Funcionamiento del rectificador controlado por fase y sus aplicaciones

A diferencia de los rectificadores de diodos, los PCR o rectificadores de fase controlada tienen la ventaja de regular la tensión de salida. Los rectificadores de diodos se denominan rectificadores no controlados. Cuando estos diodos se conmutan con tiristores, se convierten en rectificadores de control de fase. La tensión de salida puede regularse cambiando el ángulo de disparo de los tiristores. La principal aplicación de estos rectificadores es el control de la velocidad del motor de corriente continua.

¿Qué es un rectificador controlado por fase?

El término PCR o rectificador controlado por fase es un tipo de circuito rectificador en el que los diodos son conmutados por tiristores o SCR (rectificadores controlados por silicio). Mientras que los diodos no ofrecen ningún control sobre la tensión o/p, los tiristores pueden utilizarse para diferenciar la tensión de salida ajustando el ángulo de disparo o el retardo. Un tiristor de control de fase se activa aplicando un impulso corto a su terminal de puerta y se desactiva por comunicación de línea o natural. En caso de carga inductiva pesada, se desactiva disparando otro tiristor del rectificador durante el semiciclo negativo de la tensión i/p.

Tipos de rectificador controlado por fase

El rectificador controlado por fase se clasifica en dos tipos en función del tipo de alimentación i/p. Y cada tipo incluye un convertidor semi, completo y doble.

Rectificador monofásico controlado

Este tipo de rectificador funciona con una fuente de alimentación de CA i/p monofásica.

Los rectificadores controlados monofásicos se clasifican en diferentes tipos

Rectificador controlado de media onda: Este tipo de rectificador utiliza un único dispositivo tiristor para proporcionar control o/p sólo en un medio ciclo de la alimentación de CA de entrada, y ofrece una salida de CC baja.

Rectificador controlado de onda completa: Este tipo de rectificador proporciona una mayor salida de corriente continua

• El rectificador controlado de onda completa con un transformador de toma central requiere dos tiristores.
• Los rectificadores de onda completa controlados por puente no necesitan un transformador con toma central

Rectificador controlado trifásico

Este tipo de rectificador funciona con una fuente de alimentación trifásica i/p.

• Un semiconvertidor es un convertidor de un cuadrante que tiene una sola polaridad de tensión y corriente o/p.
• Un convertidor completo es un convertidor de dos cuadrantes que tiene una polaridad de tensión o/p que puede ser +ve o -ve pero, la corriente sólo puede tener una polaridad que es +ve o -ve.
• El convertidor doble funciona en cuatro cuadrantes: tanto la tensión o/p como la corriente o/p pueden tener ambas polaridades.

Funcionamiento del rectificador de fase controlada

El principio básico de funcionamiento de un circuito PCR se explica utilizando un circuito PCR monofásico de media onda con una carga RL resistiva que se muestra en el siguiente circuito.

Se utiliza un circuito convertidor de tiristores de media onda monofásico para convertir la potencia de CA en CC. La alimentación de CA i/p se obtiene de un transformador para ofrecer la tensión de alimentación de CA necesaria al convertidor Thyristor en función de la tensión de CC o/p necesaria. En el circuito anterior, las tensiones de alimentación de CA primaria y secundaria se indican con VP y VS.

Durante el semiciclo +ve de la alimentación i/p, cuando el extremo superior del devanado secundario del transformador está a un potencial + ve con respecto al extremo inferior, el tiristor se encuentra en estado de polarización hacia delante.

El tiristor se activa con un ángulo de retardo de ωt =α, aplicando un impulso de activación de puerta adecuado al terminal de puerta del tiristor. Cuando el tiristor se activa con un ángulo de retardo de ωt =α, el tiristor se comporta y supone un tiristor perfecto. El tiristor actúa como un interruptor cerrado y la tensión de alimentación i/p actúa a través de la carga cuando conduce de ωt =α a π radianes Para una carga puramente resistiva, la corriente de carga io que fluye cuando el tiristor T1 está activado, viene dada por la expresión

Io= vo/ RL, para α≤ ωt ≤ π

Aplicaciones del rectificador de fase controlada

Las aplicaciones del rectificador controlado por fase incluyen las fábricas de papel, las fábricas textiles que utilizan accionamientos de motores de corriente continua y el control de motores de corriente continua en las acerías.

• Sistema de tracción alimentado por CA que utiliza un motor de tracción de CC.
• procesos electrometalúrgicos y electroquímicos.
• Controles de reactores.
• Fuentes de alimentación magnéticas.
• Accionamientos de instrumentos manuales portátiles.
• Accionamientos industriales de velocidad flexible.
• Cargas de batería.
• Transmisión de corriente continua de alta tensión.
• SAI (Sistemas de alimentación ininterrumpida).

Hace unos años, la alteración de la energía de CA a CC se conseguía utilizando rectificadores de arco de mercurio, grupos motogeneradores y tubos Thyrator. El moderno Convertidores de potencia de CA a CC se destinan a tiradores de alta corriente y potencia. Actualmente, la mayoría de los convertidores de potencia de CA a CC están tiristorizados. Los dispositivos Thyrator se controlan por fase para obtener una tensión de CC variable en los terminales de carga de salida. El convertidor Thyrator de fase controlada utiliza la conmutación de la línea de CA para apagar los tiristores que se han encendido.

Son menos costosos y también muy sencillos y se utilizan ampliamente en aplicaciones industriales para accionamientos industriales de CC. Estos convertidores se clasifican como convertidores de dos cuadrantes si la tensión o/p puede hacerse + ve o -ve para una polaridad determinada de la corriente de carga o/p. También hay convertidores AC-DC de un cuadrante en los que la tensión o/p sólo es +ve y no puede hacerse -ve para una polaridad determinada de la corriente o/p. Por supuesto, los convertidores de un cuadrante también pueden diseñarse para suministrar sólo tensión o/p de CC -ve. El funcionamiento del convertidor de dos cuadrantes puede conseguirse utilizando un circuito de convertidor de puente totalmente controlado, y para un proceso de cuadrante único utilizamos un convertidor de puente medio controlado.

Así pues, esto es todo sobre el rectificador de control de fase, su funcionamiento y sus aplicaciones. Esperamos que hayas entendido mejor este concepto, además, si tienes alguna duda sobre este concepto o para realizar algún proyecto eléctrico. Por favor, danos tu opinión comentando en la sección de comentarios de abajo. Aquí tienes una pregunta, ¿Cuáles son los diferentes tipos de PCR?