Atenuación de la contaminación armónica mediante un filtro activo

Automatización industrial

ProblemaLa mayoría de las plantas industriales utilizan rectificadores controlados que alimentan cargas R.C.LLa operación de dichos artefactos produce una gran contaminación armónica de la red publica de distribución eléctrica.Esto se debe a que el consumo de corriente es periódico, pero no senoidal.Además debido a la presencia de cargas inductivas la corriente esta desfasada respecto a la tensión lo que en la jerga electrónica se llama cos .La legislación acerca de la máxima contaminación que puede producir las industrias es cada vez mas estricta y se arriesgan a grandes multasSi cos es menor que, 1 la empresa esta perdiendo dinero, porque está pagando potencia aparente.

Típica forma de onda de la corriente consumida por un rectificador controlado que alimenta una carga R.C.L. Y espectro de las armónicas de la corriente

La misión de este sistema es resolver este problema, procurando que la corriente que se extraiga de la R.P.D.E. Sea de forma senoidal y que esté en fase con a tensión.Para lograr esto, el dispositivo debe extraer corriente cuando sobra y prestar cuando falta.

Primero hay que medir la corriente que esta consumiendo la plantapara esto se utiliza un medidor del tipo bobina que rodea la línea de fase esta induce una tensión en dicha bobina proporcional a la corriente que circula por ella.

Es importante la calidad de este medidor, pues mientras mayor ancho de banda tenga, más ideal es la medición

Obtener la magnitud de la primera armónicamediante un filtro por ejemplo

Ahora hay que generar un seno que este en fase con la tensión y que tenga la magnitud de la primera armónica de la corriente

R.P.D.E

PLL Multiplicadorde frecuencia

Memoria EpromGrabada con

Valoras de un seno

D.A.C

Modulador balanceado

Xa: 100.00m Xb: 0.000 Yc: 600.0u Yd:-600.0u

a-b: 100.00mc-d: 1.200m

freq: 10.00

Ref=Ground X=time(S)

Y=vo

ltag

e(V)

A

d

cb a

Xa: 100.00m Xb: 0.000 Yc: 2.400m Yd:-2.400m

a-b: 100.00mc-d: 4.800m

freq: 10.00

Ref=Ground X=time(S)

Y=vo

ltag

e(V)

A

d

cb a

Xa: 100.00m Xb: 0.000 Yc: 2.400m Yd:-2.400m

a-b: 100.00mc-d: 4.800m

freq: 10.00

Ref=Ground X=time(S)

Y=vo

ltag

e(V)

A

d

cb a

Ahora ya tenemos la forma de onda que deseamos inyectar Necesitamos asegurarnos de que esto ocurraPara esto usamos una etapa de potencia compuesta por un choper

1.-Inversor con Modulación PWM.En este caso se está reproduciendo una señal

del tipo senoidal, pero en este sistema se utilizará para amplificar la señal referencia.

2.-Inversor con Control por Histéresis.También es posible producir la señal mediante un control por histeresis, la limitación es la frecuencia máxima a la que pueden conmutar los igbt.

La solución es poner un reactor a la salida , pero esto limita la respuesta a cambios bruscos de la referencia

Inversor Trifásico

Resultado de la modulación pwm en un sistema trifásico.Asi como aquí se reproduce un seno, podemos amplificar con el mismo sistema la señal de referencia.