MXPA98000816A - Metodo y dispositivo para el ajuste continuo y la regulacion de una relacion de transformacion de transformador provisto con tal dispositivo - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a método y un dispositivo para ajustar continuamente, dentro de una cierta escala de ajuste, la relación de transformación entre el devanado primario (4) y el devanado secundario (6) de un transformador de energía (2) provisto con por lo menos un devanado de equilibrio, una primera tomacorriente (6a, 6b, 6c, 6d) es conmutada durante una porción de un ciclo del voltaje alterno del transformador (2) y una segunda tomacorriente (6b, 6c, 6d, 6a) es conmutada durante otra porción del ciclo del voltaje alterno. Paraéste propósito, el dispositivo comprende conmutadores electrónicos (8a, 8b, 8c, 8d, 10a, 10b, 10c, 10d) en la forma de tiristores o transistores.

Description

MÉTODO Y DISPOSITIVO PARA EL AJUSTE CONTINUO Y LA REGULACIÓN DE UNA RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN DE TRANSFORMADOR Y TRANSFORMADOR PROVISTO CON TAL DISPOSITIVO.

Esta invención . se refiere a un método y un dis ositivo para ajustar, dentro de una cierta escala de ajuste, la relación de transformación-entre el devanado prir.ario y secundario de un t r ar-s f crr.ador de energía que tiene por lo cenes •;:. devanado de equilibrio provisto con t omacor r ient es . En las redes para la distribución de energía eléctrica, se hace uso de partes de red que tienen diferentes niveles de voltaje que generalmente están rru -jámen e acopiados por medio de transformadores cuya relación de transformación entre el voltaje en el lado primario y el voltaje en el lado secu dario puede regularse o es ajustable en etapas dentro de ciertos limites como un resultado del equipamiento por lo menos de uno de los devanados del transformador con t omacorr ient es que pueden seleccionarse por medio de un dispositivo conmutador . Dependiendo de la aplicación del transformador deseada, ésta puede involucrar la regulación o ajuste de la relación de ransformación en una o más etapas bajo la carga por medio de conmutadores de tomacor r ient es en carga o un ajuste semipermanent e de la relación de transformación en una o más etapas en el estado desconectado del transformador por edio de los selectores de toma. La regulación o ai usté de la relación de transformación de ios trar.sfcrradores en 13 red de distrib ió es ecesaria para ser capases de garantizar cierto nivel de veltaje der-tr: de límites fijes en el caso de situaciones de carga divergentes tantc de naturaleza de corto corro largo plazo e les pu tos de distri ci n aeociades con los cons -ideres de la energía eléctrica. A partir de las mediciones y cálculos se ha encontrado que, con las instalaciones actuales de regulación y ajuste de transformador, la variación de voltaje en las redes urbanas es de aproximadamente 7% del voltaje clasificado, en tanto que en las redes rurales existe una variación de voltaje de aproximadamente 14%. Además, el voltaje promedio sobre todo en los puntos de distribución se encuentra que es de 2% a 4% más alto que el valor básico. Como un resultado, ocurren pérdidas innecesarias en los transformadores y los consumidores tiene en promedio un alto consumo en forma indebida. Visto desde el extremo de la generación hacia el extremo de la di st r ibuc ion , la causa de la variación de voltaje en las redes de distribución son los efectos acum lativos de las pérdidas de voltaje sobre la red de voltaje edio, el transforrr.adcr de voltaje inferior y la red de voltaje inferior, en cuya conexión- la regulaeíén escalonada i 1 tra sformador de voltaje redic y el sis t - ¿e infl encia de corrie e que no ueden ajustarse de manera precisa juegan un rol importante. Además, las faces de cable cargados en forma desigual o la generación de en rgía desce ralizada da er n a las diferencias de voltajes en la red. El objeto de la invención es proporcionar de una manera simple y económica, en primer lugar, un método del tipo mencionado en el preámbulo, con cuyo método el ajuste del voltaje en las redes de distribución puede tener lugar de -añera apreciable ente más precisa y rápida que en la técnica anterior, y además, bajo carga. Para este propósito, el método de acuerdo con la invención está caracterizado porque, para obtener una relación de transformación del transformador que es esencialmente ajustable de manera continua dentro de la escala de ajuste, una primera t omacorrient e es conmutada durante una porción de un ciclo de voltaje alterno del transformador y un segunda omacorrient e es conmutada durante otra porción de un ciclo del voltaje alterno. Por tanto durante . un ciclo del voltaje alterne, des tomacorrientes están separadamente en operació y la corriente fluye a través de una de lae tcmaoorrientes de ac erdo con lae veces para lae cualee lae torracorrientes respectivas son conmutadas. Debe señalarse que las veces de conmutación pueden eer también ' irtualmente) i uales a cero- Con las instalac o es de reg lació de voltaje mejoradas bajo carga que se obtienen como un resultado de este método, la relación de transformación de un transfor ador provisto con tomacorrient'es puede ajustarse de manera precisa y muy rápidamente de tal manera que el voltaje estimado prevalece aproximadamente, particularmente en los puntos de distribución de la red de distribución. Como un resultado, los transformadores serán capases de ser operados sin voltaje incrementado comparado con las instalaciones de regulación usadas hasta ahora; esto resulta por lo t'anto en una reducción del voltaje promedio de 2% a 4% comparado con la situación actual. Las pérdidas de carga cero de un transformador serán