ES2268952B1 - Regulador de tension monofasico para corriente alterna perfeccionado. - Google Patents
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Abstract
Regulador de tensión monofásico para corriente alterna perfeccionado. La invención se refiere a un regulador de tensión monofásico para corriente alterna del tipo de los llamados transformadores variables o autotransformadores que, utilizando técnicas de conmutación a alta frecuencia, permite obtener a la salida de dicho regulador una señal idéntica a la que se obtendría utilizando un transformador variable en el sentido de este regulador. Es decir, un sistema que permite variar la tensión de salida del regulador de forma continua, a la vez que mantiene una geometría de onda perfectamente sinusoidal, de manera que el regulador permite una horquilla de regulación entre 0 y el 100%, y una potencia límite de salida de regulador de unos 5 kw aproximadamente.
Description
Regulador de tensión monofásico para corriente
alterna perfeccionado.
La presente solicitud de Patente de Invención
consiste conforme indica su enunciado en un "Regulador de tensión
monofásico para corriente alterna perfeccionado", cuyas nuevas
características de construcción, conformación y diseño cumple la
misión para la que específicamente ha sido proyectado con una
seguridad y eficacia máximas.
Más concretamente la invención se refiere a un
regulador de tensión monofásico para corriente alterna también
llamados transformadores variables o autotransformadores que
utilizando técnicas de conmutación a alta frecuencia permite
obtener a la salida de dicho regulador una señal idéntica a la que
se obtendría utilizando un transformador variable en el sentido de
este regulador. Es decir, un sistema que permite variar la tensión
de salida del regulador de forma continua a la vez que mantiene una
geometría de onda perfectamente sinusoidal, de manera que el
regulador permite una horquilla de regulación entre el 0 y el 100%,
una potencia límite de salida de regulador de unos 5 kw
aproximadamente.
Existen en el mercado y por tanto pueden
considerarse como estado de la técnica otros transformadores
toroidales de regulación continua cuya finalidad es la de regular
la tensión desde cero hasta el máximo para el cual se ha diseñado
el aparato, siempre y cuando mantenga la intensidad constante. Este
tipo de autotransformadores, tanto manuales como motorizados
presentan una serie de defectos, tales como exceso de volumen, peso
y un desgaste mecánico
prematuro.
prematuro.
Para intentar compensar estos defectos se ha
utilizado en dichos autotransformadores un control de fase mediante
tiristores o triacas, con el problema añadido de que la tensión de
salida de dichos autotransformadores no es una señal sino
sinusoidal pura. Ello es un gran inconveniente para determinadas
aplicaciones hasta el punto que se ha hecho necesario otro tipo de
soluciones para estos problemas.
Los transformadores variables se encuentran
constituidos básicamente por un bobinado realizado sobre un núcleo
toroidal, con una alta permeabilidad magnética y pérdidas bajas.
Este bobinado se encuentra rectificado en su parte superior
recubierto electrolíticamente de plata, con el objeto de mejorar su
conductividad dando lugar a una pista de conexión por donde se
ejerce contacto con la correspondiente escobilla mediante un rodete
de grafito. El autotransformador se encuentra encapsulado en resina
epoxi ignífuga, de manera que el calor no se concentra en un solo
punto como suele pasar en los autotransformadores en los que el
bobinado de los cuales va totalmente al aire, sino que se reparte
en un amplio sector haciéndolo disminuir por efecto de la
disipación. La resina epoxi confiere al encapsulado una alta
protección magnética que aisla el autotransformador de los agentes
atmosféricos.
Los transformadores variables hasta ahora
conocidos se pueden clasificar según el tipo de regulación en
manuales o motorizados, y según el número de bobinados que utiliza
en monofásicos, de un solo bobinado con tensiones estándar entre
127 y 380 voltios y potencias estándar entre 350 VA y 11.000 VA.
Existen en versiones dobles también con un sistema monofásico, pero
de una manera que se conectan dos aparatos en paralelo mediante una
bobina compensadora, al objeto de doblar la potencia.
