Informe CA-CC - Nota: 4,3 PDF

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Convertidor CA - CC Laboratorio de electronica de potencia. Cristian Alexis Velez Ospina 1088262005 [email protected] Diana Marcela López Valencia 1088283431 [email protected]

1088319677

Jhon Freddy Hincapie López [email protected] Jesus David Diaz Valencia 1088016011

[email protected]

Abstract— Were analyzed the topologies of one, two and six pulses controlled and uncontrolled CA-CC converters under different load types, such as RL, RL-FEM and L-FEM were analyzed and implemented in simulink to obviate ripple in load And their harmonic distortion, and for the power supply, RMS currents and voltages and their harmonic distortion were analyzed. Resumen-- se analizaron las topologías de los convertidores CA-CC controlados y no controlados de uno, dos y seis pulsos bajo diferentes tipos de carga, como por ejemplo R-L, R-L-FEM y L-FEM y se implementaron en simulink para observar el rizado en la carga y su distorsión armónica, y para la fuente de alimentación se analizaron las Corrientes y los voltajes RMS y su distorsión armónica.

Figura 1. Circuito rectificador CA-CC carga R-L

Palabras clave—armónicos, convertidor, distorsión, rizado.

I.

INTRODUCCIÓN

La conversión CA/CC es realizada por convertidores estáticos de energía, comúnmente denominados rectificadores. Por tanto, un rectificador es un sistema electrónico de potencia cuya función es convertir una tensión alterna en una tensión continua. En una primera clasificación, podemos diferenciar los rectificadores de acuerdo con el número de fases de la tensión alterna de entrada (monofásico, bifásico, trifásico, etc.). Dentro de estos, podemos diferenciar los rectificadores en función del tipo de conexión de los elementos (media onda y de onda completa). Otra posible clasificación es según su capacidad de ajustar el valor de la tensión de salida, ello depende de si se emplean diodos o tiristores. Los rectificadores no controlados son aquellos que utilizan diodos como elementos de rectificación, en cuanto que los controlados utilizan tiristores o transistores. II.

CONTENIDO

Figura 2. Tensión Vs (Azul) y Corriente Is (Naranja)

Figura 3. Tensión Vo (Azul) y Corriente Io (Naranja)

A. convertidor de CA-CC de un pulso con SCR Para este modelo hacer los ajustes necesarios tal que se pueda medir la tensión y corriente en la alimentación alterna y la corriente y tensión en la carga los valores medio y RMS en la alimentación y el contenido armónico en la carga, con un ángulo de disparo de 30°, 90° y 120°. Para este convertidor se usaron cargas tipo R-L, R-L-FEM y L-FEM para cada uno de los valores de ángulo de disparo definidos. 

Tabla 1. Datos de tensiones y corrientes del lado de alterna del convertidor.

Con carga R-L

Con una tensión de alimentación de V=120√2 v, F=60Hz la resistencia R= 5Ω y la inductancia L= 10e-3 H

Tabla 2. Datos de tensiones y corrientes del lado de continua del convertidor. Factor de potencia:

Tabla 3. Datos de tensiones y corrientes del lado de alterna del convertidor.



Con carga R-L-fem

Con una tensión de alimentación de V=120√2 v, F=60Hz la resistencia R= 5Ω y la inductancia L= 10e-3 H Vcc=30v

Tabla 4. Datos de tensiones y corrientes del lado de continua del convertidor. Factor de potencia:

Figura 4. Circuito rectificador CA-CC carga R-L-FEM 

Con carga L-fem

Con una tensión de alimentación de V=120√2 v, F=60Hz la inductancia L= 10e-3 H Vcc=30v

Figura 5. Tensión Vs (Azul) y Corriente Is (Naranja). Figura 7. Circuito rectificador CA-CC carga L-fem

Figura 6. Tensión Vo (Azul) y Corriente Io (Naranja) Figura 8. Tensión Vs (Azul) y Corriente Is (Naranja)

Figura 9. Tensión Vo (Azul) y Corriente Io (Naranja)

Figura 10. Circuito rectificador CA-CC carga R-L

Tabla 5. Datos de tensiones y corrientes del lado de alterna del convertidor. Figura 11. Tensión Vs (Azul) y Corriente Is (Naranja)

Tabla 6. Datos de tensiones y corrientes del lado de continua del convertidor. Factor de potencia:

Figura 12. Tensión Vo (Azul) y Corriente Io (Naranja)

B. ConvertidorCA-CC de dos pulsos semi controlado Implementar en simulink un convertidor de tensión alterna a continua tipo puente de dos pulsos semi controlado usando diodos y SCR . Para este modelo hacer los ajustes necesarios tal que se pueda medir la tensión y corriente en la alimentación alterna y la corriente y tensión en la carga los valores medio y RMS en la alimentación y el contenido armónico en la carga, con un ángulo de disparo de 30°, 90° y 120°.

Tabla 7. Datos de tensiones y corrientes del lado de alterna del convertidor.

Para este convertidor se usaron cargas tipo R-L y R-L-FEM para cada uno de los valores de ángulo de disparo definidos.



Con carga R-L semi controlado

Con una tensión de alimentación de V=120√2 v, F=60Hz la resistencia R= 5Ω y la inductancia L= 10e-3 H

Tabla 8. Datos de tensiones y corrientes del lado de continua del convertidor. Factor de potencia:

Tabla 9. Datos de tensiones y corrientes del lado de alterna del convertidor.