consecuentemente de 5% hasta 9.5% inferiores aproximadamente, dependiendo de la dependencia de voltaje de las pérdidas de carga cero del transformador . En el punto de distribución de ia energía eléctrica, los resultados de reducción de voltaje en un ahorro de energía el cuá , eobre ia base de las mediciones en una red de distribución Holandesa y del reporte EPRI EL-3591 titulado ^The Effects of Reduced Voltage on the Operation and Efficiency of Electric Sistems", Volumen 1, Proyecte 1415-1, de junio de 1984 es de aproximadamente 1.6% para una reducción de voltaje en promedio 2%, y de una reducción de voltaje promedio de 3.6% a 4% aproximadamente. Los ahorros apreciables se logran por tanto por el operador de la red de distribución de la cual los transformadores forman parte y para los consumidores de la energía eléctrica. Además, las desviaciones desde el voltaje final durante un periodo arbitrario disminuyen. Además, grandes ahorros indirectos son posibles para la compañía distribuidora en el manejo y en la configuración de la red de voltaje medio y de la red de vol ta j e ba j o . Con respecto a la regulación del voltaje en las estaciones, los problemas de voltaje en las redes pueden resolverse y manejarse con faces de voltaje medio cargadas de manera diferente. Con respecto a la configuración de la red, se encuentra que las redes de voltaje medio pueden ser operadas sobre una distancia mucho mayor debido a que el eurinistro de energía dei transformador puede tener lugar independiente de la caída de voltaje de la parte de voltaje medio de la red. Como un resultado, son posibles a orres sobre las configur ciones de la red a niveles de voltaje de 150 kV, 50 kV, 25 kV y kV . Las secciones transversales pueden reducirse también ya que la caída de voltaje ya no es crítica como un criterio de diseño para la red solamente la capacidad de transporte es un criterio de diseño todavía. En relación con la re al iment ac ion de energía pueden lograrse ahorros en que los transformadores separados ya no son necesarios para suministrar y recibir energía ya que el voltaje puede ser regulado con el método de acuerdo de la presente invención sin importar la dirección de la energía. Finalmente debe señalarse que, en el caso de la operación paralela de transformadores, la distribución de energía puede ajustarse muy bien mediante la regulación de voltaje sin importar una diferencia en la impedancia de corto circuito de los transformadores que trabajan en paralelo. Preferiblemente, la conmutación entre la primera y la segunda to acorriente en el rrétedo de acuerde con ia invención tiene lugar en la modulación de impulsos en duración. Como un resultado, una buena compensación para los voltajes armónicos puede obtenerse. Las corrientes ar ónicas y les voltajes generados tienen frecuencias que son exclusivamen e múltiplos impares de la frecuencia básica (usualmente: 50 o 60 hz) . Si la frecuencia de la modulación de impulsos en duración es de por lo menos un orden de magnitud mayor que la frecuencia del voltaje alterno o del voltaje armónico o la corriente que se va a compensar, un voltaje corregido o corriente se obtiene cuya frecuencia fundamental es igual a la frecuencia básica del voltaje alterno. Además, como un resultado de la variación en el ancho del impulso, se obtiene un voltaje que puede ser fácilmente regulado y cuyo valor es esencialmente proporcional a la relación de los periodos para los cuales se conmutaron la primera y segunda tomacorr ient es . En otra modalidad preferida, la conmutación entre la primera y segunda tomacorriente en el método de ac erdo con la invención tiene lua, y c r.. la ayuda del ángulo de fase, es decir la conmutación de una tor.acorriente en un ángulo de fase particular, denominado t re i en control de ángulo de fase. El nivel de voltaje del devanado regulado varía con la selección del ángulo de fase. Si se usan conmutadores que conducen de a unidireccional, ia desconexi n de una fase ti e lugar mediante la conmutación natural en ei momento que la corriente pasa a través de cero. El siguiente objeto de la invención es proporcionar un dispositivo al tipo mencionado en la introducción para alcanzar los objetivos antes mencionados. Para este propósito tal dispositivo está caracterizado por: un número de conmutadores electrónicos que están provistos con una primera y segunda terminal, y pueden hacerse para conducir unidireccional o bidireccional ente con la ayuda de señales de control, las primeras terminales estando adaptadas cada una para ser conectada a una tomacorriente del devanado de equilibrio y cuyas segundas terminales están adaptadas para ser conectadas a la primera o segunda terminal de por lo menos otro conmutador; y un dispositivo de control para suministrar las señales de control a los conmutadores de tal manera que, para obtener una relación de transformación del transformador que es esencialmente ajustable en forma continua dentro de la escala de ajuste, ee conmuta una primera tomacorriente durante una porción de un ciclo del voltaje alterno del transformador y una segunda tomaccrriente es conmut da durante otra porción del ciclo del voltaje alter o, la relación de periodos en los que la primera y segunda t omacorr ient e s son conmutadas siendo dependiente del valor de una señal de control de relación de transformación del transformador alimentada al dispositivo de control. Tal dispositivo de conmutación reemplaza conmutadores de tomacorr ient es en carga operados mecánicamente convencionales o el selector de tomacorriente y permite al operador del transformador asociado ajustar la relación de transformación del transformador de manera rápida, precisa y esencialmente continua.

