ES2233193B1 - Filtro activo a utilizar en una red con una carga no lineal. - Google Patents
Filtro activo a utilizar en una red con una carga no lineal.Info
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Abstract
Filtro activo a utilizar en una red con una carga no lineal, que consta de unos primeros sensores de intensidad, cuya salida es proporcional a la intensidad de entrada a la carga no lineal; un puente inversor alimentando unos segundos sensores de intensidad; un procesador programado con una curva de intensidad prefijada, que consta de un bloque analizador que obtiene la distorsión real; y un bloque de lógica que recibe la señal de salida de los segundos sensores de intensidad y que ordena las características de disparo del puente inversor mientras la conjunción de la señal de distorsión con la distorsión real no recompongan, con un diferencial prefijado, a la curva de intensidad prefijada. De aplicación en la distribución de electricidad.
Description
Filtro activo a utilizar en una red con una carga
no lineal.
Cuando en una red se establece una carga no
lineal, se producen en la red una alteración de las variables
eléctricas cuantificable por sus armónicos.
La eliminación de dicha alteración se ha
efectuado hasta el momento por la conexión a la red de un filtro
pasivo por cada armónico que se quería reducir, lo que supone un
costo importante en la instalación.
El solicitante ha conseguido mejores resultados y
a un costo inferior sustituyendo el conjunto de filtros pasivos por
el filtro activo objeto del invento.
El usuario podrá decidir una combinación entre lo
ya conocido a base de filtros pasivos con el filtro activo del
invento, por ejemplo, utilizando un filtro pasivo para el 5º
armónico.
En concreto, el filtro activo del invento se
caracteriza porque consta de
a) unos primeros sensores de intensidad, uno por
fase de red, cuya salida es proporcional a la intensidad de entrada
a la carga no lineal;
b) un puente inversor cuyas salidas realimentan a
la red, con la señal de distorsión, disponiéndose en dichas
salidas
c) unos segundos sensores de intensidad,
similares a los primeros sensores de intensidad;
d) un procesador programado con una curva de
intensidad prefijada, que consta de
- d_{1})
- un bloque analizador que recibe las señales de salida de los primeros sensores de intensidad y que analiza su distorsión armónica en base a la transformada rápida de Fourier, obteniéndose la distorsión real;
- d_{2})
- un bloque de lógica que recibe la señal de salida de los segundos sensores de intensidad y que ordena las características de disparo del puente inversor mientras la conjunción de la señal de distorsión con la distorsión real no recompongan, con un diferencial prefijado, a la curva de intensidad prefijada.
También se caracteriza porque el presente
inversor está dotado de polos de potencia.
También se caracteriza porque a la salida de los
primeros sensores de intensidad se dispone un filtro paso bajo.
También se caracteriza porque se dispone en la
red antes de los primeros sensores un filtro de alta frecuencia.
También se caracteriza porque las salidas del
puente inversor se conectan a la red por medio de un transformador
de acoplamiento y aislamiento.
Para comprender mejor el objeto de la presente
invención, se representa en los planos una forma preferente de
realización práctica, susceptible de cambios accesorios que no
desvirtúen su fundamento.
La figura 1 es un diagrama de bloques de una
realización práctica del filtro activo objeto del invento
utilizándose como carga no lineal un puente rectificador (1).
La figura 2 es una representación en coordenadas
intensidad/tiempo de la intensidad absorbida por el puente
rectificador (1) leída en el punto A de la figura 1.
La figura 3 es una representación en coordenadas
intensidad/tiempo de la distorsión de la corriente absorbida por el
puente rectificador (1) leída en el punto C de la figura 1.
La figura 4 es una representación en coordenadas
intensidad/tiempo de la intensidad absorbida por el conjunto leído
en el punto B de la figura 1.
Se describe a continuación un ejemplo de
realización práctica, no limitativa, del presente invento. No se
descartan en absoluto otros modos de realización en los que se
introduzcan cambios accesorios que no desvirtúen su fundamento; por
el contrario, el presente invento abarca también todas sus
variantes.
La prueba del prototipo de la figura 1 consistió
en la conexión del filtro activo objeto del invento a un
rectificador (1) en puente trifásico a tiristores, que constituye un
ejemplo muy extendido de carga no lineal, ya que absorbe armónicos
característicos de orden 6 n \pm 1 con una fuerte distorsión
total.
Para la citada prueba se utilizó el montaje de la
figura 1, pero eliminando la unidad de compensación de reactiva (2)
y el filtro pasivo de 5º armónico (3) y el resultado aparece en las
figuras 2, 3 y 4.
En la práctica se utilizan un filtro pasivo
formado por una unidad de compensación de energía reactiva (2), por
ejemplo, una batería de condensadores y un filtro pasivo (3)
sintonizado para el filtraje del 5º armónico de la frecuencia
fundamental de la red utilizada (todo lo cual ya es conocido), en
combinación con un filtro activo (que es el objeto del invento) que
elimina la distorsión debida al resto de los armónicos.
El filtro activo puede eliminar la distorsión de
modo individual sobre cada una de las fases, si el sistema está
desequilibrado o corrigiendo las tres fases por igual si el sistema
está equilibrado.
El filtro activo (figura 1) consta de un filtro
AF (alta frecuencia) (4) para eliminar la componente debida a la
frecuencia de conmutación, y posteriormente un sensor de intensidad
(5) por fase cuya salida (S) es proporcional a la corriente de
entrada al puente rectificador (1), por ejemplo, transformadores de
efecto hall.
