Potentials Following the Solid Waste Hierarchy

L os re su lta d o s o b ten id o s en sim u lació n av alan la v alid ez de la ecu ació n (2.1), deb ién d o se la d ife re n c ia de 4 V que se o b serv a en cad a caso a la caíd a de tensión en co n d u cció n de los tiristo res. A sim ism o, se p u ed e d e stac ar que la ten sió n de salida es n eg ativ a p a ra án g u lo s su p erio res a 90°. F ísicam en te, este hech o se inter­ preta co m o que el re c tific a d o r se co m p o rta en m odo in v erso r, es decir, absorbe en erg ía de la e ta p a de co n tin u a y la ced e en la de alterna.

Time

'S IM U L A C IÓ N D E C IR C U IT O S E L E C T R Ó N IC O S D E POTENCIA C O N P SP IC E

- * 0 0 + --- -»... T ---

Oü 10ns 20 ns O I (Lred)*10 • U(Urí-(J:*) -U(Urt>if:-) 12?-sin(31»»*time)

Tiñe

Figura 2.8. Formas de onda en la enerada del rectificador

Si nos fijamos ahora en el lado de alterna, la corriente que absorbe el rectifi­ c ad or y su corre spo ndi ente c o m p o n e n )- fundamental (I,) presentan el aspecto que ilustra la figura 2.8.

De las form as de on da obtenidas, es evidente que el factor de desplazamiento del rectificador co ntrolado coincide con el coseno del ángulo de disparo. En la figura 2.8 se verifica asimismo q n e la co m p o ne n te fundamental está en fase con la corriente de entrada, esto es, desfas ada el ángulo alpha respecto de la tensión de red.

D P F = eos (p\ = c o s a (2.4)

xsiaiüi FOURIER COMPONENTE OF TRANSIENT RESPOHSE I ( L _ L r e d )

DC COMFONEHT = ¿ 378640E-Ü9

HARMONIO FREQUENCY FOURIER NORMALIZED PHASE NORMALIZED NO (HZ) COMPONENT ÓMPOHENT (DEG) PHASE (DEG) 5 CIÜPE+Ül 273E+Ü1 1 nouE+nn - 4 478E-01 0 00OE+O0

2 1 OÜOE+02 4 . 772E-G9 3 747E-10 8 990E+Ü1 9 Ü3SE+01 3 1 500E+02 4 244E+00 3 333E-01 - 1 390E+00 _q 018E-01 2 Ú00E+02 772E-0? 3 747E-10 8 996E+01 9 041E+Ü1 5 2 500E+G2 2 547E+00 2 OOOE-Ol —2 250E+U0 -1 802E+0C» K 3 OnOE+02 .771E-09 747E-1G ,:i üüÓE+Ol 9 045E+01 3 50GE+02 Q20E+00 1 429E-01 - 3 150E+00 - 2 702E+OO 8 4 . QÜÜE+Ü2 . 772E-09 3 748E-10 ? 0OOE+O1 9 Ú4SE+01 9 4 . 50ÜE+02 . 416E+00 1 112E-01 - 4 Ú50E+00

1Ó Zj _{000E+02 4 771E-09 3 747E -10 8 998E+Ü1 9 Ü43E+01}

11 5 . S00E+Q2 189E+0Ü q 102E-02 - 4 9S0E+0O -4 502E+00 12 b OOOE+02 4 773E-09 3 743E-10 8 993E+01 8 043E+01 13 í. 50CE+02 9 . 811E-01 7 70SE-02 - 5 . 850E+OO _r, 4 02 E+ O0 14 n 000E+02 4 778E-09 3 7S1E-1C S 998E+01 9 042E+01 1S SGOE+Ci 2 y 508E-01 b 682E-02 - ó 7E0E+00 - b j02E+00 1¿ 8 00ÚE+O2 4 777E-09 3 781E-10 8 . 993E*-01 9 LV.r-T MU 17 8 . 50ÜE+CI2 7 _512E-01 c '-<0 DE-Ü2 _{- 7 KcriE+0ü} - ’7 : 0. - ■ ; [i 18 0 0ÚE+ij2 4 779E--09 3 753E-10 9 iUo'E+01 9 Ob 3t.V UI 18 5Ü0E+02 6 720E-01 c 2S2E-Ú3 - 8 55OE+0i:i - f 102E+00 2 0 000E+03 761E-09 739E-10 9 ÜOSE+Ol q 052E+01

TOTAL H ARMONIC DISTORTION = 4 F' 7 0 ;¡ 8 bE+ ú 1 FEECENT

j iíi

itiÜM

R E C T IF IC A D O R E S C O N TR O LA D O S

P o r su p arte, el fac to r de d isto rsió n se p uede c a lc u la r de fo rm a teórica, resul­ tan d o ser T H D i = 4 8 ,4 3 % p ara c u alq u ie r án g u lo de disparo. Sin em bargo, los re­ su ltad o s del a n álisis efectu ad o p o r P S P IC E indican que T H D i = 4 5,7% (figura

2 .8).

E sta d ife re n c ia v ien e d ad a p o r el n ú m ero de arm ó n ico s que se ha tom ado para el an álisis (en n u estro caso, 20). Si se elev a el n ú m ero de arm ó n ico s que se tienen en cu en ta p a ra el cálcu lo de la d isto rsió n , esta se ap ro x im a m ás al resu ltad o teórico inicial.

