MX2011003116A - Sistema de alimentacion de energia para un horno de arco trifasico con un convertidor indirecto entre una conexion a la red y un transformador de horno. - Google Patents
Sistema de alimentacion de energia para un horno de arco trifasico con un convertidor indirecto entre una conexion a la red y un transformador de horno.Info
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Abstract
La invención se refiere a un sistema de alimentación de energía para un horno de arco trifásico (1) que comprende al menos un transformador de horno (4). El transformador de horno (4) se conecta del lado secundario al horno de arco trifásico (1). Del lado primario, el transformador de horno (4) se conecta a la red de alimentación trifásica (3) a través de un convertidor indirecto (5). El convertidor indirecto (5) presenta del lado de la red, al menos, un rectificador (6), del lado del transformador, al menos, un inversor (7), y entre el rectificador (6) y el inversor (7), presenta un circuito intermedio (8). Cada fase de la red de alimentación trifásica (3) se conecta respectivamente con el circuito intermedio (8) a través de dos elementos convertidores (11) del rectificador (6). Cada fase del lado primario del transformador de horno (4) se conecta respectivamente con el circuito intermedio (8) a través de dos elementos convertidores (12) del inversor (7) en cada caso.
Description
SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA PARA UN HORNO DE ARCO TRIFÁSICO CON UN CONVERTIDOR INDIRECTO ENTRE UNA CONEXIÓN A LA RED Y UN TRANSFORMADOR DE HORNO
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención hace referencia a un sistema de alimentación de energía para un horno de arco trifásico, en donde el sistema de alimentación de energía presenta, al menos, un transformador de horno que se encuentra conectado del lado primario a la red de alimentación trifásica y del lado secundario, . al horno de arco trifásico.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En general, esta clase de sistemas de alimentación de energía son conocidos. Sólo a modo de ejemplo, se remite a las patentes EP 0 847 612 Bl y la solicitud EP 0 023 058 Al.
Los hornos de arco trifásicos representan una fuerte carga no lineal. Las faltas de linealidad provocan una repercusión en la red, particularmente los denominados parpadeos. Por este motivo, los sistemas de alimentación de energía para hornos de arco trifásicos presentan generalmente un compensador de potencia reactiva. El compensador de potencia reactiva se encuentra conectado paralelamente al transformador de horno. En el caso más simple, el compensador de potencia reactiva puede estar diseñado como, por ejemplo, la denominada reactancia controlada por tiristores (TCR) , remitirse a la patente mencionada EP 0 847 612 Bl . Así mismo, se conoce un diseño del compensador de potencia reactiva como compensador estático (STATCOM) . En relación con ello, se remite, sólo a modo de ejemplo, a la patente US 6,075,350 A.
La corriente para hacer funcionar un horno de arco trifásico es muy elevada. Por este motivo, se procura disponer el transformador de horno lo más cerca posible del mismo horno de arco trifásico, para que se pueda mantener lo más corta posible la longitud de línea desde el transformador de horno hasta el horno de arco trifásico. Generalmente, el transformador de horno y los componentes destinados al transformador de horno se disponen en el cuerpo del horno. Debido a dicha circunstancia, en el cuerpo del horno predominan proporciones de espacio convenientemente estrechas. Además, coinciden inevitablemente la pluralidad de fases y la frecuencia de trabajo del horno de arco trifásico, en el estado del arte, con la pluralidad d fases y la frecuencia de trabajo de la red de alimentación trifásica.
De la patente DE 199 20 049 C2 se conoce un sistema de alimentación de energía para un horno de arco trifásico, en el cual al horno de arco trifásico se le antepone directamente un convertidor indirecto. El convertidor indirecto presenta en el lado de entrada un rectificador, en el lado de salida, un inversor, y entre medio, un circuito intermedio. En la patente DE 199 20 049 C2 no se menciona un transformador de horno. Dicho transformador podría formar parte de una fuente trifásica mencionada en la DE 199 20 049 C2. De la patente EP 1 848 248 Al se puede tomar un contenido similar de la revelación.
De la patente US 6 274 851 Bl se conoce un sistema de alimentación de energía para un horno de arco trifásico, en el cual los electrodos se alimentan con energía eléctrica a través de reguladores de corriente. Entre los reguladores de corriente y los electrodos puede encontrarse dispuesto un transformador de horno.
