Rectificación no controlada

[Pablosanchezolid]

Muy buenas,

Para una etapa de potencia de mi proyecto fin de carrera, que no para de darme quebraderos de cabeza, en la rectificación no controlada, con un puente de diodos, se me han cortocircuitado por completo, y no entiendo muy bien porqué.

Les adjunto el esquema. Aunque es un rectificador trifásico, lo cablee por dos entradas, haciéndolo monofásico, a través de un enchufe común (el rectificador soportaba hasta 1600 V así que este no es problema), y en la carga, puse dos bombillas clásicas en serie, de 230 V y 100 W , por lo que también limitarían la corriente considerablemente. Hasta ahí no debería haber habido ningún problema, sin embargo, el rectificador se ha cortocircuitado. Puedo suponer que el filtro, en concreto el condensador, haya hecho un efecto de corto al inicio, por la corriente de carga, sin embargo, creía que este efecto de cortocircuito, lo eliminaría o atenuaría la bobina del filtro (que me haría las veces de filtro y de "antichoque") , sin embargo, efectivamente, se ha cortocircuitado. ¿O quizá la bobina cree efectos negativos en la conmutación de los diodos?...

Esto es solo el prototipo, en un futuro alimentaría el campo de alternadores, a través de un convertidor DC/DC que uso utilizando un IGBT que choppea la onda, y llegará a entregar la carga que pone en el esquema. Si creen que es el filtro, ¿que solución ven al problema del cortocircuito al inicio por el condensador? Con tan alta potencia solo se me ocurre una resistencia en serie con el condensador y que quede cortocircuitada mediante un interruptor automático, cuando el condensador se cargue, pero si esto puedo evitarlo, ahorro en coste, espacio y complejidad del equipo.

Les doy a todos las gracias de antemano y un saludo !!

 

[DOSMETROS]

Salvo al desconectar que la bobina haga un pico que supere los 1.600 V

Características de la bobina ¿fotos?

Salvo poner una resistencia-termistor en serie con el capacitor ?

 

[Fogonazo]

. . . Les adjunto el esquema. Aunque es un rectificador trifásico, lo cablee por dos entradas, haciéndolo monofásico, a través de un enchufe común . . . .

¿ Esquema de ese cambio ?

 

[juanma2468]

Para mi tienes el siguiente problema, en el instante inicial cuando lo enchufas, el capacitor al estar descargado se comporta como un corto circuito, demandando un pico de corriente importante, pero uno pensaría bueno como tengo la bobina que se opone a este cambio en la corriente, no tendria problema, pero resulta que el cambio de corriente en la bobina es relativamente lento, o sea no es un escalon de corriente, sino que es una media onda senoidal, lo cual es de variacion relativamente lenta para la bobina, por lo que practicamente se comporta como un corto, quedando basicamente como limitante de corriente la resistencia que pueda presentar la bobina, suponiendo un valor de 3 ohms, en tu circuito estarian circulando mas de 100 ampers, lo cual hace que tu puente se destruya. Ademas si analizas la frecuencia de resonancia veras que te da cerana a los 40 hz, lo cual me indica que es muy probable que al comienzo el conjunto LC se comporte como un cable.

 

[Pablosanchezolid]

Muy buenas y muchas gracias a todos,

A ver, intento responder a todos por partes,

DOSMETROS, no creo que la bobina de un pico de tensión tan alto, me parece demasiado llegar a los 1600 V, pues no añado resistencia en la desconexión, además el rectificador se quemó tal como conecté el circuito, en cualquier caso, esta es la bobina: http://es.rs-online.com/web/p/inductores-para-pcb/7690574/

Fogonazo, no creo que haga falta un nuevo esquema, sencillo, cableo dos entradas (cualesquiera), la otra la dejo libre, y lo que queda es un puente monofásico, como si una de las entradas y uno de los pares de diodos no existieran.

Juanma2468, sin duda lo que dices tiene mucho sentido, entre otras por esto que se me olvidó comentar, tal como lo conecté, se quemó mi módulo rectificador, al instante, tirando incluso dos magnetos aguas arriba en el laboratorio. Pero claro, creía que la bobina evitaría el efecto de corto en el condensador y quitando estrés a los diodos. A este nivel que me comentas no llego, en saber diferenciar como se comporta la bobina ante ondas sinusoidales o al escalón, yo soy ing. eléctrico, y me gusta trabajar con valores máximo o eficaces... el tema de las ondas, no me gusta demasiado. Y ya cuando me has hablado de frecuencia resonante me pierdo del todo, pues no se que efectos produce en el filtro. Aunque, debo decirte que según mis cálculos no es de 40 Hz, si no de 346 Hz, aunque ya te digo que de este tema sé poco... si me puedes aclarar algo, es de agradecer.

