Guia de Simulacion Siete. Analisis de Fourier, Calculo de THD y Espectro de Frecuencia

UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR  FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA ANÁLISIS ELÉCTRICO II CICLO II - 2017 Catedrático: Ing. Gerardo Marvin Jorge Hernández. Instructores: Br. Cristian Antonio Aguilar Quintanilla. Br. Diego Fernando Guidos Espinoza. Guía de Simulación VII: Análisis de Fourier, Fourier, cálculo de THD y Espectro de Frecuencia.

Ejemplo.  Se muestra un rectificador trifásico de onda completa controlado por SCR, Ejemplo.  determinar la señal de tensión de salida y graficar los pulsos de control de las compuertas de los SCR, determinar el THD de la señal de tensión de salida y con ayuda de Excel graficar el espectro de frecuencias. Utilizar el SCR C106. Las bobinas en realidad corresponden a un transformador, pero en este caso se designarán fuentes de tensión senoidales de 120 VRMS a 60 Hz por fase en secuencia CBA con referencia a cero grados para Van. La condición inicial en el inductor es 0 A, aunque no es necesario colocarlo agregar lo necesario a las líneas de código para futuras simulaciones.

Código en SPICE OPUS: * Ejemplo. * Guía de Simulación VII. * AEL215 Ciclo II-2017. * Parámetros del circuito. .param Vs = 120 .param f = 60 .param R = 0.5

.param L = 1.5m .param Va = 0 .param Vy = 0 .param Vm = sqrt(2) * Vs .param Pha = 0 .param Phb = -120 .param Phc = -240 .param angdis = 60 .param ret1 = angdis+30 .param ret2 = ret1+60 .param ret3 = ret2+60 .param ret4 = ret3+60 .param ret5 = ret4+60 .param ret6 = ret5+60 *********** *********** ************************ Rectificador ************************************** *********** *********** Van 1 0 sin( 0 {Vm} {f} 0 0 {Pha} ) Vbn 2 0 sin( 0 {Vm} {f} 0 0 {Phb} ) Vcn 3 0 sin( 0 {Vm} {f} 0 0 {Phc} ) Va 1 4 DC {Va} XT1 4 5 11 XC106D XT2 0 10 3 XC106D XT3 2 6 11 XC106D XT4 0 8 4 XC106D XT5 3 7 11 XC106D XT6 0 9 2 XC106D *********** *********** ************************** Control de los SCR ******************************* *********** *********** Vg1 5 11 DC PULSE ( 0 10 {ret1/(360*f)} 1ns 1ns 100us {1/f} ) Vg3 6 11 DC PULSE ( 0 10 {ret3/(360*f)} 1ns 1ns 100us {1/f} ) Vg5 7 11 DC PULSE ( 0 10 {ret5/(360*f)} 1ns 1ns 100us {1/f} ) Vg4 8 4 DC PULSE ( 0 10 {ret4/(360*f)} 1ns 1ns 100us {1/f} ) Vg6 9 2 DC PULSE ( 0 10 {ret6/(360*f)} 1ns 1ns 100us {1/f} ) Vg2 10 3 DC PULSE ( 0 10 {ret2/(360*f)} 1ns 1ns 100us {1/f} ) *********** *********** ******************************* Carga *************************************

*********** R 11 12 {R} L 12 13 {L} Ic=0 Vy 13 0 {Vy} *********** *********** ************************ Subcircuito del SCR ******************************** *********** *********** * C106D SCR A G K MCE 7-17-95 *MCE 400V 4A pkg:TO-225AA .SUBCKT XC106D 1 2 3 QP 6 4 1 POUT OFF QN 4 6 5 NOUT OFF RF 6 4 88.9MEG RR 1 4 59.2MEG RGK 6 5 1.12K RG 2 6 46.2 RK 3 5 16.2M DF 6 4 ZF DR 1 4 ZR DGK 6 5 ZGK .MODEL ZF D (IS=1.6F IBV=900N BV=400 RS=13.3MEG) .MODEL ZR D (IS=1.6F IBV=900N BV=533) .MODEL ZGK ZGK D (IS=1.6F IBV=900N BV=6) BV=6) .MODEL POUT PNP (IS=1.6P BF=1 CJE=418P) .MODEL NOUT NPN (IS=1.6P BF=100 RC=65M + CJE=418P CJC=83.7P TF=214N TR=68U) .ENDS *********** *********** .control *********** *********** *********** ************************ Análisis Transitorio *************************** ********************************* ****** *********** *********** tran 10ns 50ms 0ms 10us uic *plot v(1) v(2) v(3) *+xlabel 'Tiempo [s]' ylabel 'Tensión [V]' title 'Tensiones de entrada'  plot v(11) v(5,11) v(6,11) v(7,11) v(8,4) v(9,2) v(10,3) +xlabel 'Tiempo [s]' ylabel 'Tensión [V]' title 'Tensión de salida

+y pulsos de compuertas' *plot i(Vy) *+xlabel 'Tiempo [s]' ylabel 'Corriente [A]' title 'Corriente en la carga' fourier 180Hz v(11) .endc .end

Espectro de frecuencia 100

92.2891

90 80     ]    V     [    N    O    I    S    N    E    T

70

62.5469

60 50

41.8835

40

27.4552

30

20.4756 16.341613.6038 11.6559 10.199 9.06833

20 10 0 0

1

2

3

4

5

ARMONICA [N]

Tiempos de disparo para las compuertas de los S CR.

6

7

8

9