Los transformadores variables son ampliamente
utilizados como fuentes patrón de laboratorio, y para todo lo que
requiera un testeo o medida de calidad, además de ser utilizados en
todos aquellos casos que requieran una señal perfectamente
sinusoidal de amplitud variable.
Otro de los usos principales de los
transformadores variables es en su función de estabilizadores de
tensión en el que se utiliza un transformador auxiliar con la
ayuda de un autotransformador que está mecanizado, se suma o se
resta una tensión variable a la tensión de la red con tal de
conseguir la tensión deseada.
Aparte de los transformadores variables que
hemos mencionado, existen otros aparatos que tienen como finalidad
la conversión de una tensión alterna en otra de diferente amplitud
aparte de los otros autotransformadores, tales como los variadores
de corriente alterna monofásica, con control de fase, aparatos de
regulación integral de semiciclo, convertidores de frecuencia y
otros.
El regulador objeto de la presente invención ha
sido diseñado de manera que cumple los resultados que se ha
proyectado obtener de este aparato de manera que, desde el momento
en que se ha elegido el obtener una señal sinusoidal perfecta de
salida, se ha elegido por una regulación chopper.
El transformador variable proyectado con la
estructura conocido con el nombre de regulación chopper de
corriente alterna tiene una estructura básica similar a la de un
"buck" pero con la diferencia que en este caso los
conmutadores tiene que ser bidireccionales, de manera que se
sustituye los clásicos transistor-diodo que
incorpora el sistema "buck" por cuatro IGBTs, los cuales serán
distribuidos por parejas debido a la necesidad de que sea
bidireccional, ya que en el caso de que sólo se utilizara un IGBT
para cada rama éstos conducirían en los sentidos contrarios a los
deseados debido al diodo antiparalelo que se incorporan en los
encapsulados de estos IGBTs.
Las ventajas de la utilización de la regulación
chopper incorporada a los otros transformadores son múltiples a
otras posibilidades existentes, tales como:
- a)
- Bajo contenido armónico en la señal de salida.
- b)
- Alta velocidad de salida.
Otros detalles y características se irán
poniendo de manifiesto en el transcurso de la descripción que a
continuación se da, en la que se hace referencia a los dibujos que
a esta memoria se acompaña en los que se representa a titulo
ilustrativo que no limitativo, una de las realizaciones posibles de
la presente invención.
La figura nº 1 es un esquema eléctrico del
transformador variable (10) preconizado.
La figura nº 2 es un ejemplo de la señal de
salida sinusoidal completa.
La figura nº 3 es un esquema de la configuración
adoptada para los tiempos on y off en periodo de red positiva.
La figura nº 4 es un esquema eléctrico de la
configuración adoptada para tiempos on-off en
periodos de red negativa.
La figura nº 5 es un esquema eléctrico del
circuito general del regulador objeto de la invención incorporando
un regulador chopper de corriente alterna.
La figura nº 6 es una representación del
contenido armónico de una onda sinusoidal troceada antes de ser
filtrada, en ordenadas se señala el porcentaje de amplitud de la
señal a la entrada (13) y en abscisas el ancho del pulso.
Sigue a continuación una relación numerada de
los principales elementos de la invención que se representan en
los planos anexos; (10) regulador, (11-12)
interruptores bidireccionales, (13) entrada corriente alterna, (14)
filtro, (15) salida de corriente alterna, (16) microprocesador,
(17) lógica de control y protección, (18) condensador, y (19)
amperí-
metro.
metro.
En una de las realizaciones preferidas de lo que
es el objeto de la presente invención y tal y como puede verse en
la figura nº 1 el regulado (10) está formado por dos interruptores
bidireccionales (11) y (12) también llamados en este sector técnico
IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor) conectados en paralelo, cuya
función es trocear la señal alterna de entrada (13) al nivel de
tensión necesaria para después ser filtrada con la ayuda de un
filtro (14) montado en serie y se alimenta la carga.
