Modelamiento y simulación de un variador de velocidad de seis pulsos para su aplicación en el análisis de flujo de carga armónico.

Abstract

Uno de los problemas que afecta la calidad de la potencia son los armónicos de tensión y corriente, los cuales son originados por la operación de cargas no lineales. Los variadores de velocidad son las cargas no lineales predominantes en los sistemas eléctricos industriales y como tal, las que durante su operación producen niveles de armónicos considerables. El presente trabajo pretende obtener el espectro armónico de la corriente durante diferentes condiciones de operación de un motor de inducción operado mediante un variador de velocidad de 6 pulsos, empleando para ello un software de simulación digital. Para ello se ha realizado el modelamiento y simulación en el dominio del tiempo de un variador de velocidad de 6 pulsos con tecnología de control directo de par (DTC) en la herramienta MATLAB. Se han obtenido los espectros armónicos en el dominio del tiempo y se han comparado las distorsiones armónicas totales en tensión y corriente (THDv y THDi) con las obtenidas mediante simulaciones en el dominio de la frecuencia, empleando para esto último la herramienta NEPLAN y datos típicos de armónicos reportados en la norma IEEE Std 399-1997. Los resultados mediante la simulación en el dominio del tiempo muestran que el THDi disminuye a medida que el par de carga del motor aumenta, y el THDv aumenta con el aumento en el par de carga. Por su parte, en el dominio de la frecuencia el comportamiento es diferente para el THDi, puesto que este se mantiene casi constante para todos los puntos de operación. Se puede concluir que emplear datos de norma para realizar estudios de armónicos puede significar que se obtengan condiciones armónicas menos severas que las que pudiesen obtenerse en condiciones reales. Por su parte, los resultados del análisis en el dominio del tiempo se acercan en mayor grado al comportamiento que se puede obtener en condiciones reales, por lo cual se recomienda utilizar el espectro armónico obtenido mediante las simulaciones en MATLAB.