Electrónica de Potencia II
ESTABILIZADORES DE VOLTAJE DE CORRIENTE CORRIENT E ALT ALTERNA INTRODUCCION La mayor parte de los dispositivos electrónicos requieren de voltajes continuos para operar. Las baterías son una opción útil pero tienen un tiempo de operación limitado, li mitado, otra opción consiste consis te en generar la fuente de alimentación usando la red de 220v A !"#$%. &sta tensión puede ser manipulada f'cilmente usando un ("A)* y circuitos rectificadores, los que sumados a un dispositivo regulador proporcionan diferentes valores de tensión. &n este artículo, se anali+aran los estabili+ado estabili+adores res m's simples, simples, los cuales se iran modificando modificando asta obtener configuracion configuraciones es m's complejas y mejoradas. &n la parte final se anali+aran los estabili+adores !reguladores% basados en circuitos integrados !-%, mostrando algunos mtodos para aumento de la corriente de salida salida y protecc proteccion iones, es, present presentand ando o a alguno algunoss comúnm comúnment entee usados usados en el mercad mercado o y la industria.
MARCO TEÓRICO Los convertidores de la electrónica de potencia producen - e inyectan armónicos de corriente en el sistema de distribución de electricidad. &/iste una intercone/ión entre un sistema de electr electróni ónica ca de potenc potencia ia y el sistem sistemaa de distri distribuc bución ión de electr electricid icidad ad que minimi minimi+a +a estos estos problemas potenciales. A continuación mencionaremos las principales perturbaciones del sistema sistema de suminis suministro tro de energ energía ía !red !red elctr elctrica ica%% y en la utilida utilidad d de los conver convertido tidores res de electrónica de potencia para impedir que dicas perturbaciones trastornen la operación de cargas críticas, como computadoras que controlen procesos importantes, equipos mdicos, etctera.
ESTABILIZADOR DE VOLTAJE &s un dispositivo electrónico que permite corregir el voltaje e/istente en la línea de energía elctrica. (iene la abilidad de corregir tanto valores bajos como valores altos en la entrada y regula la salida alrededor de su valor nominal 1 3n ejemplo de &stabili+ador de tensión tiene las siguientes partes en su interior4 5. 6laca de ontrol 2. Auto7transformador 8. &lementos de potencia 9. )iltros y protecciones &l siguiente es un esquema de intercone/ión de los bloques que lo conforman.
1
Electrónica de Potencia II
ANALISIS Y DESCRIPCION DESCRIPCIO N DEL CIRCUITO ESTABILIZADOR DE VOLTAJE VOLTAJE &l an'lisis del circuito se a desarrollado parte por parte4
-
Trans ansform formad ador or y Do Dodo do P!"n P!"n#" #" La relaci relación ón de conver conversión sión del transf transform ormado adorr ("5 es de :.9;45 :.9;45 a contin continuac uación ión se muestran solo algunas de las relaciones que usaremos para anali+ar el circuito ya que nuestra red debe variar de 2<0v=5:0v.
Vn
Vs"$
2<0
2>.<<
290
2:.8;
280
2?.5>
220
2;,00
258
2<.5?
20<
29.28
5>;
28.5;
5::
22.22
5:0
25,2:
2
Electrónica de Potencia II
La se@al de la onda en el punto A ser' como se muestra en la figura siguiente4 6ara este caso anali+ando con un voltaje de entrada 220ac tendremos en el secundario 2;ac BC 8;.??, los diodos tienen una caída de voltaje de 0.;v, como pasa por 2 diodos ser' 5.2v a lo que en el punto A tendremos4 A D 8;.??p E 5.2p
→
A D 8<.p BC A D 2<.5ac
&sta onda es la que va ir a la entrada del diodo F< y nos servir' para anali+a la configuración del detector de pico !F< y 5% y doble regulación !"2, "8, G5 y G2%.
-
D"#"$#or d" P$o y Do%&" R"'!&a$(n
3
Electrónica de Potencia II &l Fetector de pico formado por F< y 5 nos sirve para rectificar de manera precisa una se@al, sigue los picos de voltaje de una se@al y almacena en un capacitor 5 el valor m'/imo que se aya alcan+ado. &l voltaje pico m's elevado se almacena asta que se produce la descarga del capacitor 5.