En cuanto a la solución que me comenta dos metros, con el termistor, ya lo había pensado, pero ¿sería una buena idea un termistor para semejante potencia? y en caso de serlo, ¿como lo elijo? supongo que sería un NTC, para que la resistencia baje lo máximo posible con el paso de la intensidad, ¿es así? .
Otra solución podría ser la ya comentada, poner una resistencia en serie con el condensador que, cuando éste quede cargado, cortocircuito (a la resistencia) a través de un contactor.

Otra posible solución, poner varios condensadores en paralelo con menor capacitancia, tengo entendido que es otra de las soluciones para evitar estos cortos y que mejoran el filtrado, pero no se si será suficiente.

En fin, a ver que me podéis decir sobre este tema, a ver si puedo dejarlo cerrado de una vez.

Muchísimas gracias de nuevo a todos !

 

[juanma2468]

Cuando hablo de resonancia me refieroa a que el conjunto LC presenta a una dada frecuencia un comportamiento tal que sus impedancia se igualan, lo cual implica que una impedancia compleja cancela a la otra, o sea Xl=-Xc de donde se deduce que a una dada frecuencia vas a tener casi un corto dada la cancelacion de impedancias. Como Xl=2*pi*F*L y Xc=1/(2*pi*F*C) ==> despejando F queda F=(1/(2*pi*(L*C)^0.5). Yo soy ingeniero electronico, esto se ve a diario, saludos.

 

[Pablosanchezolid]

Este es mi problema, que siendo eléctrico me estoy metiendo en un proyecto con mucha electrónica y me pierdo un poco, gracias por aclarármelo. Finalmente creo que voy a poner una resistencia serie con el condensador y un relé temporizado que la ponga en corto en el momento que el condensador se cargue. Porque un termistor a tales potencias no lo veo factible, y según tengo entendido, parece que puede ser la única solución. Otra cuestión es si creéis que con el filtro LC que he puesto de 0,36 mH y 470 uF es suficiente para llegar a filtrar grandes corrientes de carga? Creo que este filtro es especialmente bueno para tales aplicaciones.

Por otra parte para entradas trifásicas, teniendo en cuenta que el puente trifásico deja a la salida un bajo rizado, voy a quitar el filtro, y chopearé directamente la onda rectificada con un IGBT, ¿esto es posible, o podría generar algún problema? Tengo entendido que no debería haber problemas.


Un saludo a todos.

 

[Scooter]

La resonancia da muchos problemas en electricidad, no solo en electrónica.
Si pones una resistencia en serie aunque sea pequeña por lo menos amortiguas algo.
Busca que tengan una frecuencia de resonancia lejana a los 50 o 100Hz; un puente rectificador a in de cuentas genera una señal de 100Hz

 

[Eduardo]

... Finalmente creo que voy a poner una resistencia serie con el condensador y un relé temporizado que la ponga en corto en el momento que el condensador se cargue. Porque un termistor a tales potencias no lo veo factible,

Es lo que se hace habitualmente en situaciones como esa.

y según tengo entendido, parece que puede ser la única solución.

No se... Me dá la sensación que puede haber algo más que se ha pasado por alto, como un chispeo debido a conexión endeble en los diodos.

Otra cuestión es si creéis que con el filtro LC que he puesto de 0,36 mH y 470 uF es suficiente para llegar a filtrar grandes corrientes de carga? Creo que este filtro es especialmente bueno para tales aplicaciones.

¿Filtrar que? Con esa corriente y esos valores! Si es filtrar el ruido de línea generado por la conmutación de IGBT seguro. Al fin y al cabo es un filtro para eso.
Pero filtrar la tensión rectificada ni sueñes, es como que vos pretendas empujar un camión --> Por eso se usa un puente trifásico.

Por otra parte para entradas trifásicas, teniendo en cuenta que el puente trifásico deja a la salida un bajo rizado, voy a quitar el filtro, y chopearé directamente la onda rectificada con un IGBT, ¿esto es posible, o podría generar algún problema? Tengo entendido que no debería haber problemas.

Durante la activación de cada IGBT vas a tener un pico de caída importante a la salida del puente debido a que la línea tiene inductancia. Además por supuesto de meter ruido.
Para eso es que se pone el filtro LC.

 

[jmth]

DOSMETROS, no creo que la bobina de un pico de tensión tan alto, me parece demasiado llegar a los 1600 V

Teóricamente en clase he llegado a calcular caídas de tensión en bobinas y condensadores de 1900V, con una amplitud de 10V en la entrada... sobre todo ocurre en casos de resonancia.

Y en resonancia lo que ocurre es que las impedancias se anulan, toda la potencia es la que corresponde a la resistencia... Por éso tenías que colocar alguna