P o r lo tan to , el fac to r p o ten cia de este rec tifica d o r p ara un án g u lo de disparo de 45° y to m an d o co m o facto r de d isto rsió n el o frecid o p o r P S P IC E (p o r co h eren ­ cia con el resto de sim u lacio n es que se efectu arán ), es el siguiente:

eos

(y

P F = = 0,9 coser = 0,9 eos 45° = 0,643 V l + 0 ,4 5 7 2

Actividad 2.3:

D eterm inar el fa c to r de potencia del rectificador pa ra varios án­ gulos de disparo de los tiristores, verificando que la distorsión ar­ m ónica (siempre que la corriente en la etapa de continua sea con­ siderada constante) no se modifica.

Actividad 2.4

: Verificar que el valor eficaz de la corriente de entrada del rectifi­ cador coincide con la corriente de la etapa de continua.

P o r últim o, cen trán d o n o s en las fo rm as de o n d a de la ten sió n y de la co rrien te que so p o rtan c ad a uno de los tiristo res del rec tifica d o r, se o b serv a que la co rrien te no d ep en d e del án g u lo de d isp aro (su v alo r e ficaz siem p re es el m ism o in d ep en ­ d ien tem en te del in stan te en que co n d u zca el d isp o sitiv o ), no o cu rrien d o lo m ism o con la ten sió n , p u es co m o se o b se rv a en las fig u ras 2.9 y 2.10, el in stan te en que los tiristo re s e n tran en co n d u cció n m o d ifica de m an era sig n ificativ a la form a de o n d a de la ten sió n que so portan en estad o de blo q u eo .

E ste h ech o a d q u iere una im p o rtan cia relev an te cu an d o se utilizan los d en o m i­ nados tiristo res a sim étrico s, esto es, d isp o sitiv o s cu y a ten sió n m áxim a de bloqueo en p o larizació n d irecta (V Dm) no es la m ism a que la c o rresp o n d ien te en inversa

“S IM U L A C IÓ N D E C IR C U IT O S E L E C T R Ó N IC O S D E PO TE N C IA C O N P S P IC E ’

Si el án g u lo de d isp aro es su scep tib le de v a ria r den tro de un am plio ran g o de valo res, es a c o n se jab le ele g ir d isp o sitiv o s sim étrico s, reserv an d o el uso de los asim étrico s p a ra aq u ellas ap lica cio n e s en las que el ángulo de d isp aro está lim itado a p eq u eñ as v a ria cio n es (p o r ejem p lo , de 0 o a 30°).

□ U(T1:fl) -U(T1:K)

Time

Figura 2.10. Tensión en bornes de los tiristores (alpha=45°)

l*BOU ->---

□ U(T1:A>- U(T1:K)

Tiñe

Figura 2.11. Tensión en bornes de los tiristores (alpha=130°)

A ctividad 2.4: Obtener la fo rm a de onda de la tensión en bornes de los tiristores pa ra diferentes ángulos de disparo. ¿Para qué valor de alpha las tensiones máximas que soporta el tiristor en directa y en inversa coinciden?

R E C T IF IC A D O R E S C O N T R O L A D O S

2 .4.1. I n f lu e n c ia d e L r

E n este a p artad o vam o s a p o n e r de m an ifiesto de qué m an era afecta la induc- tan c ia de la red al fu n cio n a m ie n to del rectificad o r.

B ásicam en te, los efecto s son los m ism o s que hem o s e stu d iad o en los rec tifi­ c ad o res con d io d o s, esto es, un tiem p o de co n m u tació n de co rrien te en tre tiristo res no d e sp reciab le y la c o n sig u ien te p érd id a de ten sió n en la e ta p a de continua.

C o n sid e ran d o L r = lOm H en el circu ito de la fig u ra 2.5 y a lp h a = 45°, se o b ­ tien en las fo rm as de o n d a que se m uestran en la fig u ra 2.12.

L a ten sió n de sa lid a del rec tifica d o r p erm an ece n u la d u ran te el tiem p o en que se p ro d u ce la co n m u tació n de co rrien te en tre tiristo res

( tcon

en la fig u ra 2.12).

Se d em u e stra qu e, en esas co n d icio n es, el v alo r m edio de la ten sió n rec tifica ­ da p u ed e c a lc u la rse m ed ian te la sig u ien te ex p resió n :

2

V0

= 0 ,9 •

V c o s a - —0¡>-Lr - I o

( 2 .5)

71 v 7

O tro efecto d eriv ad o de la p resen cia de in d u ctan cias en el lado de altern a es la d efo rm ació n de la c o rrien te de entrada, que tie n d e a ser ligeram ente trap ezo id al, com o p u ed e o b se rv arse en la fig u ra 2.13.

20ft 0A itOOU S E L » - U 0 0 U 15ms 20pis 25ms 30ns □ U(P) Tiñe

Figura 2.12

.

Pérdida de tensión continua debido a la conmutación de corriente

entre tiristores

'SIM U LA C IÓ N D E C IR C U IT O S E L E C T R Ó N IC O S D E PO TE N C IA C O N P S P IC E II 2 t'con 0- -20 + 05 1 0ros 20ms 3 0ms --- H 40ms □ I(Lred) o 1 2 .7*sin(31it*tine-0.13) Tiñe

Figura 2.13. Corriente de entrada del rectificador y su componente fundamental

In document Sustainability of Municipal Solid Waste Management in Nigeria: A Case Study of Lagos (Page 48-52)