Con el método y el dispositivo de conmutación de acuerdo a la invención, se han alcanzado un número de recursos de control novedosos tales como: compensación de voltajes armónicos. Asumiendo que el devanado de equilibrio del transformador está en el lado pri ario, el dispositivo conmutador de acuerdo con la invenci n puede controlarse de tal manera que una distorsión de voltaje armónico sobre el lado primario ne está presente eobre el lado secundario, con el resultado de que el voltaje secundario tiene esencialmente una forma sinusoidal; compensación de corrientes armónicas. Asumiendo, de nueve, que el devanado de equilibrio del transformador está en el lado pri ario, un dispositivo de conmutación de acuerdo con la invención puede controlarse de tal anera que, utilizando uno o mas capacitores, las corrientes armónicas sobre el lado primario pueden compensarse y esto resulta en una corriente de red primaria esencialmente sinusoidal. Debe señalarse que la compensación de corrientes armónicas no puede tener lugar simultáneamente con la compensación de voltajes armónicos; corrección de voltajes asimétricos. Si los voltajes de fase en el lado primario son asimétricos en el caso de un transformador de fase múltiple, esta asimetría puede ser corregida controlando el dispositivo de conmutación de acuerdo con la invención de manera diferente para las fases separadas e independientemente de las otras fases; - control remoto. Hablando en términos normales, la regulación de la relación de transformación del transformador toma lugar generando una señal de control en sistema de control de circuito cerrado, la referencia para un voltaje que se va a regular siendo generada internamente. Tal referencia de voltaje puede, sin embargo, ser generada también en forma externa y alimentada en forma remota al dispositivo conmutador; - conexión paralela de tra sformadores. Las diferencias de voltaje entre los transformadores conectados en paralelo pueden eliminarse con la ayuda de un control adecuado. Un control maestro/esclavo puede, por ejemplo, utilizarse para este propósito, un sistema de control maestro que controla el voltaje en un transformador y genera un ajuste de corriente para el sistema de control esclavo de otro transformador. Preferiblemente el dispositivo de control del dispositivo de conmutación está adaptado para conmutar la primera y segunda tomacorrientes con la ayuda de la modulación de impulsos en duración. Para éste propósito, los conmutadores pueden comprender de manera ventajosa un circuito paralelo de dos transistores conectados en serie en oposición y dos diodos conectados en oposición en serie, el punto de conexión entre los diodos estando conectados al punto de conexión entre los transistores. En una modalidad práctica, el punto de conexión está conectado a los emisores de loe transistores y a los ánodos de los diodos, y los transistores son del tipo IGBT. En otra modalidad preferida el dispositivo de control del dispositivo conmutador está adaptado para conmutar entre la primera y segunda tomacorriente con la ayuda del control de fase, en cuyo caso los conmutadores pueden comprender tiristores conectados de forma antiparalela con conmutación natural. En una modalidad preferida, el dispositivo de acuerdo con la invención comprende por lo menos un elemento que asegura que el voltaje a través y la corriente a través de los conmutadores electrónicos no exceden un cierto valor limite, de manera que los conmutadores electrónicos tienen que ser adecuados solamente para los voltajes y corrientes calculados. Tal elemento puede, por otra parte, ser diseñado con un primera terminal que está adaptada para ser conectada a una tomacorriente del devanado de equilibrio del transformador y con una segunda terminal que está adaptada para ser conectada a la primera o segunda terminal de un conmutador. Por otra parte, tal elemento puede eer diseñado con una primera terminal que está adaptada para ser conectada a la primera terminal de conmutador y cor-una segunda terminal que está adaptada para ser conectada a la segunda