Hrafica de la onda de entrada al diodo F< y la onda en el condensador 5 !6unto "2 !5%% &l circuito formado por las resistencias "2 y "8 y los diodos +ener G5 y G2 forman la doble regulación de voltaje. &n el punto "2 !2% la se@al de salida es una onda casi de forma lineal de 5
La cual usaremos este voltaje de 52v como entrada para allar los voltajes referencia !ref% de las entradas del L#829.
4
Electrónica de Potencia II
-
)s#*r"ss d" &a B+s$!&a S$,m## &l valor de -IJ que ace que la salida del comparador conmute de 0 a nivel alto !sat% viene dado por la e/presión4 -IJ D ref K 5 M !"2="5%N O el valor de in que ace que la salida del comparador conmute del nivel alto !sat% al nivel bajo viene dado por esta otra e/presión4 -IL D ref K 5 M !"2="5%N 7 sat K !"2="5%
6ara el circuito -I es que va a M del *pamp y ref es el 7 del *pamp alculando los valores -IJ y -IL para los 9 *pamps, con M D 52v y 7 D 0v4 P 6ara el *pamp 354F tenemos4 -IJ D 5.>8 ! 5 M 2?Q = 50# % → -IJ D 5.>9v 5
Electrónica de Potencia II
P
P
P
-IL D 5.>8 ! 5 M 2?Q = 50# % E 52 ! 2?Q = 50# %
→
6ara el *pamp 354 tenemos4 -IJ D 8.:; ! 5 M 8>Q = 50# % -IL D 8.:; ! 5 M 8>Q = 50# % E 52 ! 8>Q = 50# %
→
-IL D 5.>0v
-IJ D 8.::v →-IL D 8.:8v
6ara el *pamp 354R tenemos4 -IJ D <.?> ! 5 M <;Q = 50# %
→
-IJ D <.:2v
-IL D <.?> ! 5 M <;Q = 50# % E 52 ! <;Q = 50# %
→
-IL D <.?;v
6ara el *pamp 354A tenemos4 -IJ D ?.?2 ! 5 M <;Q = 50# %
→
-IJ D ?.?;v
-IL D ?.?2 ! 5 M <;Q = 50# % E 52 ! <;Q = 50# %
→
-IL D ?.?0v
6ara poder graduar el -I usamos los potenciómetros a una medida deseada para lograr el voltaje indicado.
-
.!n$onam"n#o d"& Transs#or $i el -I"&$-$(&I-A D 0 entonces la - D -R D -& D 0, se dice que el transistor se encuentra en corte como se observa en la figura de la dereca. $i el -I"&$-$(&I-A D 52, se dice que el transistor se encuentra en saturación como se observa en la figura de la i+quierda.
6
Electrónica de Potencia II
-
An+&ss d" &a E#a/a d" Po#"n$a &n la )igura 5 se muestra el circuito de la etapa de potencia del estabili+ador de oltaje de 220 ac, el cual tiene un voltaje de entrada que varía entre 5:0 y 2<0.
Figura 1: Gráfica de la etapa de Potencia
6rocedemos a calcular los valores que van a ir en cada tap del autotransformador. omen+ando con el (A6 5, para ello agarramos el voltaje m'/imo de entrada, en este caso 2<0 va ser equivalente al voltaje m'/imo de salida, 220 M 9 D 22:.:, como se desea obtener 220 obtendremos el valor del (A6 5 por regla de tres simple directa, ya que al bajar el oltaje de entrada tambin bajaría el oltaje de salida. Oa obtenido este valor del (A6 5 procedemos a calcular el oltaje mínimo de entrada para este (A6, para 220 tenemos 202 en el tap 5, y tenemos 220 7 9 D 555.2 como voltaje de salida mínimo, por regla de tres simple obtenemos el valor del oltaje mínimo de entrada. 6ara los siguientes tap se ace de la misma forma, los resultados de estas operaciones se muestra en la )igura IS 24 7
Electrónica de Potencia II Ta/ 0
Ta/ 1
2<0
BC
22:,:
220
BC
T5
220
BC
202
a5
BC
255,2
20 3 141 a0 3 164
280
BC
22:,:
220
BC
T2
220
BC
25>
a2
BC
255,2
Ta/ 6
21 3 105
a1 3 106
Ta/ 7
258
BC
22:,:
220
BC
T8
220
BC
28?
