Funcionamiento y Aplicaciones de los Convertidores Duales en Electrónica de Potencia

Convertidor Dual: Operación en Cuatro Cuadrantes

Un convertidor dual se forma al conectar dos convertidores completos en antiparalelo. Esta configuración permite invertir tanto la tensión como la corriente en la carga, proporcionando la capacidad de trabajar en los cuatro cuadrantes.

Funcionamiento y Control

Debido a que las tensiones de salida de los convertidores están fuera de fase, se produce una corriente circulante entre ambos. Esta corriente no atraviesa la carga y se limita mediante una reactancia de limitación (Lr).

• Cuando α1 = 0: Opera únicamente el convertidor D.
• Cuando α1 = π: Opera únicamente el convertidor I.
• 0 < α1 < π/2: El convertidor D suministra corriente positiva a la carga.
• π/2 < α1 < π: El convertidor I suministra corriente negativa a la carga.
• α1 = π/2: El convertidor D suministra circulación positiva en el primer semiciclo y el convertidor I suministra circulación negativa en el segundo.

La utilidad principal de este circuito es obtener en la carga una tensión y corriente con cualquier polaridad, dependiendo de la secuencia de disparo y el valor medio variable ajustado mediante los ángulos de disparo, todo a partir de una fuente de CA.

Diferencias en Configuraciones de Rectificadores

En ciertas configuraciones, la tensión en la carga no es de fase, sino de línea, lo que provoca que los valores instantáneos de la tensión de salida sean √3 veces mayores. Aunque las formas de onda en estrella son idénticas, se observa que la tensión de salida (Vo) adelanta 30º a la Vo en triángulo, y las corrientes de entrada también presentan un adelanto de 30º.

Conexión en Serie para Alta Tensión

Se recurre a conectar rectificadores en serie para aplicaciones que requieren tensiones mayores, ya que la tensión total será la suma de las tensiones de cada rectificador. Esta configuración ofrece dos ventajas principales:

• Mayor tensión de salida: Suma de las tensiones individuales.
• Reducción de rizado (ripple): Al estar las señales de salida desfasadas 30º entre sí, el rizado resultante es la mitad del que presentaría cada rectificador por separado.