terminal de un conmutador. Eje plos de los elementos relacionados son: una impedancia, un tiristor, un resistor dependiente dei voltaje y un protector de voltaje de choque. En co binación con un dispositivo de control adecuado puede proporcionarse que en el caso de corto circuitado del transformador, la corriente de corto circuito opera a través del elemento limitante. Lo mismo se aplica en el caso del transformador que es conmutado, bajo cuyas circunstancias las corrientes que se presentan están en un número de veces más altas que la corriente nominal. Además, el dispositivo conmutador de acuerdo con la invención puede ser alimentado por el transformador de energía mismo, por ejemplo desde la omacorriente que está conectada al elemento limitante. En ese caso el transformador es conmutado por medio del elemento, después del cual el dispositivo conmutador es colocado en operación en la condición de operación de estado estable del transformador, de manera que el dispositivo de conmutación no necesita una fuente de energía separada. La invención se refiere también a un transformador que está previste cen por lo menos un devanado con tomacorrientes y t i ene - - un dispositivo conmutador como se describió antes. La invención se explica a continuación con mayor detalle mediante referencia a les dibujos anexos, en donde : La Figura 1 muestra un diagrama de un transformador, un devanado del cuál está provisto con cuatro o cinco tomacorrientes que están conectadas a un dispositivo conmutador de acuerdo con la invención; la Figura 2 muestra una alternativa para el conmutador electrónico mostrado en la figura 1; la Figura 3 muestra un diagrama de otro transformador que tiene un devanado provisto con tomacorrientes; la Figura 4 muestra otro transformador que tiene un devanado provisto con tomacorrientes para incrementar la escala de regulación en fase del transformador; la Figura 5 muestra otro transformador que tiene devanados provisto con tomacorrientes en dos fases diferentes para la regulación en fase y de cuadratura de un transformador trifásico; la Figura 6 muestra un diagrama equivalente simplificado de un transformador incorporado en una red; la Figura 7 muestra el voltaje de salida del transformador en el caso de la modulación de impulsos en duración de acuerdo con la figura 8 en el diagrama de la figura 6; la Figura 8 muestra el voltaje asociado a través del conmutador en la figura 6; la Figura 9 ilustra una regulación característica en el caso de la modulación de impulsos en duración; la • Figura 10 ilustra la corriente en la parte sin tomacorrientes del primer devanado del transformador de acuerdo con la figura 6 y la corriente a través de una tomacorriente de dicho transformador en el caso del control de fase; y la Figura 11 ilustra el voltaje sobre el lado secundario y la corriente a través de otra tomacorriente del transformador de acuerdo con la Figura 6 en el caso del control de fase. Las distintas figuras, los mismos números de referencia se refieren a los mismos componentes o los componentes que tiene la misma función. La descripción a continuación asume siempre una representación de transformador de fase simple; quedará claro que, en el caso de un transformador de fase múltiple, el circuito descrito y mostrado estará presente en pluralidad de acuerdo con el número de fases. La Figura 1 muestra una fase de un transformador 2 que comprende un devanado primario 4 y un devanado secundario 6. Puede, por ejemplo, ser un transformador 400 kVA que tiene un voltaje primario final de 10.5 kV y un voltaje secundario de 420 V. El devanado primario 4 está provisto con las tomacorrientes 6a, 6b, 6c y 6d que están conectadas cada una a una primera terminal de un par de tiristores 8a y 10a, 8b y 10b, 8c y 10c u 8d y lOd, respectivamente los cuales están conectados en antiparalelo. Las otras terminales (segundas) de los pares de tiristores conectados en antiparalelo están interconectadas mutuamente y conducen hacia una terminal 12 de la red. Cada par de tiristores conectados en antiparalelo y secundados por una línea