a8
BC
255,2
26 3 168 a6 3 05:
5>;
BC
22:,:
220
BC
T9
220
BC
2
a9
BC
255,2
27 3 198
a7 3 0;4
Figura Nº 2: Datos calculado para los taps del autotransformador
PARA EL TAP 0 164<
VTAP 0 3 141<
X 1=
a 1=
VENT MA2 3 194<
220 V × 228.8 V 250 V
⟹
X 1 = 202 V
⟹
a 1=230 V
220 V × 211.2 V 202 V
VENT MIN 3
Fonde4 (A6 5 D T5 y &I( #-I D a5
PARA EL TAP 1 106<
VTAP 1 3 105<
X 2=
a 2=
VENT MA2 3 164<
220 V × 228.8 V 230 V
⟹
X 2=219 V
⟹
a 2=213 V
220 V × 211.2 V 219 V
Fonde4 (A6 2 D T2 y &I( #-I D a2
8
VENT MIN 3
Electrónica de Potencia II PARA EL TAP 6 05:<
VTAP 6 3 168<
X 3=
a 3=
VENT MA2 3 106<
220 V × 228.8 V 213 V
⟹
X 3=237 V
⟹
a 3 =196 V
220 V × 211.2 V 237 V
VENT MIN 3
Fonde4 (A6 8 D T8 y &I( #-I D a8
PARA EL TAP 7 0;4<
VTAP 7 3 198<
X 4 =
a 4=
VENT MA2 3 05:<
220 V × 228.8 V 196 V
⟹
X 4 =257 V
⟹
a 4 =180 V
220 V × 211.2 V 257 V
VENT MIN 3
Fonde4 (A6 9 D T9 y &I( #-I D a9
La )igura IS 8 nos muestra la etapa de potencia con los valores de los (ap
Figura Nº 3: Gráfica de la etapa de Potencia
6ara calcular la corriente4
9
Electrónica de Potencia II
Figura Nº 4: Gráfica de la etapa de Potencia y Corrientes del autotransformador
Fe la )igura IS 9 podemos calcular la corriente -2 !
P =
! 2
"
, como 6salida
<00 =
220
=
=
<00U
2.2?
Figura Nº #: Gráfica del transformador para calcular la corriente !3
omo el voltaje m'/imo del autotransformador es 2
=
! 2 K "out
10
Electrónica de Potencia II ! 8 K 220
! 8
=
=
2.2? K 8?
0.8:
PERTURBACIONES DE LA RED EL=CTRICA La red de distribución de baja tensión presentaría, en ausencia de usuarios !carga%, una onda de tensión de calidad que solo se vería perturbada ocasionalmente, por fallas en las líneas y centros de transformación, maniobras y descargas elctricas atmosfricas principalmente. $i bien puede que los equipos particulares de una instalación operen correctamente, las alteraciones o anomalías que estos producen pueden afectar o da@ar los consumos y cargas de una instalación vecina conectada al mismo alimentador o empalme. 6or lo cual cada usuario debería evaluar las características de la energía de alimentación requerida para sus consumos, protegindose de acuerdo con los requerimientos particulares de su carga crítica. Adem's las cargas pueden averiarse por consumos anómalos cortocircuitos e/ternos que deben ser aislados de su sistema de alimentación. Las perturbaciones de red de corriente elctrica pueden clasificarse por la permanencia de su origen en dos categorías4
P"r#!r%a$on"s a&"a#oras $on Vfenómenos aleatorios pasajeros que tienen su origen en los elementos que constituyen la red, líneas, transformadores, cables, etc. o en la propia instalación del abonado. La consecuencia típica de estas perturbaciones es la de provocar una caída de tensión transitoria y en ocasiones un corte m's o menos prolongado en determinadas +onas de la redV.
P"r#!r%a$on"s "s#a$onaras $on Vfenómenos de car'cter permanente, o que se e/tiende a lapsos de tiempo bien definido. &stas perturbaciones tienen, en su mayoría, origen en el funcionamiento de ciertos equipos locali+ados normalmente en la instalación del abonadoV.
