( ) + = 0 t0 ≤ t ≤ t1 Se verifica que: en conducen D1 y D2 En la salida ocurre que: entonces: como la corriente en la carga es constante: finalmente se obtiene que: en
  • 26. El solape de ambos diodos termina cuando iD2 = I en Corriente iD2 en el intervalo t0 ≤ t ≤ t1 Finalmente: Integrando: el ángulo de solape es: Luego: Si aumenta la carga aumenta δ “q” proporcional a la caída de tensión
  • 27. Caída por conmutación Caída en los diodos Caída en los devanados Caídas de tensión 0,7[v] para los de Silicio 0,3[v] para los de Germanio Nota: Δd Um = Ud ≈ 0,3v – 0,7v
  • 28. Rectificador de media onda con carga RL La carga inductiva hace que el periodo de conducción del diodo se prolongue hasta ωt = π + σ Nota: Vs = Vm sen ωt
  • 30. Tensión Intensidad de corriente Nota: • Esto se logra agregando un diodo de circulación libre. • El voltaje medio en el inductor es cero.
  • 31. Con diodo de circulación libre Vs = Vm sen ωt
  • 32. Forma de onda • El diodo de circulación libre evita que aparezca un voltaje negativo en la carga
  • 33. Trifásico Rectificadores de onda completa Bifásico Con elementos reales Con carga RL En estrella Con elementos ideales En triangulo Trifásico Hexafásico Con filtro C Otras
  • 34. GENERALIDADES Rectifica los ciclos positivos y negativos. Son de mejor rendimiento que los de media onda. El número de diodos y la frecuencia es el doble con respecto a los de media onda.
  • 35. Rectificador multifase de onda completa Para “ q “ fases a rectificar, necesito “2q” diodos. e1 > ek con k= 2, 3, …, q ; por lo tanto conduce D1 y el diodo que se encuentre a menor potencial; el resto estará en polarización inversa
  • 36. Tensiones Tensión inversa en diodos Intensidades de corriente: luD1lmáx= 2EpPara q par Para q impar IDp = I Valor pico Valor medio Valor eficaz Factor de ripple fR= Para q par x=q Para q impar x=2q
  • 37. Rectificador bifásico de onda completa
  • 38. conducen D1 y D2’ Conducen D2 y D1’ cuando cuando Forma de onda I
  • 39. Tensiones Tensión inversa en diodos Intensidades de corriente: luD1lmáx= 2EpPara q par Para q impar IDp = I Valor pico Valor medio Valor eficaz como q = 2 : como q = 2 es par luD1lmáx= 2Ep Factor de ripple fR= = 0,482 Para q par x=q Para q impar x=2q fR= uD1 = e1 - uAN
  • 40.  Esta compuesto por 6 diodos.  Se obtiene una mayor tensión en la salida.  El factor de riple es menor.  Son para aplicaciones de Alta potencia. Rectificador trifásico de onda completa
  • 41. Rectificador trifásico de onda completa • Cada diodo conduce un tercio de período, osea: tc =
  • 42. Tiempo de conducción del diodo Cada diodo conduce durante un tercio de periodo e1 = Ep sen ωt Forma de onda
  • 43. conducen D1 y D3’ conducen D2 y D1’ conducen D3 y D2’ Cuando Cuando Cuando Forma de onda I I
  • 44. Tensiones Factor de ripple Tensión inversa en diodos Intensidades de corriente: IDp = I Valor pico Valor medio Valor eficaz como q = 3 : como q = 3 es impar = 0,083fR=
  • 45. Caída de tensión en estrella • Para q = 2 conducen los cuatro diodos durante el solape Nota: iD1 + iD2 = I• La corriente en la carga es uniforme
  • 46. Forma de onda iD1 = i’D1 + isec = iD2 + isec t = 0 iD1 = 0 ; i2 = I ; isec= -IEn En e = 2e1 = 2Ld Integrando: t Tenemos que: Se verifica con isec= I La caída de tensión es:
  • 47. Caída por conmutación Caída en los diodos Caída en los devanados Caídas de tensión 0,7[v] para los de Silicio 0,3[v] para los de Germanio Nota: Δd Um = Ud ≈ 0,3v – 0,7v
  • 48. Rectificador multifase en triángulo La tensión a la salida es igual a la suma de las tensiones positivas o a la suma de las negativas cambiada de signo u = e1 + e2 + …+ ef = - (ef+1 +…+ eq-1 + eq)
  • 49. Tensiones Para q par : Para q impar : Intensidades de corriente IDp = I Valor pico Valor medio Valor eficaz Tensión en diodos Nota:
  • 50. Rectificador trifásico de onda completa • El mínimo número de fases en esta configuración es q=3