de puntos que es controlada individualmente (indicado simbólicamente por las flechas 13a-13d) con la ayuda de un dispositivo de control 14, no descrito en la presente con mayor detalle, sobre la base de una señal de control de relación de transformación de transformador Uref alimentada hacia el dispositivo de control 14. La operación dei dispositivo de control se describirá con mayor detalle a continuación mediante referencia a las Figuras 6 a 11, inclusive. Loe pares de tiristores conectados en antiparalelo de acuerdo con la Figura 1 operan sobre la base de conmutación natural y son por lo tanto particularmente adecuados para el control de fase. En el caso de la modulación de impulsos en duración, tiene que ser posible una conmutación forzada, para cuyo propósito los elementos GTO (de Conmutador de Puertas) , por ejemplo pueden utilizarse. En el último caso mencionado, también es posible utilizar el circuito en paralelo, mostrado en la Figura 2, de transistores 16 y 18 conectados en oposición en serie y diodos 20 y 22 conectados en oposición en serie, el punto de conexión entre lo""s transistores 16 y 18 y el punto de conexión entre los diodos 20 y 22 estando interconectados. En la Figura 1, aquella porción del devanado que está provisto con tomacorrientes está situado en un extremo del devanado primario 4. En la Figura 3, esa porción de un devanado 4a de un transformador 2a que está provisto con tomacorrientes es, sin embargo, situada de manera más central en el devanado. Los conmutadores mostrados en la Figura 3 y siguientes, tales como los conmutadores 24a, 24b, 24c y 24d se muestran en forma muy simplificada para fines de simplicidad aunque comprenden, en un diseño real, elementos semiconductores controlables, tales como los tiristores en el circuito de acuerdo con la Figura 1 o los transistores y diodos en el circuito de acuerdo con la Figura 2. De nuevo no se muestran dispositivos de control en la Figura 3 y siguiente para fines de claridad. En ambas Figuras 1 y 3, una tomacorriente 6e o 6f, respectivamente, se muestra mediante líneas punteadas y está conectada a un elemento 26 o 28, respectivamente, cuyo otro lado (elemento 26) está conectado a la terminal 12 o cuyo otro lado (elemento 28) está conectado a la primera terminal del conmutador 24a y cuyo elemento sirve para reducir la carga de voltaje eléctrico y la carga de corriente de los conmutadores electrónicos, por ejemplo mientras el transformador está siendo conmutado y durante los cortos circuitos. En tales situaciones, las corrientes de altas a muy altas fluyen las cuales pueden fluir por medio del elemento 26 o 28, respectivamente, como un resultado de la abertura de los conmutadores. La carga de voltaje de los conmutadores permanece suficientemente baja debido al elemento. Un elemento 26 a 28 puede estar conectado en paralelo con un conmutador, el cual está indicado en la Figura 3: para proteger el conmutador 24a, la conexión mostrada mediante una línea punteada entre el elemento 28 y una tomacorriente 6f en este caso es reemplazada por una conexión mostrada mediante una línea dé rallas y puntos. Los conmutadores están en operación solamente durante la condición de estado estable normal del transformador 2 o 2a, respectivamente y no durante la conexión o corto circuitado del transformador. Esto significa que el suministro de energía eléctrica para el dispositivo de control para los conmutadores puede obtenerse a partir del transformador mismo ya que la e ergía es necesaria solamente si el transformador está en operación. El transformador de acuerdo con la Figura 4 tiene un devanado primario 30 el cuál de hecho comprender una serie de circuitos de devanado 4a de acuerdo con la Figura 3 para incrementar el voltaje en la escala de regulación en fase. En los circuitos de transformador de acuerdo con las Figuras 1, 3 y 4, existe siempre una regulación en fase, es decir una regulación de voltaje en una fase. Una combinación de una regulación en fase y una cuadratura, es decir, una regulación simultánea de devanados sobre núcleos de transformador