.UENTES DE PERTURBACIONES Las fuentes que producen estas perturbaciones son muy diversas. $e ocasionan sobretensiones por disminuciones repentinas en la carga del sistema, lo que causa el aumento del voltaje. Las tensiones bajas se ocasionan por condiciones de sobrecarga, por el arranque de motores de inducción o por mucas otras ra+ones. *casionales picos grandes de voltaje pueden ser el resultado de la entrada o salida de condensadores de corrección de factores de potencia, líneas de energía o incluso motores de bombas o compresores en las inmediaciones. &l truncado de la forma de onda de voltaje puede ser consecuencia de convertidores de tiristores de A a de frecuencia de línea del tipo, en caso de que se usen estos convertidores para la intercone/ión de equipos electrónicos con el sistema de suministro de energía. &stos convertidores producen un cortocircuito en la fuente de tensión de A a travs de la impedancia 11
Electrónica de Potencia II de A del sistema en forma repetitiva. Los armónicos de voltaje pueden ser resultado de diversas fuentes, como la saturación magntica de transformadores del sistema de energía y las corrientes armónicas inyectadas por cargas de electrónica de potencia. &stas corrientes armónicas que fluyen a travs de las impedancias del sistema de A producen voltajes armónicos. La mayoría de los equipos de electrónica de potencia produce interferencias debido a la conmutación r'pida de tensiones y corrientes.
DISTURBIOS ELECTRICOS> CAUSAS> SINTOMAS y SOLUCIONES 7
Ba?o
7
So%r"
7
Trans#oros @#rans"n# y /$os @s/" $on subidas de tensión breves y fuertes, generalmente con una duración no mayor de uno o dos ciclos, B 0.05; seg. Los transitorios son m's peligrosos que los picos porque llevan m's energía y duran m's tiempo. ausas4 Fescargas atmosfricas, cambios de abastecimiento de energía, funcionamiento de motores y elevadores. $íntomas4 orrupción en los datos, errores de procesamiento, errores en la transferencia de datos, prdidas de datos e información. *casiona da@os en los equipos, afecta teclados, ratones, monitores y en general la electrónica de la m'quina. $olución4 supresores de picos.
7
A/a'on"s @O!#a'" Or B&a$o!# )alta de electricidad, tcnicamente se describe como la ausencia de electricidad por un tiempo de medio ciclo o m's. ausas4 )alta de generación o transformación de energía, sobrecarga en la línea !fusibles y disyuntores%, accidentes, fallas en los equipos. 12
Electrónica de Potencia II $íntomas4 )usibles quemados, disyuntores disparados, descone/ión de equipo, prdida de información, caídas abruptas de redes, da@os en las bases de datos y en las aplicaciones. $olución4 Heneradores, 36$, plantas elctricas.
7
R!do @nos" Los de ")- !radio frecuency interferency% y - !electro magnetic interference% transmitidos por la línea A, tambin el que se da entre neutro y tierra. ausas4 La operación normal de las computadoras, se@ales de radio V")-V , televisión y microonda. ampos electromagnticos V-V, equipo de soldadura, acondicionadores de aire, calentadores. $íntomas4 (ransmisión incorrecta de los datos, nieve en monitores, errores de monitor e impresora, bloqueo de teclados, caída de programas y aplicaciones, corrupción de los datos en discos duros, da@os en la fuente de poder de las computadoras. $oluciones4 transformadores aisladores, filtros de línea, pantallas de protección aterri+adas.
7
Ds#ors(n D" La Onda @a<"form ds#or#on La m's común son &os arm(n$os, que es una distorsión de voltaje y son múltiplos naturales de la onda fundamental !;0 J+%, la quinta y la stima son las m's comunes. ausas4 argas lineales, generadores de respaldo, cambios de abastecimiento de energía, #otores de varias velocidades, balastros. $íntomas4 &rrores en la transmisión de datos, equipo da@ado, alta corriente en el neutro. $olución4 Aumentar el tama@o del transformador, usar transformadores de aislamiento !de factor VQV% que tienen mayor contenido de cobre, los ay factor 5, 9, >,58,5> etc., filtros !capacitores% de línea.
