Graficos
Páginas: 14 (3333 palabras)
Publicado: 17 de febrero de 2013
Conversor Dual con Control de Corriente Circulante
Carlos Pavón Vargas, Patricio Chico Hidalgo
Escuela Politécnica Nacional (EPN). Quito-Ecuador
Resumen— El proceso de aprendizaje en la ingeniería requiere poder relacionar de manera directa la información adquirida a partir de conceptos matemáticos abstractos con la experimentación. La necesidad de estudiar el comportamiento y las potencialesaplicaciones de los rectificadores síncronos polifásicos a nivel de laboratorio han incentivado al diseño y construcción de un módulo de conversor dual con control de corriente circulante para el laboratorio de conversores estáticos de energía del Departamento de Automatización y Control Industrial de la Escuela Politécnica Nacional. El sistema de convertidor dual con control de corriente circulanteimplementado consiste en tres módulos independientes que puede trabajar de manera individual o de manera conjunta por medio de un protocolo de comunicaciones que permite utilizar los módulos como un conjunto con la finalidad de mantener una corriente circulante constante en la configuración dual de los convertidores. Para el proyecto se puso especial énfasis en la independencia de cada una de laspartes del sistema para poder utilizarlo de manera individual o en conjunto según la configuración que se desee implementar en el laboratorio para la demostración práctica de los conceptos estudiados en la teoría. Índices— Conversor AC/DC de seis pulsos, conversor dual, control cuatro cuadrantes, control PI digital, HVDC, transmisión de energía.
Fig.1. Modelo de convertidor dual.
De los ejemplosmencionados se puede observar la importancia del sistema y la necesidad de contar con un módulo que permita la investigación de las diversas aplicaciones a nivel de laboratorio. II. CONVERSOR AC/DC DE SEIS PULSOS La base del convertidor dual diseñado es un conversor AC/DC trifásico de seis pulsos conmutado por la red eléctrica como el que se muestra en la Fig.2. Las características defuncionamiento del conversor permiten el control del voltaje por medio de la variación del ángulo alfa a lo largo de la curva de transferencia de la Fig.3 [1].
I. INTRODUCCIÓN Un convertidor dual con la característica de mantener corriente circulante, mostrado en la Fig.1, se utiliza para el control de maquinas eléctricas rotativas de corriente continua de gran potencia, permitiendo el funcionamiento delmotor en los cuatro cuadrantes de operación; también es utilizado en la transmisión de energía eléctrica por un enlace de corriente continua con la finalidad de acoplar los parques eólicos a la red eléctrica o para la transmisión de energía entre sistemas eléctricos de diferentes características por medio de un enlace de alto voltaje en corriente continua permitiendo además la transmisión de energíaen largas distancias con bajas pérdidas. También a partir de la configuración de conversor dual se puede construir un ciclo conversor polifásico con modificaciones menores al sistema de control. Se puede realizar además aplicaciones un poco menos conocidas como el método de recuperación de energía de Kramer para motores trifásicos de rotor bobinado.
Fig.2. Configuración del conversor AC/DCFig.3. Función de transferencia de voltaje
La ecuación que describe el voltaje de salida de la Fig.3 se indica en (1).
√
√
(
)
√
(
)
(2)
( )
(1)
III. CONVERSOR DUAL [1] El control del voltaje a lo largo de la curva de la Fig.3 por medio de la variación del ángulo de disparo alfa requiere dos condiciones: que exista conducción continua y que a partir de los 90° se tenga una carga de tipoRL(-E). La configuración dual permite que cada convertidor tenga a su salida conectado otro conversor que se comporta como una carga (-E); en conjunto con el reactor de interfaz, cada convertidor tiene una carga del tipo RL(-E) permitiendo la variación de voltaje desde Vmax hasta -Vmax. A. Topología y Modelo a Corriente Continua. La conexión del conversor dual se presenta en la Fig.4. Donde se puede...
Carlos Pavón Vargas, Patricio Chico Hidalgo
Escuela Politécnica Nacional (EPN). Quito-Ecuador
Resumen— El proceso de aprendizaje en la ingeniería requiere poder relacionar de manera directa la información adquirida a partir de conceptos matemáticos abstractos con la experimentación. La necesidad de estudiar el comportamiento y las potencialesaplicaciones de los rectificadores síncronos polifásicos a nivel de laboratorio han incentivado al diseño y construcción de un módulo de conversor dual con control de corriente circulante para el laboratorio de conversores estáticos de energía del Departamento de Automatización y Control Industrial de la Escuela Politécnica Nacional. El sistema de convertidor dual con control de corriente circulanteimplementado consiste en tres módulos independientes que puede trabajar de manera individual o de manera conjunta por medio de un protocolo de comunicaciones que permite utilizar los módulos como un conjunto con la finalidad de mantener una corriente circulante constante en la configuración dual de los convertidores. Para el proyecto se puso especial énfasis en la independencia de cada una de laspartes del sistema para poder utilizarlo de manera individual o en conjunto según la configuración que se desee implementar en el laboratorio para la demostración práctica de los conceptos estudiados en la teoría. Índices— Conversor AC/DC de seis pulsos, conversor dual, control cuatro cuadrantes, control PI digital, HVDC, transmisión de energía.
Fig.1. Modelo de convertidor dual.
De los ejemplosmencionados se puede observar la importancia del sistema y la necesidad de contar con un módulo que permita la investigación de las diversas aplicaciones a nivel de laboratorio. II. CONVERSOR AC/DC DE SEIS PULSOS La base del convertidor dual diseñado es un conversor AC/DC trifásico de seis pulsos conmutado por la red eléctrica como el que se muestra en la Fig.2. Las características defuncionamiento del conversor permiten el control del voltaje por medio de la variación del ángulo alfa a lo largo de la curva de transferencia de la Fig.3 [1].
I. INTRODUCCIÓN Un convertidor dual con la característica de mantener corriente circulante, mostrado en la Fig.1, se utiliza para el control de maquinas eléctricas rotativas de corriente continua de gran potencia, permitiendo el funcionamiento delmotor en los cuatro cuadrantes de operación; también es utilizado en la transmisión de energía eléctrica por un enlace de corriente continua con la finalidad de acoplar los parques eólicos a la red eléctrica o para la transmisión de energía entre sistemas eléctricos de diferentes características por medio de un enlace de alto voltaje en corriente continua permitiendo además la transmisión de energíaen largas distancias con bajas pérdidas. También a partir de la configuración de conversor dual se puede construir un ciclo conversor polifásico con modificaciones menores al sistema de control. Se puede realizar además aplicaciones un poco menos conocidas como el método de recuperación de energía de Kramer para motores trifásicos de rotor bobinado.
Fig.2. Configuración del conversor AC/DCFig.3. Función de transferencia de voltaje
La ecuación que describe el voltaje de salida de la Fig.3 se indica en (1).
√
√
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)
√
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)
(2)
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(1)
III. CONVERSOR DUAL [1] El control del voltaje a lo largo de la curva de la Fig.3 por medio de la variación del ángulo de disparo alfa requiere dos condiciones: que exista conducción continua y que a partir de los 90° se tenga una carga de tipoRL(-E). La configuración dual permite que cada convertidor tenga a su salida conectado otro conversor que se comporta como una carga (-E); en conjunto con el reactor de interfaz, cada convertidor tiene una carga del tipo RL(-E) permitiendo la variación de voltaje desde Vmax hasta -Vmax. A. Topología y Modelo a Corriente Continua. La conexión del conversor dual se presenta en la Fig.4. Donde se puede...
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