A partir de la tensión detectada y comparándola
con la tensión de referencia deseada que fijamos previamente a una
entrada externa, modificamos el ángulo de disparo de las IGBT al
objeto de variar la amplitud del pulso de la salida de c.a. (15) y
de esta forma corregir el error entre la tensión y su valor de
referencia.
La modificación del ángulo de disparo de los
interruptores (11) y (12) se efectúa con la ayuda del
microprocesador (16), al cual se ha conectado en serie una lógica
de control y protección (17), con el fin de evitar que (11) y (12)
queden destruidos por un error del microprocesador (16).
También con el fin de proteger al regulador (10)
se ha añadido entre el microprocesador (16) y la salida (15) un
amperímetro (19) para controlar un exceso de consumo normal, véase
figura nº 1.
La estructura de un regulador chopper es la que
puede verse en la figura nº 1 en la que podemos constatar los
interruptores (11) y (12) en combinación con el filtro LC (14).
La señal de control que se transmite a los
interruptores (11) y (12) para que alcancen los valores deseados es
de una gran complejidad, y se desglosa en dos bloques, el primero
cuando el semiperiodo de la señal de la red eléctrica es negativo,
véase dichos bloques en las figuras nº 3 y 4.
El funcionamiento básico del sistema formado por
el regulador (10) es el que podemos ver en la figura nº 2, en la
que los interruptores (11) y (12) se conmutan a alta frecuencia con
la ayuda del microprocesador (16), troceando la señal de entrada
que será la señal en la entrada (13) de la red eléctrica, que
después tal y como se ha explicado anteriormente es filtrada por el
filtro (14) obteniéndose en la salida (15) la sinusoidal graficada
en la figura nº 2, en la que se indica la tensión de entrada (a),
la tensión de carga (b) y la 7 corriente de carga (c).
Las ventajas obtenidas en el regulador (10) son
las de bajo contenido armónico en la salida (15), de hecho tal y
como puede verse en la figura nº 6, se demuestra que el armónico de
la señal más bajo es aproximadamente igual a la frecuencia del
troceado y puede filtrarse fácilmente para frecuencias altas. Por
otra parte, la velocidad de respuesta es alta y el regulador
chopper figura nº 2 puede conectarse y desconectarse en cualquier
instante del ciclo de corriente alterna, mientras que por ejemplo,
los circuitos controlados por fase, una vez que los conmutadores
de potencia se han conectado, solo se desconectará cuando se haya
invertido la tensión de alimentación.
Descrito suficientemente la presente invención
en correspondencia con los planos anexos, fácil es comprender que
podrán introducirse en la misma cualesquiera modificaciones de
detalle que se estima conveniente, siempre y cuando no se
introduzcan en la misma modificaciones que alteren la esencia de la
invención que queda resumida en la siguientes
reivindicaciones.
reivindicaciones.
Claims (1)
1. Regulador de tensión para corriente alterna
perfeccionado de los llamados autotransformadores o transformadores
toroidales de regulación continua cuya función es regular la
tensión desde cero hasta el máximo de diseño del aparato,
caracterizado en que a partir de una entrada (13) la señal
de corriente alterna atraviesa el regulador (10) formado por cuatro
interruptores bidireccionales (11-12) distribuidos
por parejas conectadas en paralelo, siendo los interruptores del
tipo IGBTs, con el filtro LC (14) montado en serie, modificándose
el ángulo de disparo de los IGBT's (11-12) con la
ayuda del microprocesador (16), el cual está protegido por su
conexión en serie con una lógica de control y protección (17), y en
paralelo con el condensador (18), saliendo la señal por la salida
(15).
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| JP2003079151A (ja) * | 2001-08-29 | 2003-03-14 | Sanee Denki Kk | 交流電圧変換装置 |
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2005
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Non-Patent Citations (1)
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| FF MAZDA, ELECTRÓNICA DE POTENCIA, MADRID, Ed. PARANINFO 1995 ISBN 84-283-2168-X, páginas 182-187. * |
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