7
Vara$(n D" .r"$!"n$a @fr"$!"n$y
Electrónica de Potencia II 7
T"rra .s$a @'ro!ndn' $ond!$#or Aunque en si no constituye un disturbio elctrico es decir propio de la calidad de energía, si es un elemento de gran importancia de an'lisis independiente, los objetos de la misma son la /ro#"$$(n y el r"ndm"n#o de los equipos. ausas4 Fiferencia de potencial de tierras, tierra defectuosa, tierra insuficiente, falta de tierra. La instalación de varias tierras en un circuito ocasiona diferencias de potencial en esos puntos y lasos de corriente a travs de los mismos y de los equipos. La ausencia total de la misma pone en peligro la integridad de la vida de los usuarios, de los equipos lineales, la infraestructura y los equipos no lineales así como la información en ellos contenida. $íntomas4 &rrores de lectura=escritura en discos, errores en el funcionamiento general de los equipos computacionales. $olución4 (ierra de seguridad y mejoradores de tierra. Iota4 Al neutro se le conoce en ingls como !grounding circuit conductor%.
T"ns(n ns!f$"n#" @%rono!# La tensión es sustancialmente m's baja que su valor nominal para unos cuantos ciclos.
P!&sos /ar+s#os d"
.orma d" onda d"
In#"rf"r"n$a "&"$#roma'n*#$a &sto se refiere al ruido de alta frecuencia que llega por la línea de la red elctrica o radiada desde su fuente.
ESTABILIZADORES DE VOLTAJE Y ACONDICIONADORES DE LINEA Los estabili+adores de tensión son equipos cu ya función es mantener un voltaje de salida estable mientras la tensión de entrada este dentro del rango de trabajo de la unidad, generalmente . nominal M=7 5<. 6ara aumentar el nivel de protección acia la carga, algunos equipos incorporan elementos adicionales tales como, protección de sobre=bajo voltaje de salida, filtro de línea o $upresor de transientes !transitorios%, los cuales permiten reducir o eliminar otras anomalías o interferencias de las redes elctricas comerciales. &n situaciones donde el potencial entre Ieutro y (ierra es elevado o e/iste un nivel muy alto de interferencias !ruido o transitorios%, se les incorpora un transformador de Aislamiento de relación 545 con blindaje conectado a tierra !pantalla%, transform'ndose el equipo en un Acondicionador de Línea, asegurando una alimentación limpia y estable necesaria en cualquier proceso sensible.
14
Electrónica de Potencia II
TIPOS DE ESTABILIZADORES Fe acuerdo con la tecnología empleada para la regulación de la tensión, e/isten distintos tipos de estabili+adores4
S"r
E&"$#r(n$os $on equipos que basan su principio de operación en un autotransformador con tomas múltiples conectadas cada una a un $" o (riac, los cuales operan como conmutador est'tico controlados por una electrónica que selecciona el semiconductor adecuado para mantener la regulación deseada. 6or ser equipos 500 de estado sólido presentan e/celente tiempo de respuesta frente a variaciones de bruscas de tensión en la entrada o cambios de carga.
."rror"sonan#" &st' constituido por un transformador especial de tres bobinados, en el cual uno de ellos se encuentra sintoni+ado a la frecuencia de red con un capacitor, formando un circuito tanque. &sto le permite absorber peque@as y bruscas variaciones en la tensión de línea, como micro cortes o transitorios. (iene alta velocidad de respuesta, permitiendo que la tensión de salida no presente saltos y sea estable dentro de un cierto rango de entrada. &l factor de atenuación de ruidos elctricos es alto debido al transformador separador, pero son mec'nicamente ruidosos, con bajo rendimiento al generar muco calor, adem's de ser voluminosos y pesados.
Es#a%&ador a R"&* $u principio de operación es similar a los equipos electrónicos pero en los cuales la conmutación !regulación% se efectúa por medio de un "el con lo cual se producen microcortes de asta 50 ms. en cada paso de regulación. $e emplean para aplicaciones donde no se requiere muca precisión ni velocidad de respuesta.
Es#a%&ador"s Con#n!os 3tili+a un autotransformador con un núcleo de ierro de forma toroidal con una parte de su bobinado accesible tanto mec'nica como elctricamente. $obre esa sección del bobinado se desli+a una escobilla de carbón, que se sitúa en la posición correcta para obtener la tensión de salida deseada. &l movimiento 15
Electrónica de Potencia II de la escobilla se lleva a cabo mediante un servomotor comandado por un circuito electrónico de control. &ste tipo de estabili+ador es muy utili+ado para alimentar cargas que poseen corrientes de arranque importantes, como motores, equipos de aire acondicionado, bombas, etc. $e caracteri+a justamente por su alta capacidad de sobrecarga moment'nea y por no presentar saltos en la tensión de salida, pero la velocidad de respuesta es muco m's lenta que el de los otros t ipos de estabili+adores.