De la patente DE 30 25 644 Al se conoce un sistema de alimentación de energía para un horno de arco trifásico, en el cual un transformador de horno se encuentra conectado, del lado primario, directamente a una red de alimentación trifásica y, del lado secundario, directamente al horno de arco trifásico. Las fases del lado de salida del transformador de horno se encuentran conectadas entre sí a través de conexiones en puente, en donde las conexiones en puente se componen respectivamente de una conexión en serie de un condensador y de un conmutador.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El objeto de la presente invención consiste en crear un sistema de alimentación de energía para un horno de arco trifásico, en el que se pueda realizar un desacoplamiento de la pluralidad de fases y de la frecuencia de trabajo del horno de arco trifásico, de la red de alimentación trifásica. Además, las repercusiones en la red se deben limitar, en lo posible, a la potencia activa simétrica.
El objeto se resuelve mediante un sistema de alimentación de energía con las características de la reivindicación 1. Los acondicionamientos ventajosos del sistema de alimentación de energía son objeto de las reivindicaciones dependientes.
Conforme a la presente invención, el transformador de horno se encuentra conectado, del lado primario, a la red de alimentación trifásica mediante un convertidor indirecto. El convertidor indirecto presenta del lado de la red, al menos, un rectificador, del lado del transformador, al menos, un inversor, y entre el rectificador y el inversor, un circuito intermedio. Cada fase de la red de alimentación trifásica se encuentra conectada respectivamente al circuito intermedio mediante dos elementos convertidores del rectificador. Cada fase del lado primario del transformador de horno se encuentra conectada respectivamente al circuito intermedio mediante dos elementos convertidores del inversor. Cada elemento convertidor se compone de una conexión en serie de una pluralidad de etapas de submódulos. Cada submodulo comprende un condensador acumulador e interruptores semiconductores de conmutación automática. Los interruptores semiconductores de cada submodulo se pueden conmutar independientemente de los interruptores semiconductores de los demás submódulos del mismo elemento convertidor y de los demás elementos convertidores, de manera tal que el condensador acumulador del respectivo submodulo se encuentre puenteado o activo, según su estado de conmutación, mediante los interruptores semiconductores del respectivo submodulo.
Mediante el acondicionamiento conforme a la presente invención, se puede evitar particularmente una conexión del convertidor indirecto del lado secundario del transformador del horno. Por lo tanto, el convertidor indirecto se puede disponer en el exterior del cuerpo del horno.
En un acondicionamiento preferido del sistema de alimentación de energía, los interruptores semiconductores de los elementos convertidores se controlan de manera tal que, a través de la carga simétrica de las fases de la red de alimentación trifásica, se minimicen las repercusiones excesivas con potencia activa de las fases del horno de arco trifásico en la red de alimentación trifásica. Mediante dicho acondicionamiento, se pueden compensar de manera simple repercusiones en la red no deseadas (particularmente los componentes de potencia reactiva y cargas no uniformes de las fases de la red de alimentación trifásica) . Además, se obtiene una mayor flexibilidad en la disposición del espacio de cada componente del sistema de alimentación de energía.
En una configuración mínima, la cantidad de interruptores semiconductores por submódulo es dos. En este caso, el submódulo presenta generalmente un único condensador acumulador.
En el acondicionamiento preferido del sistema de alimentación de energía, es posible que paralelo al transformador de horno no se conecte ningún compensador de potencia reactiva. Alternativamente, se pueden conectar paralelos al transformador de horno un compensador de potencia reactiva o circuitos de filtro.
En el caso que se encuentre presente el compensador de potencia reactiva, dicho compensador presentará, en un acondicionamiento preferido de la presente invención, una pluralidad de elementos convertidores adicionales. En este caso, cada uno de los elementos convertidores adicionales se compone de una conexión en serie de una pluralidad de etapas de submódulos adicionales, de los cuales cada uno comprende un condensador acumulador e¦ interruptores semiconductores de conmutación automática. Los interruptores semiconductores de cada uno de los submódulos adicionales se pueden conmutar independientemente de los interruptores semiconductores de los demás submódulos adicionales del mismo elemento convertidor y de los demás elementos convertidores adicionales, de manera tal que el condensador acumulador del respectivo submódulo adicional se encuentre puenteado o activo, según su estado de conmutación, mediante los interruptores semiconductores del submódulo adicional. Los interruptores semiconductores de los submódulos adicionales se controlan de manera tal que, mediante la carga simétrica de las fases de la red de alimentación trifásica, se minimicen las repercusiones excesivas con potencia activa de las fases del horno de arco trifásico en la red de alimentación trifásica.
