cicloconversores (1)
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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.
Modos de funcionamiento
•Sin corriente circulante. (Cicloconversor con impulsos de bloqueo)
•Con corriente circulante. (Hay que limitar la corriente)
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
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
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
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