diferente se muestra diagramáticamente en la Figura 5. El transformador 2c de acuerdo con la Figura 5 tiene un devanado de equilibrio 32 de una primera fase que está conectada en serie con un devanado de equilibrio 34 de otra fase. La Figura 6 muestra un transformador 2d que tiene un devanado principal primario 36 que tiene una resistencia 38 y una sección de devanado primaria 40 que tiene una resistencia 42. El devanado primario 36, 40 tiene tomacorriente 44a y 44b que están conectadas hacia un lado de los conmutadores 46a y 46b respectivamente. Los otros lados de los conmutadores 46a, 46b están interconectados y conectados al lado de suministro de una red que está indicada en una forma simbólica mediante una fuente de voltaje 48 y una inductancia 50. El devanado secundario 52, que tiene una resistencia 54 está conectado a una impedancia 56, a través de la cual está el voltaje de salida u2. El voltaje a través del conmutador 46a se muestra como us . En la modulación de impulsos en duración, el conmutador 46b está serrado iniciando desde la posición abierta y el conmutador 46a está abierto empezando desde la posición cerrada en una periodicidad que puede en principio ser derivado a partir de la Figura 8. De acuerdo con la Figura 8, el tiempo de conmutación es de tres a cuatro veces tan grande como el tiempo durante el cuál el conmutador 46a está abierto. En el caso mostrado, la frecuencia de la modulación de impulsos en duración (1 kHz) es veinte veces tan alta como la frecuencia (50 Hz) del voltaje que se va a modular. Es claramente observable en el voltaje de salida u2 del transformador 2d de acuerdo con la Figura 7 que el voltaje mientras el conmutador 46a está abierto (que corresponde al periodo durante el cuál el conmutador 46b está cerrado) es más alto que durante el tiempo remanente, como resultado del cuál los valores rms del voltaje u2 está entre un valor que se obtiene si el conmutador 46a está cerrado permanentemente y un valor que se obtiene si el conmutador 46b está permanentemente cerrado. Será claro que el voltaje u2 puede ser variado continuamente mediante la variación continua de los impulsos de duración. Si el factor de conmutación d es definido como la relación del tiempo durante el cuál el conmutador 46b está cerrado al tiempo de conmutación de la modulación de impulsos en duración, existe una relación entre la variación en el voltaje de salida del transformador ?u y el factor de conmutación d como se muestra en la figura 9. La curva obtenida no es lineal, lo cual es consecuencia del hecho de que los conmutadores electrónicos utilizados no son los idea les . Para el propósito de las Figuras 10 y 11, se ha asumido que los conmutadores 46a y 46b en circuito de acuerdo con la Figura 6 son formados por tiristores conectados en antiparalelo, el conmutador 46a estando cerrado (y el conmutador 46b estando abierto) en casos en el tiempo que corresponden a ángulos de fase a y 180° + a. En las Figuras 10 y 11, dos ciclos de corriente ii a través de la porción sin tomacorrientes del devanado primario del transformador 2d de acuerdo con la Figura 6 se muestran en escalas verticales arbitrarias y también dos ciclos de la corriente a t ravé s de 1 conmutador 46a, la corriente ib e. través del conmutador 46b y el voltaje secundario u2. Es claramente evidente a partir de la Figura 10 que en los momentos que corresponden a los ángulos de fase a y 180° +' a, el voltaje de salida u2 disminuye en las etapas y nuevamente se incrementa escalonadamente después de el cruce en cero de la corriente ia a través de la tomacorriente que está conectada al conmutador 46a debido, a que en el momento del tiempo, el conmutador 46a está abierto y el conmutador 46b está cerrado. Debe señalarse que para fines de claridad, las alteraciones escalonadas, en el voltaje de salida u2 se muestran de una forma más pronunciada y en la que sería en realidad sobre la escala mostrada. El valor rms del voltaje de salida u2 puede ajustarse continuamente dentro de una cierta escala de ajuste mediante el cambio del ángulo de fase a.