El compensador de potencia reactiva puede estar conectado a las fases del lado primario del transformador de horno y/o a las fases de la red de alimentación trifásica.
Alternativa o adicionalmente a la presencia del compensador de potencia reactiva se puede encontrar conectado un circuito condensador, por ejemplo, a las fases del lado primario del transformador de horno y/o a las fases de la red de alimentación trifásica, como por ejemplo, una batería de condensadores .
Generalmente, el sistema de alimentación de energía conforme a la presente invención presenta un único transformador de horno, un único rectificador y un único inversor. Sin embargo, se puede encontrar una pluralidad de los componentes mencionados. De esta manera, el sistema de alimentación de energía puede presentar, por ejemplo, una pluralidad de rectificadores conectados paralelamente. Por tal motivo, se puede alimentar al circuito intermedio con una corriente mayor. Alternativa o adicionalmente , el sistema de alimentación de energía puede presentar una pluralidad de inversores conectados paralelamente. De esta manera, por ejemplo, un transformador de horno puede ser alimentado con una corriente primaria mayor, o una pluralidad de transformadores de horno pueden ser alimentados con una corriente primaria mayor, o también otros componentes pueden ser alimentados con energía eléctrica. Sin embargo, particularmente en el caso que se encuentre presente una pluralidad de transformadores de horno, cada inversor se conectará preferentemente como máximo a un transformador de horno.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Otras ventajas y detalles se deducen de la siguiente descripción de los ejemplos de ejecución en relación con los dibujos. Mediante una representación esquemática:
La FIG. 1 muestra un sistema de alimentación de energía para un horno de arco trifásico,
La FIG. 2 muestra una unidad de conversión,
La FIG. 3 muestra un submódulo,
La FIG. 4 muestra un acondicionamiento alternativo de un sistema de alimentación de energía y
La FIG. 5 muestra un elemento convertidor adicional.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Conforme con la FIG. 1, un horno de arco trifásico presenta una pluralidad de electrodos 2, que son cargados a partir de una red de alimentación trifásica 3. La carga eléctrica del horno de arco trifásico 1 se produce, como es usual, mediante un transformador de horno 4, que transforma reduciendo una tensión relativamente elevada Ul de la red de alimentación trifásica 3 (por ejemplo, 30 kV ó 110 kV) a una tensión del horno relativamente reducida U2 (en general, repetidas veces 100 voltios hasta un máximo de 2 kV) . Los electrodos 2 se encuentran conectados directamente con el lado secundario del transformador de horno 4. Por consiguiente, el transformador de horno 4 se conforma como un transformador trifásico. Dicho transformador presenta, al menos, dos, generalmente tres fases .
En el caso de la red de alimentación trifásica 3, se puede tratar de una gran red externa. Alternativamente, se puede tratar de una red interna del usuario del horno de arco trifásico 1. En el caso de una red interna se puede tratar alternativamente de una red independiente o de una red que se encuentre conectada a una red externa mediante un transformador reductor.
En comparación con el estado del arte, el transformador de horno 4 no se encuentra conectado directamente a la red de alimentación trifásica 3. Conforme a la presente invención, entre el lado primario del transformador de horno 4 y la red de alimentación trifásica 3 se encuentra dispuesto un convertidor indirecto 5. El convertidor indirecto 5 presenta del lado de la red un rectificador 6, y del lado del transformador, un inversor 7. Entre el rectificador 6 y el inversor 7 se encuentra dispuesto un circuito intermedio 8. Cada fase de la red de alimentación trifásica 3, se encuentra conectada respectivamente con el circuito intermedio 8, mediante dos elementos convertidores 11 del rectificador 6. De la misma manera, cada fase del lado primario del transformador de horno 4 se encuentra conectada respectivamente con el circuito intermedio 8, mediante dos elementos convertidores 12 del inversor 7.
