Armónicas en Rectificadores Trifásicos y Disminución de Sobrevoltajes Transitorios en Controladores de Corriente Directa

Abstract

La electrónica de potencia ha ayudando a implementar procesos de producción más eficientes en la industria, sin embargo, provoca disturbios eléctricos que se tienen que limitar o bien se debe proteger todas las cargas sensibles de sus efectos. El presente trabajo muestra cómo se puede mitigar dos problemas de calidad de energía eléctrica, armónicas y sobre voltajes transitorios, en aplicaciones como rectificadores trifásicos y controladores de velocidad. Cuando hablamos de armónicas nos referimos a las corrientes y voltajes cuyas frecuencias son mÚltiplos de la frecuencia fundamental de la alimentación. Las cargas no lineales conectadas a la red eléctrica absorben corrientes en impulsos bruscos. Estos impulsos crean ondas de corriente distorsionadas que originan a su vez corrientes armónicas de retorno hacia otras partes del sistema de alimentación. Los rectificadores monofásicos y trifásicos son el ejemplo más típico de cargas no lineales que se encuentran operando en todos los sistemas eléctricos industriales. El empleo de transformadores para rectificación se ha convertido en una práctica muy comÚn en las empresas manufactureras que, dentro de sus procesos, operan hornos de inducción. En este trabajo se muestra la configuración y los pasos a seguir para implementar un rectificador de 24 pulsos basado en un arreglo de bancos de transformadores. Se destaca las ventajas que existen entre los esquemas de 6, 12 y 24 pulsos para la rectificación. En líneas de prensas donde se utilizan controladores de velocidad para los motores, la presencia de sobre voltaje transitorios, es un problema que afecta a los dispositivos sensibles del sistema. Se presenta el caso donde, dentro de una línea de 10 motores que se controlan por controladores de CD con reactores en serie, la generación de sobre voltajes transitorios es muy severa afectando la producción. Se comprueba que la instalación de bancos de transformadores para la rectificación en 24 pulsos, disminuye el porcentaje de distorsión armónica que se inyecta a la red, además se obtiene una mejor salida. Se demuestra también que la instalación de reactores de choque para protección de los motores en una línea donde se encuentran controladores conectados en paralelo, no siempre resulta ser efectiva, ya que agrava los disturbios que generan los propios controladores, provocando su falla. Se demuestra la efectividad de una propuesta de protección para los controladores mediante el uso de vectores.