Finalmente, debe señalarse que no es necesario en el método y dispositivo de acuerdo con la invención operar siempre conmutadores de dos tomacorrientes adyacentes. El dispositivo de conmutación puede estar diseñado también para conmutar entre las tomacorrientes nth y mth, donde n y m son números naturales positivos, a diferencia absoluta entre los cuales es mayor de 1. Tal manejo puede ser necesario, por ejemplo, si uno de los conmutadores del dispositivo de conmutación o el control del mismo se ha vuelto defectuoso, con el resultado de que el conmutador defectuoso está continuamente en el estado abierto, ientras que el transformador tiene que mantenerse en operación a pesar de eso. Un voltaje deseado puede en ese caso ser ajustado, por ejemplo, mediante la conmutación entre la siguiente tomacorriente más alta y la siguiente t omacorr lente más baja.

Claims (16)

REIVINDICACIONES

1. Método para ajustar, dentro de una cierta escala de ajuste la relación de transformación entre el devanado primario (4) y el secundario (6) y un transformador de energía (2; 2a; 2b; 2c ; 2d) que tiene por lo menos un devanado de equilibrio provisto con tomacorrientes (6a, 6b, 6c, 6d) , caracterizado en que, para obtener una relación de transformación del transformador que es ajustable de manera esencialmente continua dentro de la escala de ajuste, una primera tomacorriente (6a, 6b, 6c, 6d) es conmutada durante una porción de un ciclo del voltaje alterno del transformador (2; 2a; 2b; 2 c ; 2d) y una segunda tomacorriente (6b, 6c, 6d, 6a) es conmutada durante otra porción del ciclo del voltaje alterno .

2 . El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la conmutación entre la primera y segunda tomacorriente (6a, 6b, 6c, 6d) tiene lugar en la modulación de impulsos en duración.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque la frecuencia de la modulación de impulsos en duración es por los menos de un orden de magnitud mayor que la frecuencia del voltaje a 11 erno .

4. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la conmutación entre la primera y segunda tomacorriente (6a, 6b, 6c, 6d) tiene lugar con la ayuda del control de fase.

5. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque la conmutación tiene lugar si el transformador (2; 2a; 2b; 2c ; 2d) esta esencialmente en la condición de operación de estado estable y en que no hay tomacorriente conmutada si el transformador (2; 2a; 2b; 2c ; 2d) está esencialmente fuera de su condición de operación de estado estable.

6. El dispositivo de conmutación para ajustar, dentro de una cierta escala de ajuste, la relación de transformación entre el devanado primario (4) y el secundario (6) y un transformador de energía (2; 2a; 2b; 2c; 2d) . Que tiene por lo menos un devanado de equilibrio provisto con tomacorrientes (6a, 6b, 6c, 6d) , caracterizado por: un número de conmutadores electrónicos (8a, 8b, 8c, 8d, 10a, 10b, 10c, lOd; 16, 18; 24a, 24b, 24c, 24d; 46a, 46b) que están provistos con una primera y segunda terminal, y que pueden hacerse para conducir unidireccionalmente o bidi rece iona lment e con ayuda de las señales de control (13a, 13b, 13c, 13d) , cuyas primeras terminales están adaptadas cada una para estar conectadas a una tomacorriente (6a, 6b, 6c, 6d) del devanado de equilibrio y cuyas segundas terminales están adaptadas para ser conectadas a la primera o segunda terminal de por lo menos otro conmutador (8a, 8b, 8c, 8d, 10a, 10b, 10c, 10d; 16, 18; 24a, 24b, 24c, 24d; 46a, 46b) ; y un dispositivo de control (14) para suministrar las señales de control (13a, 13b, 13c, 13d) a los conmutadores (8a, 8b, 8c, 8d, 10a, 10b, 10c, 10 d ; 16, 18; 24a, 24b, 24c, 24 d ; 46a, 46b) de tal manera que, para obtener una relación de transformación del transformador que es ajustable de manera esencialmente continua dentro de la escala de ajuste, una primera tomacorriente (6a, 6b, 6c, 6d) es conmutada durante una porción de un ciclo del voltaje alterno del transformador (2; 2a; 2b; 2c; 2d) y una segunda tomacorriente (6b, 6c, 6d, 6a) es conmutada durante otra porción del ciclo del voltaje alterno, la relación de los periodos en los que la primera y segunda tomacorriente (6a, 6b, 6c, 6d) son conmutadas siendo dependientes del valor de la señal de control de relación de transformación del transformador para el dispositivo de control (14) .

