Modelaje y Simulación 

Eléctrica Aplicada 

Contenido

• Aplicaciones
• Conversor para el control de máquinas de AC
• Máquina trifásica asincrónica
• Análisis transitorio de un circuito lineal
• Transformador de corriente de saturación

Aplicaciones

Conversor para el control de máquinas de AC

     Aunque las aplicaciones de un controlador de máquinas de corriente continua son bastante comunes, estos motores tienen un limitante, su tamaño, precio y el mantenimiento frecuente requerido en las escobillas y el conmutador. De hecho las chispas producidas entre el conmutador y las escobillas también limitan su uso a lugares donde no existan gases inflamables.

     Por un lado las máquinas de corriente alterna, particularmente las de rotor tipo jaula de ardilla, tienen ventajas y un desempeño mucho más favorable que las máquinas de corriente directa. Pero una limitante que se puede encontrar es que el sistema de conversión, control y el procesamiento de señal, en controladores de corriente alterna es bastante complicado.

     La evolución de la tecnología de estos controladores en las últimas dos décadas ha permitido el desarrollo de dispositivos más eficientes y económicos, esto conlleva una expansión en sus aplicaciones y haciendo obsoletos los controladores de corriente directa.

     En un sistema simple y popular para el control de la velocidad en un motor de inducción. El rectificador conectado en configuración puente convierte la corriente alterna de 60 o 50 hertzios en corriente directa, la cual pasa a través de un filtro para eliminar el rizado. Luego el voltaje de corriente directa es convertido a corriente alterna con una frecuencia y voltaje variable por medio de un inversor con modulación de ancho de pulso, para ser aplicado a la máquina de inducción.

Análisis transitorio de un circuito lineal

     Este ejercicio muestra el estado estacionario y transitorio simulación de un circuito lineal.

     Este circuito es un modelo simplificado de un sistema de potencia trifásico 230 kV. Sólo se representa una fase de la red de transporte. La fuente equivalente se modela por una fuente de tensión (230 kV rms / sqrt (3) o 187,8 pico kV, 60 Hz) en serie con su impedancia interna (Rs Ls) correspondiente a una fase 3-2000 nivel de circuito corto MVA y X / R = 10. (X = 230e3 ^ 2 / 2000e6 = 26,45 ohmios o L = 0,0702 H, R = X / 10 = 2.645 ohmios). La fuente se alimenta una carga RL a través de una línea de transmisión de 150 kilometros. Los parámetros de línea de distribución (R = 0.035ohm / km, L = 0,92 mH / km, C = 12,9 nF / km) son modeladas por una sola sección pi (RL1 rama 5.2 ohmios; 138 mH y dos capacidades en derivación C1 y C2 de 0.967 uF). La carga (75 MW - 20 Mvar por fase) se modela mediante un bloque de carga en paralelo RLC.

Un interruptor de circuito se utiliza para cambiar la carga en el extremo receptor de la línea de transmisión. El interruptor que se cierra inicialmente se abre en t = 2 ciclos, entonces se vuelve a cerrar a T = 7 ciclos. Bloques de corriente y tensión proporcionan señales para fines de visualización.

Máquina trifásica asincrónica.

     Este ejemplo muestra la máquina asíncrona en un control de velocidad en lazo abierto en un motor industrial de 220 V 3 HP.

     Un motor trifásico puntuación 3 HP, 220 V, 1725 rpm es alimentado por un inversor de PWM sinusoidal. La frecuencia de base de la onda sinusoidal de referencia es de 60 Hz mientras que la frecuencia de la onda portadora triangular se ajusta a 1980 Hz. El inversor PWM está construido en su totalidad con Simulink bloques estándar.

     Su salida pasa por bloques Voltaje fuente controlada antes de ser aplicado a los bobinados del estator del bloque Máquina asíncrona. Rotor de la máquina está en cortocircuito. Su inductancia de fuga del estator Lls se ajusta al doble de su valor real para simular el efecto de un reactor de suavizado colocado entre el convertidor y la máquina. El par de carga aplicada al eje de la máquina es constante y ajustado a su valor nominal de 11,9 Nm

     El motor se pone en marcha a partir de la parada. La consigna de velocidad se establece en 1.0 pu, o 1.725 rpm. Esta velocidad se alcanza después de 0,9 s

Transformador de corriente de saturación

Este ejercicio muestra la distorsión de medición debido a la saturación de un transformador de corriente (CT).

Un transformador de corriente (CT) se utiliza para medir la corriente en un inductor de derivación conectada en una red de 120 kV. El CT tiene 2000 A / 5 A, 5 VA. El arrollamiento primario que consiste en un solo turno de pasar por el núcleo toroidal CT está conectado en serie con el inductor de derivación nominal 69,3 Mvar, 69.3 kV (120kV / sqrt (3)), 1 kA rms. El devanado secundario que consiste en 1 * 2000/5 = 400 gira es cortocircuitado a través de un ohm resistencia de carga 1. Un sensor de tensión conectado en el secundario lee un voltaje que debe ser proporcional a la corriente primaria. En estado estacionario, la corriente que fluye en el secundario es 1000 * 5/2000 = 2,5 A (2,5 Vrms o 3,54 Vpico leído por la medición de bloques tensión V2) como se muestra en la Figura 221.

Abra el cuadro de diálogo CT y observar cómo se especifican los parámetros CT. La CT se asume para saturar a 10 pu y se utiliza una sencilla característica de saturación 2 segmentos.

La corriente primaria reflejado en el secundario y la tensión desarrollada a través de la resistencia de 1 ohm son enviadas a rastrear 1 del bloque de Alcance. El flujo CT, medido por el bloque Multímetro se convierte en PU y enviado a rastrear 2. (1 pu flujo = 0,0125 V * sqrt (2) / (2 * pi * 50) = 5.63e-5 Vs)