Es#a%&ador /or /asos $u funcionamiento se basa en el empleo de un autotransformador en paralelo con la carga, con varias derivaciones que se seleccionaran según el valor de la tensión de entrada en ese momento, compensando la variación en mas o menos. La derivación es seleccionada autom'ticamente mediante un sistema electrónico de control. &ste sistema funciona bien con cargas estables donde puede preverse la caída que se produce en el bobinado que conduce la corriente. A mayores potencias y cargas variables es necesario circuitos de regulación m's elaborados. La forma de conmutar los distintos bobinados del auto transformador es utili+ando conmutadores mec'nicos !rels o contactores% ó electrónicos !triacs%. Los primeros soportan mejor las sobrecargas transitorias, como por ejemplo las producidas por arranque de motores pero tienen menor velocidad de respuesta. Los equipos con triacs son m's r'pidos pero m's sensibles a las variaciones d=d( ó cortocircuitos.
Es#a%&ador #/o %oos#"r &ste dispositivo presenta diferencias con respecto a los anteriormente descritos. &n primer lugar la corriente de carga no circula por los elementos de conmutación. &n segundo lugar la compensación por variación de la tensión de entrada tiene lugar en un transformador de potencia !(6% cuyo secundario est' en serie con la carga y conduciendo permanentemente. #odificando la corriente del primario del (6 en un sentido u otro, se consigue un grado de compensación que tambin depende de la relación de transformación del (6 que es un par'metro de dise@o. &sta corriente de compensación proviene de un autotransformador en paralelo con la carga, cuyas derivaciones se conectan en la forma adecuada con el primario del (6. Fe esta manera se consigue que las corrientes por los dispositivos de conmutación sean relativamente bajas e/tendiendo la durabilidad y elevando la confiabilidad del sistema. &l presente trabajo consistió en el dise@o e implementación de un &( de cuatro pasos tipo booster accionado por rels.
Ds"Fo d"& "s#a%&ador Boos#"r &l dise@o de este estabili+ador de tensión se encaró teniendo como base la potencia de la carga, fijada de antemano en <000A con la cual se cubre un campo bastante amplio de aplicaciones industriales y domiciliarias. $e planteó la conveniencia de implementarlo en un esquema por pasos tipo booster o realimentado por varias ra+ones4 por un lado la corriente principal estimada en 22,? A a tensión nominal no circula por ninguno de los actuadores electromec'nicos sino que pasa directamente a travs del secundario del transformador de potencia. Adem's se estima que se tomar' entre un 50 al 52 de la potencia total de la carga como potencia de control distribuida entre el (6, el autotransformador y la electrónica de control propiamente dica. omo consecuencia, los componentes empleados manejan menores valores de corriente, reduciendo el costo del producto final. &l desarrollo del estabili+ador implica el dise@o del (6, del autotransformador y la electrónica. #ediante la ecuación !5% $e calcula el 'rea central del núcleo del autotransformador a partir del valor de la potencia a manejar, que resulta 16
Electrónica de Potencia II del producto de la tensión sobre el secundario por la corriente de carga mas la del autotransformador, o sea 2</2
&ste valor nos conduce a una laminación est'ndar IS ;00/<0 de 2
Fel c'lculo de I6 y I$ resulta un valor de 2?0 y 9: vueltas respectivamente. #ediante las ecuación !2% se confeccionó una tabla con las tensiones de entrada, de compensación y de salida corregida. $e indican aquellos valores de transición en los que se reali+a la adición o la sustracción de tensión en forma inductiva. $e consideró una tensión de línea mínima de 5:0 y de 2<0 como m'/ima, que implica un rango de corrección de ?0. $e establecieron tres +onas de trabajo en las que los actuadores corrigen las diferencias de tensión. -nicialmente y asta un nivel de entrada de 20; los rels est'n desactivados pero el sistema igualmente compensa en 2< apro/imadamente por configuración circuital. a partir de ese valor y asta llegar a los 25: el aporte es de 52,<. Fesde este punto y asta los 22> no ay corrección, y finalmente desde 280 la compensación es de E52,<. &n la figura !5% se presenta el diagrama en bloques del sistema.
