laboratorio de conversores estáticos práctica n°5

LABORATORIO DE CONVERSORES ESTÁTICOS
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
Campus Politécnico "J. Rubén Orellana R."
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
Carrera de Ingeniería Electrónica y Control
LABORATORIO DE CONVERSORES ESTÁTICOS
PRÁCTICA N°5
1. TEMA
ARMÓNICOS DE CORRIENTE, RESONANCIA EN LA RED Y DISEÑO DE FILTROS
2. OBJETIVOS
2.1. Observar los efectos que produce en la red la circulación de armónicos de
corriente provocados por la operación de un conversor AC-DC con tiristores y
verificar la eficiencia de filtros resonantes para eliminar este tipo de problemas.
3. INFORMACIÓN
Figura 1. Circuito equivalente conversor AC/DC
Dirección: Ladrón de Guevara E11-253
Teléfono: (02) 2976300 Ext.2209
Quito - Ecuador
Correo: [email protected]
LABORATORIO DE CONVERSORES ESTÁTICOS
En el esquema anterior se tiene la representación de una fase de la red que alimenta a un
conversor. El conversor es visto por la red como una fuente de corriente alterna de
frecuencia hf (h = orden armónico). La inductancia (Xc1 + Xc2) en serie con la red
representa a la reactancia de conmutación; el capacitor C representa a la capacitancia total
equivalente entre fase y neutro y que usualmente está dada por un banco de capacitores
puesto para corregir el factor de potencia. Lf y Cf son los elementos del filtro resonante.
4. TRABAJO PREPARATORIO
4.1. Preparar un diagrama de simulación para PSIM que permita observar voltajes y
corrientes en los diferentes puntos de operación del circuito de la figura 1.
4.2. Consultar la expresión que permite establecer la amplitud del armónico de orden
h de la corriente de entrada a un conversor AC-DC totalmente controlado de p
pulsos.
4.3. Suponiendo que p = 6, determinar analíticamente los valores que deberemos dar
a Xc y C para que la red entre en resonancia con el armónico de orden h = 5.
Considerándose que el transformador es de 100 KVA, 220 VLL en el secundario,
Zp.u. del 3%, trabajando con una instalación dedicada y alimentando una carga
de 100 A.
4.4. Para el mismo caso, calcular los valores adecuados que deberían tener Lf y Cf
para que se constituyan en un filtro adecuado para esa componente armónica.
5. EQUIPO Y MATERIALES
5.1. Computador
5.2. Software de simulación PSIM
6. PROCEDIMIENTO
6.1. Obtener las formas de onda de voltaje en la fuente, en el punto de acople común
y en la entrada al conversor, cuando la red está resonando al quinto armónico y
sin presencia del filtro.
6.2. Obtener, en las condiciones anteriores, las formas de onda y magnitudes
de las corrientes en cada ramal del circuito.
6.3. Repetir los dos pasos anteriores, añadiendo el filtro de armónicos.
6.4. Obtener de la simulación los datos que permitan dimensionar totalmente a
los elementos del filtro: voltajes, corrientes, potencias reactivas, etc.
7. INFORME
7.1. Presentar las formas de onda obtenidas en el laboratorio.
Dirección: Ladrón de Guevara E11-253
Teléfono: (02) 2976300 Ext.2209
Quito - Ecuador
Correo: [email protected]
LABORATORIO DE CONVERSORES ESTÁTICOS
7.2. Comentar los resultados obtenidos en la práctica.
7.3. Adicionalmente presentar lo solicitado por el instructor de laboratorio.
7.4. Conclusiones y Recomendaciones
7.5. Bibliografía.
8. REFERENCIAS
[1] M. Rashid, Power Electronics Handbook, Devices, Circuits and Applications, USA:
Elsevier, 2011.
[2] Ned Mohan, "Power Electronics, a First Course", John Wiley & Sons, Inc. USA 2012,
ISBN13: 978-1118074800
[3] M. Rashid, "Electrónica de Potencia,"3ra edición Prentice Hall, 2010, ISBN-10:
9702605326
Responsable:
Ing. Santiago Chaglla
Revisado por:
Ing. Nelson Sotomayor MSc
Dirección: Ladrón de Guevara E11-253
Teléfono: (02) 2976300 Ext.2209
Quito - Ecuador
Correo: [email protected]