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Universidad de Oviedo Tema 8: Interruptores estáticos TEMA 8: Interruptores estáticos Lección 22: Interruptores estáticos de corriente continua Lección.

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1 Universidad de Oviedo Tema 8: Interruptores estáticos TEMA 8: Interruptores estáticos Lección 22: Interruptores estáticos de corriente continua Lección 23: Interruptores estáticos de corriente alterna monofásica Lección 24: Interruptores estáticos de corriente alterna trifásica

2 Universidad de Oviedo Tema 8: Interruptores estáticos 24.1 Clasificación Interruptores trifásicos de apagado natural Circuito con neutro accesible Circuito sin neutro accesible Circuito con carga en triángulo Circuito con tiristores en el punto neutro Interruptores de apagado forzado Adaptación de circuitos de apagado natural Circuito con un tiristor. TEMA 8: Interruptores estáticos Lección 24: Interruptores estáticos de corriente alterna trifásica

3 Universidad de Oviedo Tema 8: Interruptores estáticos Lección 24: Interruptores estáticos de corriente alterna trifásica 24.1 Introducción; clasificación en función del apagado Clasificación INTERRUPTORES ESTÁTICOS DE ALTERNA TRIFÁSICA Apagado natural Bloqueo forzado Se aprovecha el paso por cero de la corriente para que los tiristores se abran. (Interruptor lento). Se emplean cuando se busca una respuesta rápida del interruptor. Puede ser apagado en cualquier instante del periodo.

4 Universidad de Oviedo Tema 8: Interruptores estáticos 24.2 Interruptores con apagado natural Definición En ellos, sólo es necesario inhibir los pulsos de puerta y esperar a que la corriente pase por cero. En ese instante, el interruptor se abre de forma natural. El tiempo de apertura máximo viene dado por el semiperiodo de la onda de corriente. Tipos Circuito con neutro accesible. Circuito sin neutro accesible. Circuito con carga en triángulo. Circuito con tiristores en el punto neutro. Lección 24: Interruptores estáticos de corriente alterna trifásica

5 Universidad de Oviedo Tema 8: Interruptores estáticos 24.2 Interruptores con apagado natural Circuito con neutro accesible Lección 24: Interruptores estáticos de corriente alterna trifásica Como el neutro está accesible, no se producen cambios en las condiciones de los tiristores, por lo que no hay transitorios. En t 0, T 1A deja de conducir. R S T N T 1A T 1B T 2A T 2B T 3B T 3A T 3B T 2A T 2B iRiR iSiS iTiT iRiR iSiS iTiT iNiN iNiN t0t0

6 Universidad de Oviedo Tema 8: Interruptores estáticos 24.2 Interruptores con apagado natural Circuito con neutro accesible Lección 24: Interruptores estáticos de corriente alterna trifásica T 1A se apaga. Siguen conduciendo T 2A y T 3B. No cambia nada por el apagado de T 1A. El neutro se lleva la diferencia de las corrientes por T 2A y T 3B R S T N T 1A T 1B T 2A T 2B T 3B T 3A T 3B T 2A T 2B iRiR iSiS iTiT iRiR iSiS iTiT iNiN iNiN t0t0

7 Universidad de Oviedo Tema 8: Interruptores estáticos 24.2 Interruptores con apagado natural Circuito con neutro accesible Lección 24: Interruptores estáticos de corriente alterna trifásica R S T N T 1A T 1B T 2A T 3B T 3A T 2A T 2B iRiR iSiS iTiT iRiR iSiS iTiT iNiN T 3B se apaga. Sigue conduciendo T 2A. No cambia nada por el apagado de T 1A. El neutro se lleva la corriente por T 2A. T 2B T 1B iNiN T 3B t0t0

8 Universidad de Oviedo Tema 8: Interruptores estáticos 24.2 Interruptores con apagado natural Circuito con neutro accesible Lección 24: Interruptores estáticos de corriente alterna trifásica El valor máximo de la corriente por el neutro se calcula fácilmente. No hay transitorios en los tiristores. R S T N T 1A T 1B T 2A T 2B T 3B T 3A T 3B T 2A T 2B iRiR iSiS iTiT iRiR iSiS iTiT iNiN iNiN t0t0

9 Universidad de Oviedo Tema 8: Interruptores estáticos 24.2 Interruptores con apagado natural Circuito sin neutro accesible Lección 24: Interruptores estáticos de corriente alterna trifásica T1T1 T1T1 T1T1 D1D1 D1D1 D3D3 D3D3 D3D3 T3T3 T3T3 T2T2 T2T2 T2T2 D2D2 D2D2 iRiR iSiS iTiT En este caso, los tiristores de retorno se sustituyen por diodos, dado que la suma de las tres corrientes de las fases debe ser cero y alguna de las corrientes sería negativa. t0t0 R S T T1T1 D1D1 T2T2 D2D2 T3T3 D3D3 iRiR iSiS iTiT

10 Universidad de Oviedo Tema 8: Interruptores estáticos 24.2 Interruptores con apagado natural Circuito sin neutro accesible Lección 24: Interruptores estáticos de corriente alterna trifásica R S T T1T1 T1T1 T1T1 T1T1 D1D1 D1D1 D1D1 T2T2 D2D2 T3T3 D3D3 iRiR iSiS iTiT D3D3 D3D3 D3D3 T3T3 T3T3 T2T2 T2T2 T2T2 D2D2 D2D2 iRiR iSiS iTiT t0t0 Ahora las evoluciones no son senoidales al cambiar las condiciones del circuito y aparecen transitorios. Es necesario plantear y resolver las ecuaciones diferenciales de cada intervalo.