Alternativamente, el circuito intermedio 8 se puede diseñar como un circuito intermedio de corriente o como un ( circuito intermedio de tensión. Si el circuito intermedio 8 se conforma como un circuito intermedio de corriente, se encuentra dispuesta una bobina de inductancia 10 en una de las líneas de conexión 9 del circuito intermedio 8, entre el rectificador 6 y el inversor 7. Si el circuito intermedio 8 se conforma como un circuito intermedio de tensión, se puede suprimir la bobina de inductancia 10. En este caso, pueden encontrarse dispuesto alternativamente un condensador central de apoyo en el circuito intermedio 8, o pueden encontrarse dispuestos condensadores en los elementos convertidores 11, 12 del rectificador 6 y/o del inversor 7.
Generalmente . los elementos convertidores 11 del rectificador 6 se conforman de la misma manera entre sí. De la misma manera, en general, los elementos convertidores 12 del inversor 7 se conforman de la misma manera entre sí. Además, generalmente, los elementos convertidores 11 del rectificador 6 y los elementos convertidores 12 del inversor 7 se conforman de la misma' manera. Los elementos convertidores 11, 12 se pueden diseñar y accionar según sea necesario. Preferentemente, cada uno de los elementos convertidores 11, 12, conforme con la FIG. 2, se componen de una conexión en serie- de una pluralidad de etapas de submódulos 13. La cantidad de submódulos 13 se selecciona según sea necesario. En general, existen diez o más submódulos 13 de esta clase por elemento convertidor 11, 12. Preferentemente, la cantidad de submódulos 13 por elemento convertidor 11, 12 asciende de veinte a doscientos. Se prefiere una cantidad de entre 30 y 80 submódulos 13. Los submódulos 13 se conforman de la misma manera entre sí. En la FIG. 2 se representa en detalle uno de los submódulos 13. Las siguientes ejecuciones hacen referencia a dicho submódulo 13.
Conforme a la FIG. 2, cada submódulo 13 comprende un condensador acumulador 14 e interruptores semiconductores de conmutación automática 15. El término "conmutación automática" significa que los interruptores semiconductores 15 se pueden ya sea conectar adicionalmente o desconectar mediante señales de control suministradas a los interruptores semiconductores 15 desde el exterior. Por ejemplo, los interruptores semiconductores de conmutación automática 15 se pueden diseñar como transistores bipolares de puerta aislada (IGBT) o como tiristores GTO. El término "conmutación automática" se contrapone al término "conmutación por la red" . Dicho término significa que el respectivo elemento de conmutación se puede conectar adicionalmente de manera selectiva aunque, sin embargo, no se puede desconectar mediante una señal de control externa. Un ejemplo para un elemento interruptor semiconductor conmutado por la red es un tiristor "normal" . Los condensadores acumuladores 14 de los submodulos 13 producen en su totalidad una capacidad de soporte. Por lo tanto, el convertidor indirecto 5 se conforma en dicho acondicionamiento como un convertidor indirecto de tensión .
Conforme a la FIG. 2, los submodulos 13 presentan respectivamente un único condensador acumulador 14 y exactamente dos interruptores semiconductores 15. Dicha configuración es la configuración mínima de los submodulos 13. Alternativamente, de acuerdo con la representación de la FIG. 3, los submodulos 13 podrían presentar, por ejemplo, un condensador acumulador 14 y cuatro interruptores semiconductores 15 en una conexión en puente. Asimismo, los submodulos 13 podrían presentar una pluralidad de condensadores acumuladores 14. En este caso, deben existir por condensador acumulador 14, al menos, dos interruptores semiconductores 15.
Los interruptores semiconductores 15 de cada submódulo 13 se pueden conmutar independientemente de los interruptores semiconductores 15 de los demás submodulos 13. Esto es válido independientemente de si los demás submodulos 13 se encuentran dispuestos en el mismo o en uno de los demás elementos convertidores 11, 12 que el respectivo submódulo 13. Según el estado de conmutación de los interruptores semiconductores 15 del respectivo submódulo 13, el condensador acumulador 14 del respectivo submódulo 13 se encuentra - alternativamente puenteado o activo. Cuando el interruptor semiconductor 15 superior en la FIG. 2, de un submódulo 13 se encuentra cerrado, y el otro interruptor semiconductor 15 se encuentra abierto, el condensador acumulador 14 del respectivo submódulo 13 se encuentra activo. Cuando por el contrario, el interruptor semiconductor 15 superior en la FIG. 2 se encuentra abierto, y el interruptor semiconductor 15 inferior se encuentra cerrado, el condensador acumulador 14 del respectivo submódulo 13 se encuentra puenteado.