Con carga R-L-FEM semi controlado

Con una tensión de alimentación de V=120√2 v, F=60Hz la resistencia R= 5Ω y la inductancia L= 10e-3 H Vcc=30v Tabla 10. Datos de tensiones y corrientes del lado de continua del convertidor. Factor de potencia:

Figura 13. Circuito rectificador CA-CC de dos pulsos carga RL-FEM

C. Converidor CA-CC de dos pulsos controlado Implementar en simulink un convertidor de tensión alterna a continua tipo puente totalmente controlado usando SCR´s. Para este modelo hacer los ajustes necesarios tal que se pueda medir la tensión y corriente en la alimentación alterna y la corriente y tensión en la carga los valores medio y RMS en la alimentación y el contenido armónico en la carga, con un ángulo de disparo de 30°, 90° y 120°. Para este convertidor se usaron cargas tipo R-L y R-L-FEM para cada uno de los valores de ángulo de disparo definidos. 

Figura 14. Tensión Vs (Azul) y Corriente Is (Naranja)

Figura 15. Tensión Vo (Azul) y Corriente Io (Naranja)

Con carga R-L controlado

Con una tensión de alimentación de V=120√2 v, F=60Hz la resistencia R= 5Ω y la inductancia L= 10e-3 H

Figura 16. Circuito rectificador CA-CC de dos pulsos con carga R-L controlado

Figura 17. Tensión Vs (Azul) y Corriente Is (Naranja)

III.

Con carga R-L-FEM

Con una tensión de alimentación de V=120√2 v, F=60Hz la resistencia R= 5Ω y la inductancia L= 10e-3 H Vcc=30v

Figura 18. Tensión Vo (Azul) y Corriente Io (Naranja) Figura 19. circuito rectificador de dos pulsos carga R-L-FEM

Tabla 11. Datos de tensiones y corrientes del lado de alterna del convertidor.

Figura 20. Tensión Vs (Azul) y Corriente Is (Naranja)

Tabla 12. Datos de tensiones y corrientes del lado de continua del convertidor. Factor de potencia: Figura 21. Tensión Vo (Azul) y Corriente Io (Naranja)

Tabla 13. Datos de tensiones y corrientes del lado de alterna del convertidor.

Figura 23. Tensión Vs (Azul) y Corriente Is (Naranja)

Tabla 12. Datos de tensiones y corrientes del lado de continua del convertidor. Factor de portencia:

Figura 24. Tensión Vo (Azul) y Corriente Io (Naranja)

A. Convertidor CA-CC de seis pulsos Implementar en simulink un convertidor de tensión alterna a continua tipo puente de seis pulsos totalmente controlado usando SCR´s. Para este modelo hacer los ajustes necesarios tal que se pueda medir la tensión y corriente en la alimentación alterna y la corriente y tensión en la carga los valores medio y RMS en la alimentación y el contenido armónico en la carga, con un ángulo de disparo de 30°, 90° y 120°. Tensión de línea de alimentación de 220 voltios.

Tabla 13. Datos de corrientes y voltajes de la parte alterna del convertidor.

Para este convertidor se usaron cargas tipo R-L y R-L-FEM para cada uno de los valores de ángulo de disparo definidos.



Con carga R-L

Con una tensión de alimentación de V=220√2 v, F=60Hz la resistencia R= 5Ω y la inductancia L= 10e-3 H

Figura 22. Circuito rectificador CA-CC de seis pulsos con carga R-L controlado

Tabla 14. Datos de corrientes y voltajes de la parte continua del convertidor. Factor de potencia:



Con carga R-L-FEM

Con una tensión de alimentación de V=120√2 v, F=60Hz la resistencia R= 5Ω y la inductancia L= 10e-3 H Vcc=30v

Tabla 16. Datos de corrientes y voltajes de la parte continua del convertidor. Factor de potencia:

IV. Figura 25. circuito rectificador CA-CC de seis pulsos con carga R-L-FEM controlado

CONCLUSIONES

   

 Figura 26. Tensión Vs (Azul) y Corriente Is (Naranja)  

Figura 27. Tensión Vo (Azul) y Corriente Io (Naranja)

Tabla 15. Datos de corrientes y voltajes de la parte alterna del convertidor

Si el ángulo de disparo ( α) es cero, los rectificadores se comportan exactamente como rectificadores no controlados con diodos. Se puede decir que la corriente en la carga es discontinua en wt=0 hasta wt=π+α Para el rectificador de carga R-L semicontrolado de dos pulsos, los valores enlistados fueron iguales con alpha= 30, 90 y 120 grados. El decrecimiento de la amplitud de la tensión en el lado de continua y el aumento de la magnitud de la impedancia contribuyen a la disminución de las corrientes de alterna. En los convertidores tanto de uno como de dos pulsos el THD es directamente proporcional a la magnitud del ángulo de disparo (alpha), situación que no ocurre en el caso del convertidor de 6 pulsos. Es de notar que este tipo de convertidores aportan gran contenido de armónicos a la red. El factor de potencia para el convertidor de 6 pulsos es mayor en comparación con los convertidores de uno y 2 pulsos....