Generador de sots de tensió programable d'estructura Back to Back per l'assaig de convertidors de freqüència

Abstract

En els darrers anys l’electrònica de potència ha permès que l’industria adquireixi un grau d’automatització molt important. La tendència actual és que l’element principal del procés productiu, el motor elèctric, porti associat casi sempre un convertidor de freqüència. Això ha incrementat la problemàtica associada als sots de tensió ja que els convertidors de freqüència són susceptibles a aquestes pertorbacions de la xarxa de distribució elèctrica. Per aquest motiu hi ha molt interès en estudiar el comportament d’aquests equips enfront els sots. L’objectiu d’aquest projecte és dissenyar i construir un generador de sots trifàsic, de 400V i fins a 70kVA, per tal de posar a la pràctica una proposta d’assaig normalitzat per comprovar l’efecte dels sots sobre els convertidors de freqüència comercials. Aquest prototipus ha de ser capaç de generar sots equilibrats i desequilibrats tant en càrrega lineal com en càrrega no lineal. Com a innovació, respecte els generadors de sots tradicionals, l’estructura de potència d’aquest s’ha implementat a partir d’un rectificador actiu a l’entrada i un ondulador trifàsic a la sortida, estructura coneguda com a Back to Back. El rectificador actiu permet elevar la tensió del bus de contínua a un valor desitjat, superior a la tensió de xarxa rectificada, consumint un corrent sinusoïdal i amb un factor de potència programable. Per al control de l’ondulador s’ha desenvolupat un novedós mètode basat en el tractament multi-harmònic de les senyals de tensió i corrent. Com a resultat del mateix s’ha obtingut una ona de tensió trifàsica de 400V amb un THD del 1.2% amb càrrega no lineal. També és possible sintetitzar una ona de tensió amb el contingut harmònic programable. Per la construcció de l’equip, a més, s’han dissenyat i construït dues plaques d’electrònica. Una és referent a la potència, el drivers i l’altre és la placa del controlador del sistema, basada en el DSP F2812 d’última generació. El resultat final d’aquest projecte és un generador de sots capaç de produir sots equilibrats i desequilibrats podent programar la profunditat, temps de sot, l’angle d’inici i contingut d’harmònics. Es té doncs un equip que compleix els objectius plantejats inicialment i de molta flexibilitat que permet dur a terme altres assajos a màquines elèctriques, ja que es pot reproduir qualsevol xarxa elèctrica en qualsevol situació.