Los interruptores semiconductores 15 de los elementos convertidores 11, 12 son controlados (ver a modo de complemento la FIG. 1) por un dispositivo de control 16 de manera tal que, a través de la carga simétrica de las fases de la red de alimentación trifásica 3, se minimicen las repercusiones excesivas con potencia activa de la fases del horno de arco trifásico 1 en la red de alimentación trifásica 3. De esta manera, al dispositivo de control 16 se le suministran, mediante sensores 17 apropiados, conocidos por el especialista, al menos, las tensiones de fase del transformador de horno 4, del lado primario y/o del lado secundario, y/o las corrientes de fase del transformador de horno 4 que fluyen en las respectivas fases, y/o las tensiones necesarias en los condensadores acumuladores 14 de los submódulos 13. Además, al dispositivo de control 16 se le pueden suministrar las tensiones de fase y/o las corrientes de fase de la red de alimentación trifásica 3 y/o la tensión de circuito intermedio y/o la corriente de circuito intermedio .
La detección de las señales de control correspondientes para los interruptores semiconductores 15 se conoce como tal. Particularmente, se produce una selección de la misma manera conocida, por ejemplo, de uno de los siguientes artículos especializados :
"Una nueva tipología de inversor de una fuente de tensión modular" de A. Lesnicar et al., Conferencia Europea de Electrónica de Potencia, Toulouse 2003,
"Una nueva tipología innovadora de convertidor de multinivel modular adecuada para un amplio margen de potencia", de A. Lesnicar et al., Conferencia de IEEE
Powertech, Bolonia 2002.
"Concepto modular de convertidor para la aplicación de acoplamiento de redes ante tensiones elevadas" de Rainer
Marquardt et al., Jornadas de especialización ETG 2002 en Bad
Nauheim .
Debido a la selección correspondiente de los interruptores semiconductores 15 de los elementos convertidores 11, 12 del rectificador 6 y del inversor 7, se reduce considerablemente la repercusión en el funcionamiento del horno de arco trifásico 1 en la red de alimentación trifásica 3. Por consiguiente, en muchos casos es posible que, en correspondencia con la representación de la FIG. 1, no se conecte ningún compensador de potencia reactiva paralelamente al transformador de horno 4. Sin embargo, en un acondicionamiento alternativo (ver FIG. 4) es posible que al transformador de horno 4 se conecte paralelamente un compensador de potencia reactiva 18.
Mediante la existencia (eventualmente de manera adicional) del compensador de potencia reactiva 18, se pueden minimizar las repercusiones en la. red de alimentación trifásica 3 (eventualmente aún más) .
Resulta posible que el compensador de potencia reactiva 18 esté conformado de manera convencional, por ejemplo, como un compensador estático de potencia reactiva (SVC) o como una reactancia controlada por tiristores (TCR) . Alternativamente, es posible que el compensador de potencia reactiva 18 (ver FIG. 5) presente una pluralidad de elementos convertidores adicionales 19. Cada elemento convertidor adicional 19 se compone, conforme a la FIG. 5, de una conexión en serie de una pluralidad de etapas de submódulos adicionales 20. Cada submodulo adicional 20 se conforma, al menos, en correspondencia con el acondicionamiento de la FIG. 3. Dicho submodulo comprende, al menos, un condensador acumulador 21 y cuatro interruptores semiconductores de conmutación automática 22, en donde los interruptores semiconductores de conmutación automática 22 se encuentran dispuestos en una conexión en puente completo, y el condensador acumulador 21, en la rama de la conexión en puente completo.
