Estudio y modelización de los convertidores AC/DC de seis y doce pulsos

Abstract

Debido al aumento de la presencia de dispositivos no lineales en los Sistemas Eléctricos de Potencia existe un creciente interés en la formulación y resolución del flujo de cargas en presencia de armónicos. <br/>El tratamiento del problema anterior pasa, entre otras cosas, por una correcta caracterización de dichos dispositivos no lineales ya que son los elementos contaminantes del sistema. Es por ello que existen en la literatura gran cantidad de estudios sobre su modelización e incorporación al flujo de cargas. Entre dichos dispositivos destacan los convertidores AC/DC de seis pulsos debido a su extensa utilización así como al hecho de ser un consumidor de elevada potencia, y por tanto, muy contaminante. También son utilizados, aunque con menos frecuencia, los convertidores AC/DC de doce pulsos, ya que con ellos se elimina la inyección de los armónicos mas bajos en la red (el quinto y el séptimo) que son los de mayor magnitud. Su menor utilización, a pesar de la ventaja que ofrecen, es por ser mucho más complejos y caros de fabricación. <br/>Se inicia la Tesis realizando un extenso y completo estudio sobre las numerosas modelizaciones del convertidor AC/DC de seis pulsos existentes en la bibliografía para, posteriormente realizar un estudio general de dicho dispositivo. En este sentido se analiza su funcionamiento con alimentación no senoidal y desequilibrada y no se supone igualdad en las impedancias de cortocircuito del transformador que conecta el convertidor a la red. Se considera la posibilidad de componente resistiva en las impedancias de las tres fases del sistema. Asimismo, se hace el tratamiento para ángulos de disparo distintos, y se considera el rizado en el lado de continua. Esta generalidad en el tratamiento del problema es una de las aportaciones de la tesis.<br/>Además se presentan tres modelos simplificados para el cálculo aproximado de los armónicos de corriente que el convertidor AC/DC de seis pulsos inyecta en la red en condiciones desequilibradas, generalizando los modelos existentes en la literatura para el caso de la alimentación equilibrada. También se realiza un estudio de la validez de estos modelos. La propuesta de estos modelos aproximados (en condiciones desequilibradas) para el calculo de la intensidad que inyecta el convertidor constituye otra de las aportaciones de la tesis. <br/>Por último, se presenta el estudio del convertidor de doce pulsos totalmente análogo al presentado para el convertidor de doce pulsos se considera conectado a la red por dos transformadores, ambos con la misma placa de características pero uno en estrella-estrella y el otro en triangulo-estrella. Esta diferencia en el tipo de conexión de los transformadores es clave para la secuencia de topologías del convertidor. Se analiza el funcionamiento del convertidor con alimentación no senoidal, desequilibrada, asimismo, se admite la posibilidad de que las impedancias de cortocircuito de los transformadores que conectan el convertidor a red sean distintas en cada una de las fases. Se considera la posibilidad de componente resistiva en las impedancias de las fases del sistema. Asimismo, se hace el tratamiento para ángulos de disparo distintos, y se considera el rizado en el lado de continua. Esta generalidad en el tratamiento del problema es otra de las aportaciones de la tesis.