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Estabilizador de tensión de cuatro pasos tipo Booster

Resumen: T-088 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L D E L N O R D E S T E C o m u n i c a c i o n e s C i e n t f i c a s y T e c n o l g i c a s 2 0 0 5 Estabilizador de tensi n de cuatro pasos tipo Booster Marder, Felipe - Lombardero, Oscar G. - Aquino, Carlos Dto. de Ingenier a El ctrica FACENA - UNNE 9 de julio 1449 2 P Lab. N 7 email Resumen El presente trabajo con car cter de desarrollo tecnol gico, forma parte del proyecto PI N 19 / 04 aprobado por la Secretar a de Ciencia y T cnica de la UNNE, titulado Aplicaciones Industriales basadas en Microcontroladores.

Resumen: T-088 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2005 Estabilizador de tensión de cuatro pasos tipo Booster

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1 Resumen: T-088 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L D E L N O R D E S T E C o m u n i c a c i o n e s C i e n t f i c a s y T e c n o l g i c a s 2 0 0 5 Estabilizador de tensi n de cuatro pasos tipo Booster Marder, Felipe - Lombardero, Oscar G. - Aquino, Carlos Dto. de Ingenier a El ctrica FACENA - UNNE 9 de julio 1449 2 P Lab. N 7 email Resumen El presente trabajo con car cter de desarrollo tecnol gico, forma parte del proyecto PI N 19 / 04 aprobado por la Secretar a de Ciencia y T cnica de la UNNE, titulado Aplicaciones Industriales basadas en Microcontroladores.

2 El mismo consiste en el dise o e implementaci n de un dispositivo para la estabilizaci n de la tensi n de l nea para una carga estimada en 5 KVA. El sistema est basado en el empleo de un transformador de potencia (TP) con un bobinado secundario en serie con la carga conduciendo permanentemente la corriente nominal y el primario excitado con una corriente en forma aditiva o sustractiva desde un autotransformador conectado en paralelo con la carga, lo que se traduce en una compensaci n de la variaci n de tensi n de l nea.

3 Las corrientes que circulan por el autotransformador y el primario del TP son lo suficientemente bajas como para ser controladas con rel s de bajo costo. Este esquema permite disminuir el consumo del sistema y facilita el dise o de la etapa de control. Antecedentes Los estabilizadores de tensi n (ET) aparecieron en el mercado como una soluci n al problema de las fluctuaciones de la tensi n de la red domiciliaria por variaciones de las condiciones de la carga o de la generaci n. Existen otros tipos de disturbios transitorios e interferencias de media o alta frecuencia que afectan la forma de onda y por lo tanto la calidad de la energ a.

4 La mejora en los servicios y los avances tecnol gicos no han podido eliminar esos problemas, por lo que los ET se han ido popularizando cada vez m s. Los equipos electr nicos alimentados por la red que son mas sensibles a las fluctuaciones son las computadoras y los instrumentos de medici n, por lo que existen en la actualidad una variedad de ET para ajustarlo a las necesidades. Las aplicaciones de los ET se han extendido tambi n a los sectores productivos y administrativos de las empresas. La idea es que un ET provea a la salida una tensi n lo m s cercana posible a la tensi n nominal de 220V efectivos, compensando una variaci n de la entrada entre 20% y +15%, que es una rango bastante amplio de cobertura.

5 Los ET actuales se pueden clasificar en cuatro grupos: a) Estabilizadores continuos, b) Estabilizadores ferro resonantes, c) Estabilizadores por pasos y d) Estabilizador tipo Booster . Entre estos grupos existen diferencias conceptuales. Estabilizadores Continuos Utiliza un autotransformador con un n cleo de hierro de forma toroidal con una parte de su bobinado accesible tanto mec nica como el ctricamente. Sobre esa secci n del bobinado se desliza una escobilla de carb n, que se sit a en la posici n correcta para obtener la tensi n de salida deseada.

6 El movimiento de la escobilla se lleva a cabo mediante un servomotor comandado por un circuito electr nico de control. Este tipo de Estabilizador es muy utilizado para alimentar cargas que poseen corrientes de arranque importantes, como motores, equipos de aire acondicionado, bombas, etc. Se caracteriza justamente por su alta capacidad de sobrecarga moment nea y por no presentar saltos en la tensi n de salida, pero la velocidad de respuesta es mucho m s lenta que el de los otros tipos de estabilizadores. Estabilizadores Ferro resonantes Est constituido por un transformador especial de tres bobinados, en el cual uno de ellos se encuentra sintonizado a la frecuencia de red con un capacitor, formando un circuito tanque.

7 Esto le permite absorber peque as y bruscas variaciones en la tensi n de l nea, como micro cortes transitorios. Tiene alta velocidad de respuesta, permitiendo que la tensi n de salida no presente saltos y sea estable dentro de un cierto rango de entrada. El factor de atenuaci n de ruidos el ctricos es alto debido al transformador separador, pero son mec nicamente ruidosos, con bajo rendimiento al generar mucho calor, adem s de ser voluminosos y pesados. Estabilizador por pasos Su funcionamiento se basa en el empleo de un autotransformador en paralelo con la carga, con varias derivaciones que se seleccionaran seg n el valor de la tensi n de entrada en ese momento, compensando la variaci n en mas o menos.

8 La Resumen: T-088 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L D E L N O R D E S T E C o m u n i c a c i o n e s C i e n t f i c a s y T e c n o l g i c a s 2 0 0 5 derivaci n es seleccionada autom ticamente mediante un sistema electr nico de control. Este sistema funciona bien con cargas estables donde puede preverse la ca da que se produce en el bobinado que conduce la corriente. A mayores potencias y cargas variables es necesario circuitos de regulaci n mas elaborados. La forma de conmutar los distintos bobinados del auto transformador es utilizando conmutadores mec nicos (rel s o contactores) electr nicos (triacs).

9 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 dV/dT cortocircuitos. Estabilizador tipo Booster . Este dispositivo presenta diferencias con respecto a los anteriormente descritos. En primer lugar la corriente de carga no circula por los elementos de conmutaci n. En segundo lugar la compensaci n por variaci n de la tensi n de entrada tiene lugar en un transformador de potencia (TP) cuyo secundario est en serie con la carga y conduciendo permanentemente.

10 Modificando la corriente del primario del TP en un sentido u otro, se consigue un grado de compensaci n que tambi n depende de la relaci n de transformaci n del TP que es un par metro de dise o. Esta corriente de compensaci n proviene de un autotransformador en paralelo con la carga, cuyas derivaciones se conectan en la forma adecuada con el primario del TP. De esta manera se consigue que las corrientes por los dispositivos de conmutaci n sean relativamente bajas extendiendo la durabilidad y elevando la confiabilidad del sistema.