  • 51. Forma de onda • La conducción de corriente inicia en el borne de mayor potencial hacia el borne de menor potencial. • La tensión a la salida es igual a la suma de las tensiones positivas o a la suma de las negativas cambiada de signo Nota:
  • 52. Tensiones Para q par : Para q impar : Intensidades de corriente: IDp = I Valor pico Valor medio Valor eficaz Tensión en diodos Corriente por un devanado( “q” impar)
  • 53. Rectificador hexafásico con secundario en triángulo Nota:
  • 54. Forma de onda • Cuando conduce D2’ • Cuando conduce D3’ • Cuando conduce D4’ • Cuando conduce D5’ • Cuando conduce D6’
  • 55. Tensiones Para q par : Para q impar : Intensidades de corriente: IDp = I Valor pico Valor medio Valor eficaz Tensión en diodos Corriente por un devanado(“q” par)
  • 57. Formas de onda Valor medio Los valores medios deben coincidir u tiene 12 picos
  • 58. Rectificador de onda completa con carga RL Vs=Vmáx sen ωt
  • 60. Rectificador de onda completa con carga RL Vs=Vmáx sen ωt
  • 61. Corriente en la carga solución para
  • 62. Rectificador monofásico en puente con filtro C D1
  • 63. Forma de onda Vc (máx) Vc (mín) t1 es el tiempo de carga del condensador t2 es el tiempo de descarga del condensador Nota:
  • 64. Intensidad de corriente en el condensador el condensador se descarga en forma exponencial Voltaje del condensador Voltaje de riple de pico a pico Nota:
  • 65. Media onda Onda completa Controlados Trifásico Bifásico Trifásico
  • 66. GENERALIDADES  La ventaja de estos es que se puede disponer del valor deseado de la tensión en la carga y en definitiva la potencia de esta  El tiristor es un rectificador que solamente conduce cuando este se dispara, a diferencia del diodo que lo hace en forma natural
  • 67. Rectificadores controlados En los rectificadores controlados se reemplazan a los diodos por tiristores SCR Tiristor SCR
  • 68. Característica v-i de un tiristor
  • 69. Curva característica upc – ip de un tiristor Nota: La curva es para Tiristor de 100[A] nominales Circuito de disparo
  • 70.  Tiene 3 tiristores.  La tensión de salida depende del ángulo de disparo.  La potencia es variable. Rectificador controlado trifasico
  • 71. Rectificador Trifásico Controlado de Media Onda • El intervalo de conducción es:
  • 72. • El intervalo de conducción es: como q = 3. Nota: • Según el valor de “α” pueden considerarse 2 casos: En algunos intervalos puede que u < 0 Los intervalos en que u < 0 son mayores a los intervalos en que u > 0
  • 73. Forma de onda pasa el 1º caso e1 = Ep sen ωt • El valor medio es positivo Nota:
  • 74. e1 = Ep sen ωt Forma de onda pasa el 1º caso • El valor medio es cero Nota: • Los intervalos en que u < 0 son iguales a los intervalos en que u > 0
  • 75. tb α α ωt e1 e2 e3 Forma de onda para el 2º caso e1 = Ep sen ωt • El valor medio es negativo Nota:
  • 76. Variación de Um máx en función de α Um = Um máx cos α Para α > 30
  • 77. Tensión en media onda como q = 3 luT1lmáx= 2Ep Tensión en los tiristores Para q par Para q impar Intensidades de corriente: ITp = I Valor pico Valor medio Valor eficaz Como q=3 con Riple
  • 78.  Se utiliza en aplicaciones industriales de hasta 120kW.  Funciona como rectificador e inversor no autónomo.  Tensión de salida positiva y negativa. Rectificador controlado de onda completa
  • 79. Rectificador bifásico de onda completa
  • 81. Tensiones en onda completa Riple Tensión inversa en diodos luT1lmáx= 2EpPara q par Para q impar como q = 2 : Um= UAN-m – UBN-m = Um máx cos α como q = 2 es par luT1lmáx= 2Ep Intensidades de corriente: ITp = I Valor pico Valor medio Valor eficaz
  • 83. • La frecuencia de salida es 6 veces la de entrada • Es utilizado en aplicaciones practicas Algunas características
  • 86. Tensiones en onda completa Riple Tensión inversa en diodos luT1lmáx= 2EpPara q par Para q impar como q = 3 : Um= UAN-m – UBN-m = Um máx cos α como q = 3 es impar Intensidades de corriente: ITp = I Valor pico Valor medio Valor eficaz