Diseño de un sistema para un convertidor de CD-CD como Regulador Reductor

Abstract

En el sector industrial, se requiere convertir de un voltaje fijo de una fuente de cd en un voltaje variable de cd, por lo que se puede considerar un convertidor de cd, como el equivalente de un transformador en ca, con una relación de vueltas que varía en forma contínua. Los convertidores de CD-CD o llamados también Choppers [Dewan, 1975], se utilizan mucho en los motores de tracción de automóviles, tranvías, grúas marinas, molinos de cemento y de crudo, así como montacargas y elevadores de mina. Los convertidores de cd, o también denominados como reguladores de modo de conmutación, por la presencia del interruptor periódico, hacen que conviertan un voltaje de cd no regulado, en uno regulado, por medio de una regulación por PWM (modulación de ancho de pulso) a determinada frecuencia, y el dispositivo de conmutación, para este caso es un MOSFET de potencia y de un IGBT de potencia, ya que los mismos se utilizan en aplicaciones con choppers. El problema existente es la alta demanda de cemento actualmente, lo que implica necesariamente, aumentar la capacidad de molienda de cemento, para el cual se utiliza el molino 03 y el Horomil, pero se le quiere dar respaldo al molino 03, por medio de una excitación estática ( es decir sin partes móviles ) pues actualmente la planta no cuenta con un sistema de respaldo para el molino 03. Entonces la problemática consiste en que el molino 03 actualmente no cuenta con un sistema de respaldo en caso de que la excitadora actual falle. Actualmente el molino 03 está encargado de la molienda de cementos especiales, es decir, de un tipo de cemento con ciertas características especiales para diferentes tipos de empresas que lo requieren. Es importante darle solución a éste problema, pues por medio del sistema de respaldo que se pretende diseñar por medio de planos eléctricos y electrónicos al molino 03, implicaría obtener entonces un sistema de alimentación que daría soporte a la molienda de cementos especiales, pues al existir este recurso, la producción de cemento no se vería amenazada y el proceso productivo seguiría normalmente. El sistema propuesto está conformado por una serie de módulos (circuitos) que cumplen una serie de funciones específicas en el tratamiento o acondicionamiento de la señal proveniente de la alta corriente de rectificación consumida por la carga ( molino ), por lo que pone en evidencia una serie de problemas adicionales aparte del control de la corriente, que evidencian la presencia de armónicas y de corrección del factor de potencia. Entonces esta solución propuesta se basa en una técnica robusta de inyección de armónicas introducidas desde el punto de vista de simulaciones, de modo que la señal de voltaje sea proporcional al componente invertido de ca de los voltajes trifásicos, línea a línea y rectificados, de modo que se inyecte por el lazo de retroalimentación al voltaje de salida. Por lo que, la señal inyectada hace variar el ciclo de trabajo del rectificador, dentro de un ciclo de línea, para reducir las armónicas, especialmente la de quinto orden, y mejorar así la distorsión armónica total de las corrientes de entrada del rectificador.