Diseño de prototipo de fuente controlada de voltaje para motor trifásico, de rotor bobinado

Abstract

In the process of distribution of electric energy, the companies that take it upon to generate it and distribute it should watch over for the better utilization of the same, giving each user the same quality of the product and avoiding the maximum the waste and the losses. In order to achieve it, the companies of generation and they of distribution apply regulations and fines to the big companies and factories that they don't fulfill certain ranges in the utilization of the electricity. One of the parameters to respect is the power factor (pf), the phase difference that is produced between the voltage vector and the current vector. In the case of the factories, that in their majority relies on motors (inductive element), a backwardness of the current is produced with concerning the voltage, producing loss in the lines of transmission, for it should be corrected this problem. With the utilization of semiconductors of capacity, it are succeeded in getting increase the efficiency in the utilization of the resources already available, so much in the part of control like in the own element managed by these. Like for example: the utilization of changer frequency for the starts of motors, the utilization of rele of state solid. In this case in particular in the creation of a source of voltage of direct current, designed with thyristors to have the characteristic that is controlled. It with her get excited the rotor of a motor triphase, in order to have control on the value of the fp. In this process of rectification for tall current should look after another of the parameters that are regulated, like him is the generation of harmonics in the line, the which degenerate the quality of the form of wave sinusoidal that gives the company. In order to avoid this problem it are proceeded to carry out a design of two triphase rectifiers, formed by six thyristors (converter of 6 pulses), that is connected in parallel to achieve current output, forming the called converter of 12 pulses, that reduces the quantity of harmonics. In order to could interconnect the two converter of 6 pulses, it are needed to make by means of a transformer of it couple and to can make the converter of twelve pulses, the transformer that feeds at two of 6, it is of characteristic very special, with a winding primary in connection wye and, two windings secundaries, one connected in wye and the other in star, to achieve the good operation of the group. Also the part of control of shooting of the thyristors should be adequate to this system of 12 pulses.

En el proceso de distribución de energía eléctrica, las compañías que se encargan de generarla y distribuirla deben de velar por el mejor aprovechamiento de la misma, suministrando a cada usuario la misma calidad del producto y evitando al máximo el desperdicio y las pérdidas. Para lograrlo, las compañías de generación y de distribución aplican regulaciones y multas a las grandes empresas y fábricas que no cumplen con ciertos rangos en la utilización de la electricidad. Uno de los parámetros a respetar es el factor de potencia (fp), el cual es el desfase que se produce entre el fasor de voltaje y el fasor de corriente. En el caso de las fábricas, que en su mayoría cuenta con motores (elementos inductivos), se produce un atraso de la corriente con respecto al voltaje, produciendo pérdidas en las líneas de transmisión, por ello se debe de corregir este problema. Con la utilización de semiconductores de potencia, se logra conseguir aumentar la eficiencia en la utilización de los recursos ya disponibles, tanto en la parte de control como en los propios elementos manejados por estos, como por ejemplo: la utilización de variadores de frecuencia para el arranque de motores, la utilización de relevadores de estado sólido. En este caso en particular en la creación de una fuente de voltaje de corriente continua, diseñada con tiristores para tener la característica que sea controlada. Con ella se excita el rotor de un motor trifásico, para tener control sobre el valor del fp. En este proceso de rectificación para altas corriente se debe cuidar otro de los parámetros que son regulados, como lo es la generación de armónicos en la línea, las cuales degeneran la calidad de la forma de onda senoidal que suministra la compañía. Para evitar este problema se procede a realizar un diseño de dos rectificadores trifásicos, formado por seis tiristores (convertidor de 6 pulsos), que se conectan en paralelo para lograr mayor corriente de salida, formando el denominado convertidor de 12 pulsos, que reduce la cantidad de armónicas. Para poder interconectar los dos convertidores de 6 pulsos, se necesita hacer por medio de un transformador de acople y para poder implementar el convertidor de doce pulsos, el transformador que alimenta a los dos de 6, es de características muy especiales, con un devanado primario en conexión delta y, dos secundarios uno conectado en delta y el otro en estrella, para lograr el buen funcionamiento del conjunto. También la parte de control de disparo de los tiristores debe ser adecuada a este sistema de 12 pulsos