Las mencionadas salidas (S) una vez filtradas por
un filtro paso bajo (L.P.F.) (6) acodado como máximo a la mitad de
la frecuencia de muestreo, se envían a un procesador (7) que consta
de:
- Un analizador (8) de distorsión armónica en
base a la transformada rápida de Fourier, que obtiene la distorsión
real de la corriente en el punto A por causa de la carga no lineal,
en este caso por el rectificador (1);
- Un bloque de lógica (9) que decide el disparo
(12) del puente inversor (10) y recibe en histereris la señal de
salida (S_{1}) de dicho puente inversor (10).
Para la captación de dicha señal de salida
(S_{1}) se disponen sensores de intensidad (11), por ejemplo
transformadores de efecto hall similares a los anteriormente
mencionados (5).
El procesador (7) se encuentra previamente
programado con una intensidad (S_{2}) ideal o prefijada por el
usuario, por ejemplo que sea sinusoidal; de modo que la conjunción
de la intensidad distorsionada (S) con la intensidad de distorsión
(S_{1}) recomponga la intensidad prefijada (S_{2}) o sin
distorsión, ordenando el bloque de lógica (9) las características de
disparo del puente inversor (10) hasta que esto suceda (es decir
(figura 1) ib = ia+ic, siendo ib la ideal o prefijada).
El puente inversor (10) está dotado de polos de
potencia, por ejemplo, tres puentes monofásicos de IGBT'S,
eliminando cada puente la distorsión de una fase de la red.
Se dispone un transformador de acoplamiento (13)
y aislamiento entre la tensión alterna de la red y la continua del
filtro activo.
En los puntos que se desee se disponen
inductancias (14).
| - Tipo de carga: | No lineal |
| - Carga Típica: | Rectificador a diodos o tiristores. |
| - Distorsión de la intensidad de la carga: | Cualquiera. |
| - Distorsión de la carga típica: | \approx 30% |
| - Forma de onda de la carga típica: | Cuasi-rectangular. |
| (Ton- - -240) | |
| (Toff- - -120) | |
| - Potencia del filtro activo: | \approx 15% PC. |
| - Distorsión de la onda de intensidad después del filtro: | < 5% rms. |
| - Armónico más significativo: | 5º |
| - Atenuación de los armónicos: | 85% |
| - Tiempo de respuesta frente a folpes de carga: | 10 ms. |
Otras características.
| - Atenuación de armónicos de indica > 37º: | Mediante filtro L-C (Paso bajo) |
| - Pérdidas en el filtro: | \approx 1'5% Pc. |
| - Compensación de reactiva: | Excluida |
Podrán ser variables los materiales, dimensiones,
proporciones y, en general, aquellos otros detalles accesorios o
secundarios que no alteren, cambien o modifiquen la esencialidad
propuesta.
Los términos en que queda redactada esta memoria
son ciertos y fiel reflejo del objeto descrito, debiéndose tomar en
su sentido más ampliado y nunca en forma limitativa.
Claims (5)
1. Filtro activo a utilizar en una red con una
carga no lineal, caracterizado porque consta de
a) unos primeros sensores de intensidad, uno por
fase de red, cuya salida es proporcional a la intensidad de entrada
a la carga no lineal;
b) un puente inversor cuyas salidas realimentan a
la red, con la señal de distorsión, disponiéndose en dichas
salidas
c) unos segundos sensores de intensidad,
similares a los primeros sensores de intensidad;
d) un procesador programado con una curva de
intensidad prefijada, que consta de
- d_{1})
- un bloque analizador que recibe las señales de salida de los primeros sensores de intensidad y que analiza su distorsión armónica en base a la transformada rápida de Fourier, obteniéndose la distorsión real;
- d_{2})
- un bloque de lógica que recibe la señal de salida de los segundos sensores de intensidad y que ordena las características de disparo del puente inversor mientras la conjunción de la señal de distorsión con la distorsión real no recompongan, con un diferencial prefijado, a la curva de intensidad prefijada.
2. Filtro activo a utilizar en una red con una
carga no lineal, según reivindicación anterior, caracterizado
porque el presente inversor está dotado de polos de potencia.
3. Filtro activo a utilizar en una red con una
carga no lineal, según reivindicación primera, caracterizado
porque a la salida de los primeros sensores de intensidad se dispone
un filtro paso bajo.
4. Filtro activo a utilizar en una red con una
carga no lineal, según reivindicación primera, caracterizado
porque se dispone en la red antes de los primeros sensores un filtro
de alta frecuencia.
5. Filtro activo a utilizar en una red con una
carga no lineal, según reivindicación primera, caracterizado
porque las salidas del puente inversor se conectan a la red por
medio de un transformador de acoplamiento y aislamiento.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200302691A ES2233193B1 (es) | 2003-11-18 | 2003-11-18 | Filtro activo a utilizar en una red con una carga no lineal. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200302691A ES2233193B1 (es) | 2003-11-18 | 2003-11-18 | Filtro activo a utilizar en una red con una carga no lineal. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2233193A1 ES2233193A1 (es) | 2005-06-01 |
| ES2233193B1 true ES2233193B1 (es) | 2006-03-16 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| ES200302691A Expired - Fee Related ES2233193B1 (es) | 2003-11-18 | 2003-11-18 | Filtro activo a utilizar en una red con una carga no lineal. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2233193B1 (es) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2716045B1 (fr) * | 1994-02-04 | 1996-03-15 | Schlumberger Ind Sa | Filtre actif. |
| JP3528475B2 (ja) * | 1996-11-11 | 2004-05-17 | 株式会社明電舎 | 電力用アクティブフィルタ |
-
2003
- 2003-11-18 ES ES200302691A patent/ES2233193B1/es not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2233193A1 (es) | 2005-06-01 |
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