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Encuentro de Investigación en IE, 5 — 7 de Abril, 2006
Encuentro de Investigación en Ingeniería Eléctrica Zacatecas, Zac, Abril 5 — 7, 2006
Técnicas de control PWM en rectificadores controlados
Francisco Eneldo López Monteagudo1, José Álvarez Pérez2, Miguel Eduardo González Elías2 y Jorge Luis Portal Gallardo2.
Universidad Central de Las Villas, Cuba, Universidad Autónoma deZacatecas, México, CP-98000. TEL: +(492)9239407, ext. 1504, correo-e: [email protected], [email protected], [email protected]
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Resumen — En el presente trabajo se obtienen criterios de diseño de los circuitos de control con técnicas PWM en rectificadores controlados y se realiza un estudio sobre su comportamiento con diferentes cargas empleando herramientas de simulación, por lo quese concluye que para elevar la calidad de la potencia es necesario emplear técnicas avanzadas de conmutación, con baja distorsión armónica de la corriente y un alto factor de potencia de entrada, modulando del ancho de los pulsos (PWM). Finalmente para la validación de los resultados de las simulaciones realizadas con el Matlab Simulink se construyo un prototipo a escala de laboratorio conexcelentes resultados experimentales. Abstract — In this work is obtained approaches of design of the circuits of control with technical PWM in rectifier controlled and is carried out a study on their behavior with several loads using tools of simulation, for it are concluded that in order to elevate the quality of the power it is necessary use advanced techniques from commutation, with low harmonicdistorsion of the current and a high factor of power of entering, modulating of the width of the pulses (PWM). Finally for the validacion of the results of the simulations carried out with the Matlab Simulink am built a prototype to scale of laboratory with excellent experimental results. Palabras clave — Rectificadores controlados, técnicas PWM, Rectificadores con modulación del ancho del pulso.I. INTRODUCCIÓN En los últimos años se ha incrementado el empleo de convertidores electrónicos en la industria con cargas no lineales, en las cuales predomina el empleo de rectificadores. Es muy usual encontrar rectificadores con distorsión armónica total de la corriente superior al 40%, originando severas sobrecargas en conductores y rectificadores. Actualmente existe una tendencia al empleo derectificadores con técnicas PWM, los cuales en forma general se clasifican como fuente de corriente o voltaje, según Herranz [1], Estos rectificadores, con respecto a los de conmutación lineal, según Muhammad [2], los hacen superiores para los requerimientos industriales, ya que tienen la capacidad de eliminación de armónicos, por lo que constituyen filtros activos, compensadores del factor depotencia, en el accionamiento de máquinas eléctricas. Los rectificadores PWM con fuente de corriente se emplean para el accionamiento de máquinas de corriente directa desde el suministro trifásico con válvulas muy rápidas tales como IGBT con las cuales se pueden obtener corrientes casi sinusoidales. En estos rectificadores se puede invertir casi instantáneamente la potencia de salida, aspecto de graninterés en el accionamiento de máquinas eléctricas. Los rectificadores PWM con fuente de voltaje permiten el funcionamiento en los cuatro cuadrantes, por lo que también se emplean en enlaces de sistemas
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de suministro a diferente frecuencia, por ejemplo se pueden emplear para conectar sistemas de 50 Hz con sistemas de 60 Hz. En elpresente trabajo analizamos los principales métodos de conmutación con técnicas avanzadas de modulación del ancho del pulso (PWM), empleadas en los rectificadores. Como regla práctica con el objetivo de maximizar la eficiencia de los convertidores, según Muhammad [2] el período mínimo del oscilador debe ser cien veces mayor que el tiempo de conmutación del transistor. En la mayoría de los…