Análogamente a los elementos convertidores 11, 12 del rectificador 6 y del inversor 7, en los demás submódulos 20 de los demás elementos convertidores 19, también se pueden conmutar los interruptores semiconductores 22 de cada submodulo adicional 20, independientemente de los interruptores semiconductores 22 de los submódulos adicionales 20 del mismo elemento convertidor 19 y de los demás elementos convertidores 19. Según el estado de conmutación de los interruptores semiconductores 22 del respectivo submodulo adicional 20, el condensador acumulador 21 correspondiente se encuentra alternativamente puenteado o activo. En el caso en que el condensador acumulador 21 se encuentre activo, se podrá regular además la polaridad. Los interruptores semiconductores 22 de los demás submódulos 20 son controlados por el dispositivo de control 16, de manera tal que, a través de la carga simétrica de las fases de la red de alimentación trifásica 3, se minimicen las repercusiones excesivas con potencia activa de la fases del horno de arco trifásico 1 en la red de alimentación trifásica 3. La detección de las señales de selección correspondientes para los interruptores semiconductores 22 resulta conocida, remitirse, por ejemplo, a la patente US 6,075,350 A mencionada en la introducción.
Los demás elementos convertidores 19 del compensador de potencia reactiva 18 corresponden en su estructura con el diseño de los elementos convertidores 11, 12 del rectificador 6 y del inversor 7. La cantidad de submódulos adicionales 20 por elemento convertidor adicional 19, puede encontrarse en el mismo orden de magnitud que la cantidad de submódulos 13 por elemento convertidor 11, 12. Sin embargo, la cantidad puede presentar alternativamente otro valor.
De acuerdo con la representación de la FIG. 5, los demás elementos convertidores 19 se encuentran conectados respectivamente, por una parte, con una fase del lado primario del transformador de horno 4 y, por otra parte, con un punto neutro 23 en común de la fase del lado primario del transformador de horno 4. Alternativamente, los demás elementos convertidores 19 se podrían encontrar conectados respectivamente con dos fases del lado primario del transformador de horno 4.
En el acondicionamiento de acuerdo con la FIG. 4, el compensador de potencia reactiva 18 se encuentra conectado, como ya se ha mencionado, con las fases del lado primario del transformador de horno 4. Sin embargo, se puede conectar alternativa o adicionalmente, como se indica en la FIG. 4 con líneas punteadas, el compensador de potencia reactiva 18. u otro compensador de potencia reactiva 18 con las fases de la red de alimentación trifásica 3. También en este caso se puede efectuar alternativamente una conexión en estrella, en correspondencia con la representación de la FIG. 5, o una conexión en triángulo entre dos fases. Alternativa o adicionalmente al compensador de potencia reactiva 18 (o bien a los compensadores de potencia reactiva 18) , pueden existir circuitos condensadores 24, de acuerdo con la FIG. 4. Los circuitos condensadores 24, en el caso que estuvieran presentes, están diseñados completamente como pasivos. Dichos circuitos se componen, al menos, de reactancias capacitivas. Pueden presentar eventualmente reactancias inductivas adicionales, de manera que los circuitos condensadores 24 se extiendan a los circuitos de filtro.
El sistema de alimentación de energía, conforme a la presente invención, presenta una pluralidad de ventajas. Por ejemplo, la cantidad de fases del horno de arco trifásico 1 es independiente de la cantidad de fases de la red de alimentación trif sica 3. La red de alimentación trifásica 3 podría presentar, por ejemplo, tres fases, el horno de arco trifásico 1 podría presentar cuatro o cinco fases. También se puede efectuar un acondicionamiento inverso. La corriente del horno se puede regular y afectar en relación con la amplitud, la forma de la curva, el grado de simetría, etc. Además, el funcionamiento del horno de arco trifásico 1 se puede desacoplar de la frecuencia de la red de alimentación trifásica 3. En el caso que la red de alimentación trifásica 3, como generalmente es usual, presente, por ejemplo, una frecuencia de red de 50 Hz o de 60 Hz, el horno de arco trifásico 1 se' puede accionar, por ejemplo, con una frecuencia mayor, a modo de ejemplo, de 100 Hz ó 150 Hz, o con una frecuencia menor de, por ejemplo, 30 Hz ó 40 Hz . De esta manera, se puede incidir en la regulación del arco voltaico. Debido a la particularidad de que se puede suprimir el compensador de potencia reactiva 18, o que incluso puede estar conectado directamente a la red de alimentación trifásica 3, se puede lograr además un funcionamiento optimizado del horno de arco trifásico 1. El convertidor indirecto 5 no debe estar dispuesto en el interior del cuerpo del horno.
La descripción anterior sólo sirve a los efectos de la explicación de la presente invención. Por el contrario, el alcance de la protección de la presente invención está determinado exclusivamente mediante las reivindicaciones siguientes .
