Clasificacion de los reguladores trifasicos

Clasificación de reguladores trifásicos
de intensidad
Resumen
El objetivo de este trabajo es realizar un breve barrido a través de las principales estrategias de control aplicadas a los reguladores de intensidad (CC-PWM current controller pulsewidth modulation), concretamente a los trifásicos.
Tras comentar algunas clasificaciones propuestas por otros autores y enumerar algunos factores demérito, se propone una clasificación agrupando los reguladores de corriente en familias, destacando los más representativos dentro de cada una de ellas y evaluando sus principales ventajas e inconvenientes.

1. Introducción
En aplicaciones de pequeña y mediana potencia, la mayoría de los convertidores trifásicos utilizados están basados en puentes inversores alimentados a partir de una fuente detensión (VSI-PWM voltage source inverter-PWM), la figura 1 representa de manera simplificada el clásico puente inversor de dos niveles alimentando a una carga RLE.
En la bibliografía especializada se pueden encontrar varios trabajos que abordan desde distintos puntos de vista la clasificación de moduladores de anchura de pulso a partir de fuente de tensión, sin embargo, el más generalista es elpropuesto por J. Holtz [1]. En este artículo se plantea una dicotomía atendiendo a la consigna dada al VSI; por un lado, si se da una consigna de tensión (fig. 2a), estamos frente a un modulador PWM sin realimentación, mientras que si la consigna dada es una intensidad (fig. 2b) estaremos ante un regulador o controlador de intensidad.
El principal rasgo distintivo de estos últimos esquemas es larealimentación de la corriente de carga [2].
El objetivo de los reguladores de intensidad trifásicos es conseguir que las corrientes de la carga sigan lo más fielmente posible las consignas de intensidad, las cuales son generalmente ondas senoidales desfasadas 120º entre si, aunque también pueden ser señales con formas de onda irregulares dependiendo de la aplicación concreta. El campo deutilización de los reguladores trifásicos de intensidad es muy amplio, desde drives para la regulación de velocidad de motores AC, hasta filtros activos de potencia, pasando por convertidores AC/DC pueden encontrarse unas u otras versiones de estos circuitos. Para que los reguladores de intensidad tengan un funcionamiento óptimo es necesario que la tensión del bus de continua VDC sea suficientemente altapara marcar la tendencia de la corriente incluso en la situación más desfavorable, por ejemplo, para que una carga RLE siga una consigna senoidal, se planteará la mayor dificultad cuando derivada de la consigna sea máxima y la E se oponga a la tensión externa aplicada también con un valor máximo.

2. Factores de mérito
Para evaluar la bondad de un regulador de corriente es necesario fijar unoscriterios que permitan comparar sus prestaciones con las de otros reguladores en similares condiciones de funcionamiento. Por otro lado, es difícil encontrar un algoritmo que optimice simultáneamente todos los criterios, lo mas probable es encontrar algoritmos que maximicen unos penalizando otros. Esto da pie a obtener reguladores de intensidad “especializados” para los requerimientos de cadaaplicación concreta.
Los factores de mérito se pueden agrupar en tres grandes apartados:
• Contenido armónico de las corrientes resultantes y su distribución a lo largo del espectro frecuencial.
• Tamaño y forma de la región de tolerancia donde se mueve el error de intensidad.
• Número cambios de vectores de tensión aplicados y número de conmutaciones en las ramas del inversor.

En la figura 3 sepuede ver una colección de resultados de simulación obtenidos con un regulador de intensidad [3] alimentando una carga RL trifásica equilibrada:

3. Clasificación
Una vez que se han planteado los objetivos de los reguladores de intensidad y los criterios utilizados para evaluar sus prestaciones, en este apartado se plantea una clasificación por familias de los mismos. Hay que hacer notar...