11 Universidad de Oviedo Tema 8: Interruptores estáticos 24.2 Interruptores con apagado natural Circuitos con carga en triángulo Lección 24: Interruptores estáticos de corriente alterna trifásica R S T Es necesario emplear circuitos con dos tiristores. (Si se pusieran un tiristor y un diodo, el diodo conduciría siempre entre fases). Inconveniente: La carga queda sometida siempre por uno de los extremos al potencial de alimentación, incluso con el interruptor abierto. Para determinar las evoluciones se deben plantear y resolver las ecuaciones diferenciales correspondientes. T 1A T 1B T 2A T 2B T 3A T 3B

12 Universidad de Oviedo Tema 8: Interruptores estáticos 24.2 Interruptores con apagado natural Circuitos con tiristores en el neutro Lección 24: Interruptores estáticos de corriente alterna trifásica Es válido para cargas con el neutro accesible y sólo emplea tres tiristores. Cuando el circuito está cerrado sólo pueden conducir dos tiristores (u T1 +u T2 +u T3 =0). El tercero soporta tensión inversa y no conduce. R S T T1T1 T2T2 T3T3 iRiR iSiS iTiT L R L R L R Por ejemplo, sea un intervalo en el que i R y i T son positivas e i S negativa: Para determinar qué tiristor conduce en cada momento se tiene en cuenta: Conducen T 1 y T 2

13 Universidad de Oviedo Tema 8: Interruptores estáticos 24.2 Interruptores con apagado natural Circuitos con tiristores en el neutro Lección 24: Interruptores estáticos de corriente alterna trifásica R S T T1T1 T2T2 T3T3 iRiR iSiS iTiT L R L R L R Conducen T 1 y T 2 i T1 i T2 i T3

14 Universidad de Oviedo Tema 8: Interruptores estáticos 24.2 Interruptores con apagado natural Circuitos con tiristores en el neutro Lección 24: Interruptores estáticos de corriente alterna trifásica R S T T1T1 T2T2 T3T3 iRiR iSiS iTiT L R L R L R Conducen T 1 y T 2 Se analiza igual cada 60º. i T1 i T2 i T3

15 Universidad de Oviedo Tema 8: Interruptores estáticos 24.2 Interruptores con apagado natural Circuitos con tiristores en el neutro Lección 24: Interruptores estáticos de corriente alterna trifásica R S T T1T1 T2T2 T3T3 iRiR iSiS iTiT L R L R L R Conducen T 1 y T 2 Siguiente intervalo de 60º. i T1 i T2 i T3

16 Universidad de Oviedo Tema 8: Interruptores estáticos 24.2 Interruptores con apagado natural Circuitos con tiristores en el neutro Lección 24: Interruptores estáticos de corriente alterna trifásica R S T T1T1 T2T2 T3T3 iRiR iSiS iTiT L R L R L R Conducen T 1 y T 3 Siguientes intervalos de 60º. i T1 i T2 i T3

17 Universidad de Oviedo Tema 8: Interruptores estáticos 24.2 Interruptores con apagado natural Circuitos con tiristores en el neutro Lección 24: Interruptores estáticos de corriente alterna trifásica R S T T1T1 T2T2 T3T3 iRiR iSiS iTiT L R L R L R i T1 i T2 i T3 En el instante en que se dejan de generar pulsos de arranque, se puede conocer qué tiristor se encuentra apagado en ese instante (en este caso, se trata de T 2 ). Conociendo que los otros dos están conduciendo, se debe plantear la ecuación diferencial. Se produce un transitorio.

18 Universidad de Oviedo Tema 8: Interruptores estáticos 24.3 Interruptores con bloqueo forzado El Bloqueo forzado Lección 24: Interruptores estáticos de corriente alterna trifásica T1T1 C1C1 L1L1 T 1AUX C2C2 L2L2 T2T2 T 2AUX T C L T AUX Adaptaciones de los circuitos de apagado natural: El bloqueo forzado se utiliza cuando se quiere abrir el interruptor rápidamente y no esperar al paso por cero de la corriente. Se añade la red de apagado forzado a cada tiristor de los interruptores de apagado natural, análogamente a como se hizo en las topologías de reguladores CA/CA.

19 Universidad de Oviedo Tema 8: Interruptores estáticos 24.3 Interruptores con bloqueo forzado Circuito con un solo tiristor Lección 24: Interruptores estáticos de corriente alterna trifásica T C L T AUX R S T L R L R L R Es preciso que la carga tenga el neutro accesible. La corriente del tiristor es siempre la mayor de las corrientes rectificadas. El método forzado es obligado (la corriente por el tiristor T nunca se anula). Muy fiable y económico. Caída de tensión equivalente a tres semiconductores.


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