Claims (10)
1. Sistema de alimentación de energía para un horno de arco trifásico (1), en donde: el sistema de alimentación de energía presenta, al menos, un transformador de horno (4) que se encuentra conectado del lado primario a una red de alimentación trifásica (3), a través de un convertidor indirecto (5), y del lado secundario, al horno de arco trifásico (1) , el convertidor indirecto (5) presenta, del lado de la red, al menos, un rectificador (6), del lado del transformador, al menos, un inversor (7) , y entre el rectificador (6) y el inversor (7) presenta un circuito intermedio ( 8 ) , cada fase de la red de alimentación trifásica (3) se encuentra conectada respectivamente con el circuito intermedio (8), a través de dos elementos convertidores (11) del rectificador (6) , cada fase del lado primario del transformador de horno (4) se encuentra conectada respectivamente con el circuito intermedio (8), a través de dos elementos convertidores (12) del inversor (7) , cada elemento convertidor (11, 12) se compone de una conexión en serie de una pluralidad de etapas de submódulos (13), cada submódulo (13) comprende un condensador acumulador (14) e interruptores semiconductores de conmutación automática (15), y en donde los interruptores semiconductores (15) de cada submódulo (13) se pueden conmutar independientemente de los interruptores semiconductores (15) de los demás submódulos (13) del mismo elemento convertidor (11, 12) y de los demás elementos convertidores (11, 12), de manera tal que el condensador acumulador (14) del respectivo submódulo (13) se encuentre puenteado o activo, según su estado de conmutación, mediante los interruptores semiconductores (15) del respectivo submódulo (13) .
2. El sistema de alimentación de energía de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los interruptores semiconductores (15) de los elementos convertidores (11, 12) se controlan de manera tal que, a través de la carga simétrica de las fases de la red de alimentación trifásica (3) , se minimicen las repercusiones excesivas con potencia activa de la fases del horno de arco trifásico (1) en la red de alimentación trifásica (3) .
3. El sistema de alimentación de energía de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque la cantidad de interruptores semiconductores (15) por submódulo (13) es dos.
4. El sistema de alimentación de energía de acuerdo con la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque paralelamente al transformador de horno (4) no se conecta ningún compensador de potencia reactiva.
5. El sistema de alimentación de energía de acuerdo con la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado porque paralelamente al transformador de horno (4) se conecta un compensador de potencia reactiva (18) .
6. El sistema de alimentación de energía de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque: - el compensador de potencia reactiva (18) presenta una pluralidad de elementos convertidores adicionales (19) , cada uno de dichos elementos convertidores (19) se compone de una conexión en serie de una pluralidad de etapas de submódulos adicionales (20) , de los cuales cada uno comprende un condensador acumulador (21) e interruptores semiconductores de conmutación automática (22) , los interruptores semiconductores (22) de cada uno de los demás · submódulo (20) se pueden conmutar independientemente de los interruptores semiconductores (22) de los demás submódulos (20) del mismo elemento convertidor adicional (19) y de los demás elementos convertidores adicionales (19) , de manera tal que el condensador acumulador (21) del respectivo submódulo adicional (20) se encuentre puenteado o activo, según su estado de conmutación, mediante los interruptores semiconductores (22) del respectivo submódulo adicional (20) , y los interruptores semiconductores (22) de los demás submódulos (20) se controlan de manera tal que, a través de la carga simétrica de las fases de la red de alimentación trifásica (3), se minimicen las repercusiones excesivas con potencia activa de las fases del horno de arco trifásico (1) en la red de alimentación trifásica (3) .
7. El sistema de alimentación de energía de acuerdo con la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque el compensador de potencia reactiva (18) se encuentra conectado con las fases del lado primario del transformador de horno (4) .
8. El sistema de alimentación de energía de acuerdo con la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque el compensador de potencia reactiva (18) se encuentra conectado con las fases de la red de alimentación trifásica (3) .
9. El sistema de alimentación de energía de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque a las fases del lado primario del transformador de horno (4) y/o a las fases de la red de alimentación trifásica, (3) se encuentra conectado un circuito condensador (24) .
10. El sistema de alimentación de energía de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque cada inversor (7) se encuentra conectado como máximo a un transformador de horno (4) .
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