17
Electrónica de Potencia II Las corrientes para la e/citación del primario del transformador de paso provienen de un autotransformador que toma la salida como punto de referencia y alimentación. &l seguimiento de las variaciones se reali+a sobre una tensión proporcional a la entrada y se la compara permanentemente con una de referencia estable. La electrónica de control se alimenta desde un bobinado secundario del autotransformador. &ste bloque activa o desactiva los rels en forma secuencial, de acuerdo al valor que se necesita para la compensación !ver (abla%. &l mismo est' dise@ado de tal forma que ofrece un margen de istresis en la comparación para asegurar que los rels queden efectivamente accionados evitando la incertidumbre, no siendo este margen mayor de 8 voltios.
&l sensor de tensión de línea se implementó con el puente de diodos, el par de resistencias "5 "2 y un filtro con una constante de tiempo que surge como compromiso entre la mayor estabilidad de la muestra y la rapide+ de respuesta del sistema. La función de los integrados es comparar la tensión de entrada actual con tensiones proporcionales a una de referencia, y actuar sobre los transistores e/citadores. omo los tres rels est'n inicialmente desactivados la tensión de e/citación sobre el transformador es de 5<0. uando se activa el primer rel baja a ?< y activando el segundo se cortocircuita el primario inibiendo la generación de compensación. &n este punto el (6 se comporta como un transformador de intensidad, ya que no induce tensión en el secundario, lo que ocurre cuando la entrada no necesita corrección. $e comprobó que era necesario un capacitor para proteger los contactos de los rels ya que los mismos est'n conectados en serie. 18
Electrónica de Potencia II
.UNCIONAMIENTO DEL ESTABILIZADOR DE VOLTAJE &l funcionamiento del estabili+ador de voltaje es de la siguiente manera4 La etapa de control del estabili+ador de voltaje est' permanentemente observando y midiendo el voltaje que ay en la línea de energía elctrica donde esta conectado. &n función del valor que e/iste en ese momento decide que acer para poder entregar a su salida el Zoltaje regulado[. 6ara poder reali+ar este proceso de entregar a su salida el Zoltaje regulado[ se ace uso del autotransformador y de los relay\s. uando el voltaje es bajo !mayor a 5:0v% conecta a travs de los relay\s etapas elevadoras del auto7transformador para obtener a la salida el Zoltaje deseado[, de manera similar ocurre cuando el voltaje de entrada es elevado !menor de 2<0v%, se conectar' etapas reductoras del autotransformador para obtener el mismo resultado que antes. $i el voltaje es Zmuy bajo !menor 5:0v%[ o Zmuy alto !mayor a 2<0v%[ el estabili+ador si bien elevara o reducir' no podr' acer que el voltaje a la salida sea el mismo que antes, es decir sale de rango.
Cara$#"rs#$as d"& "s#a%&ador d"
&ntrada !tensión= frecuencia% D normalmente 220A 7 ;0J+ "ango de estabili+ación D que puede oscilar entre !5:0 a 2<0%, fuera de esos rangos corta la alimentación (ensión de salida4 220 M=7 9 6otencia D <00 U 6rotecciones con )usible
APLICACIONES DEL ESTABILIZADOR DE VOLTAJE Los estabili+adores de voltaje se utili+an en redes elctricas de suministro que tengan fluctuaciones de voltaje. &stas unidades proporcionan un voltaje de salida constante a la carga, independientemente de las variaciones en el suministro y esto permite que el equipo conectado funcione correctamente.
19
Electrónica de Potencia II Jay numerosas aplicaciones para los estabili+adores de voltaje pero principalmente son utili+ados en equipos donde e/iste sensibilidad de voltaje tales como líneas de producción optimi+adas de alta eficacia, equipos fotogr'ficos, sistemas de pruebas y calibración, centro de cómputos y redes inform'ticas, aplicaciones industriales, equipos meteorológicos, mdicos y de laboratorio.
RE.ERENCIAS ttp4==WWW.unne.edu.ar=unnevieja=Ueb=cyt=com200<=?7(ecnologia=(70::.pdf ttp4==quidel.inele.ufro.cl=]juircan=6F)^(*$--=reguieee.pdf ttp4==campus.fi.uba.ar=mod=folder=vieW.pp_idD29>
20