7. El dispositivo de conmutación de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el dispositivo de control (14) está adaptado para conmutar entre la primera y segunda tomacorriente (6a, 6b, 6c, 6d) con la ayuda de la modulación de impulsos en duración.

8. El dispositivo de conmutación de acuerdo con la reivindicación 6 o 7, caracterizado porque los conmutadores pueden comprender un circuito paralelo de dos transistores (16, 18) conectados en oposición en serie y dos diodos (20, 22) conectadas en oposición en serie, el punto de conexión entre los diodos (20, 22) estando conectado al punto de conexión entre los transistores (16, 18) .

9. El dispositivo de conmutación de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque los transistores (16, 18) son del tipo IGBT.

10. El dispositivo de conmutación de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el dispositivo de control (14) está adaptado para conmutar entre la primera y segunda tomacorriente (6a, 6b, 6c, 6d) con la ayuda del control de fase.

11. El dispositivo de conmutación de acuerdo con la reivindicación 10 caracterizado porque los conmutadores comprenden tiristores (8a, 8b, 8c, 8d, 10a, 10b, 10c, lOd) conectados en antiparalelo.

12. El dispositivo de conmutación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6-11, caracterizado por lo menos un elemento (26; 28) para limitar el voltaje a través y la corriente a través de los conmutadores electrónicos (8a, 8b, 8c, 8d, 10a, 10b, 10c, lOd; 16, 18; 24a, 24b, 24c, 24d) de tal manera que un cierto valor límite de corriente o voltaje, respectivamente, no se excede, cuyo por lo menos un elemento (26; 28) tiene una primera terminal que está adaptada para ser conectada a una tomacorriente (6e; 6f) del devanado de equilibrio del transformador (2; 2a) y tiene una segunda terminal que está destinada para ser conectada a la primera o segunda terminal de un conmutador (8a, 8b, 8c, 8d, 10a, 10b, 10c, lOd; 16, 18; 24a, 24b, 24c, 24d) .

13. El dispositivo de conmutación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6-11, caracterizado porque por lo menos un elemento (28) para limitar el voltaje a través y la corriente a través de los conmutadores electrónicos (24a) de tal manera que un cierto valor limite de voltaje o corriente, respectivamente, no es excedido, cuyo por lo menos un elemento (28) tiene una primera terminal que está adaptada para ser conectada a la primera terminal de un conmutador (24a) y tiene una segunda terminal que está adaptada para ser conectada a la segunda terminal del conmutador (24a) .

14. El dispositivo conmutador de acuerdo con la reivindicación 12 o 13, caracterizado porque el elemento (26, 28; 27) está formado por una impedancia, un tiristor, un receptor dependiente de voltaje o un protector de voltaje de choque.

15. El dispositivo de conmutación de acuerdo con cualquiera de la reivindicaciones 6-14, caracterizado porque está adaptado para ser alimentado por el transformador (2; 2a; 2b; 2c; 2d) .

16. El transformador (2; 2a; 2b; 2c; 2d) provisto con por lo menos un devanado de equilibrio que tiene tomacorrientes (6a, 6b, 6c, 6d) , y provisto con un dispositivo conmutador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6-15.