ES2690165A1 - Sistema y metodo de caldeo activo para convertidores de potencia - Google Patents
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Abstract
Sistema y método de caldeo activo para convertidores de potencia. Se divulga un sistema y un método de caldeo para convertidores de potencia, basado en forzar el funcionamiento sin carga de los semiconductores del puente convertidor de potencia, de manera que el calor generado como consecuencia de las pérdidas de conmutación de los mismos evite la condensación en el interior del convertidor. El sistema tiene un módulo convertidor de potencia (2a, 2n), un termo-higrómetro (11) y un microprocesador (12) el cual está configurado para activar elementos de conmutación (7a) del módulo convertidor de potencia mediante consignas de potencia eléctrica. Las consignas de potencia eléctrica pueden ser activas y/o reactivas condicionadas a que el convertidor de potencia no vierta energía a la red.
Description
7a. elemento de conmutación. 7b. condensador
- 8.
- Filtro LCL 8a. Inductancia. 8b. Condensador.
- 9.
- Circuito de carga suave. 9a. fusibles de carga suave. 9b. resistencias de carga suave. 9c. contactores de carga suave.
- 10.
- Contactor de salida del módulo convertidor de potencia.
- 11.
- Termo-higrómetro.
- 12.
- Microprocesador.
- 13.
- Unidad de desconexión de la fuente DC.
- 14.
- Embarrados DC.
- 15.
- Embarrados AC.
En la Fig. 1 se muestra un ejemplo de realización del sistema de caldeo activo de la presente invención para un convertidor de potencia 1 con un único módulo convertidor de potencia 2. El sistema de caldeo activo está comprendido por el convertidor de potencia 1, el termo-higrómetro 11 y el microprocesador 12. El convertidor de potencia está conectado a una fuente DC 3 mediante la unidad de desconexión 13 y por otro lado a la red AC 4. Así, cuando el convertidor de potencia está en modo producción, toma energía de la fuente DC 3 y la vierte a la red AC 4. En cambio, cuando el sistema se encuentra en modo noproducción, el sistema de caldeo activo es alimentado por la red AC con potencia eléctrica (activa y/o reactiva).
En la Fig. 2 se muestra un ejemplo de realización del sistema de caldeo activo de la presente invención para un convertidor de potencia. El sistema de caldeo activo está comprendido por el convertidor de potencia 1 teniendo varios módulos convertidores de potenica 2a-2n, el termo-higrómetro 11 y el microprocesador 12.
En el ejemplo de realización mostrado en la figura 2, el convertidor de potencia 1 está formado por “n” módulos convertidores de potencia 2a-2n de los cuales se detallan dos de ellos 2a y 2n. Los módulos convertidores de potencia 2a-2n están conectados eléctricamente entre sí por medio de los embarrados DC 14 y los embarrados AC 15 que también conectan con la fuente DC 3 (fuente de corriente continua) y con la red AC (red de corriente alterna), respectivamente. Los embarrados en un convertidor de potencia son la pletinería de entrada a los módulos convertidores de potencia. Básicamente la pletinería son
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forma, dependiendo de la consigna que cada módulo convertidor de potencia 2a-2n recibe del microprocesador 12, el comportamiento de cada módulo convertidor de potencia puede ser de inductivo o capacitivo. Si el número de módulos convertidores de potencia es par, el microprocesador 12 enviará a la mitad de los módulos convertidores de potencia una consigna inductiva y a la otra mitad una consigna de capacitiva, donde todas las consignas tienen la misma magnitud para que la suma total sea cero. En caso de que el número de módulos convertidores de potencia sea impar, el microprocesador 12 enviara un tipo de consigna (inductiva o capacitiva) a la mitad del total del número de módulos convertidores de potencia menos uno y la consigna opuesta (capacitiva o inductiva, respectivamente) al resto de módulos convertidores de potencia ajustando la magnitud de la consigna opuesta para que la suma total sea cero. Mediante fórmulas matemáticas, si el convertidor de potencia tiene “n” módulos convertidores de potencia, donde “n” es un número impar, el microprocesador 12 envía una consigna (inductiva o capacitiva) a (n-1)/2 módulos convertidores de potencia con una magnitud de consigna |A| y al resto de módulos convertidores de potencia, es decir, ((n-1)/2)+1, la consigna opuesta (capacitiva o inductiva, respectivamente) con una magnitud ((n-1)/(n+1)) |A|. Estas consignas son las preferidas porque optimizan el funcionamiento del sistema de caldeo, es decir, son las que hacen que el sistema de caldeo proporcione mayor cantidad de potencia (energía) calorífica. Cualesquiera otras consignas serían válidas mientras se cumpla la condición de que la suma de las consignas inductivas mas las consignas capacitivas sean cero. Expresado en forma de fórmula matemática: nI+|I|=nC+|C|, donde nI+nC = n; siendo “n” el número total de módulos convertidores de potencia (par o impar), “nI “ es el número de convertidores de potencia en comportamiento inductivo; “nC “ es el número de convertidores de potencia en comportamiento capacitivo; |I| es la amplitud de la consigna inductiva e |C| es la magnitud de la consigna capacitiva.
Opcionalmente el sistema de caldeo activo puede incrementar adicionalmente la temperatura interior del convertidor de potencia 1 mediante la energización (paso de corriente) de los embarrados DC 14. El caldeo de los embarrados es ventajoso cuando el convertidor de potencia se sitúa en climas muy fríos o muy húmedos.
La alimentación del sistema de caldeo del ejemplo de realización mostrado en la figura 2 se realiza mediante la Red AC 4. Esta forma de alimentación y por tanto, de energización de los módulos convertidores de potencia implica el proceso de carga suave anteriormente descrito para el circuito de carga suave 9. Esta forma de alimentación es ventajosa porque no necesita de fuentes de alimentación adicionales. Cuando se utiliza la
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| ZHANG JIANWEN ET AL. Thermal smooth control based on orthogonal circulating current for multi-MW parallel wind power converter. 2014 International Power Electronics and Application Conference and Exposition, 20141105 IEEE. , 05/11/2014, Páginas 146 - 151 (DOI: doi:10.1109/PEAC.2014.7037844) * |
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| BA2A | Patent application published |
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