REGULADOR DE TENSION ALTERNA CON SISTEMA HÍBRIDO ELECTROESTÁTICO Y ELECTRÓNICO.

Regulador de tensión alterna con sistema híbrido electroestático y electrónico.

Regulador que por su disposición obtiene el mantenimiento de una tensión de salida constante "V3" frene a posibles fluctuaciones de tensión de entrada V1, se materializa un sistema representado en la figura 1 y compuesto por: Un transformador (1) con salidas múltiples, un sistema "selector" (2) para conmutación y selección de las tomas, un sistema "choper" para el corte en la fase de la onda de tensión "V2" y la coordinación entre los dispositivos representados en las Figuras 2 y 3, se realiza con el dispositivo "control" (4), que incorpora un microprocesador para realizar dicha misión.

Regulador de tensión alterna con sistema híbrido electroestático y electrónico.

5 Campo de la invención

La presente invención se refiere a un regulador de tensión alterna, que basado

en un sistema híbrido (mixto) entre el clásico sistema de bobinas acopladas, y

el sistema de chapeo, trata de agrupar las bondades de cada uno para obtener

una tensión estabilizada y muy precisa en la salida, con independencia de cual

1º sea la tensión de entrada.

El regulador que la invención propone resulta de especial aplicación en el ámbito del alumbrado público y privado, para la regulación y control de la tensión en este tipo de instalaciones, aunque puede aplicarse en otros campos industriales en los que se precise de una estabilización de tensión acompañada de una mejora en la eficiencia energética como alumbrados, procesos industriales, nuevas energías alternativas, etc.

Estado de la técnica anterior

Inicialmente, los sistemas de regulación se basaban en transformadores motorizados, o transformadores y transformadores con o sin acoplamiento entre ellos, que necesitaban un gran número de tomas para obtener una adecuada precisión y saltos de tensión admisibles.

Posteriormente, esta misma empresa solicitante, patentó en el año 2000

patente núm. ES200001112 (8) un sistema de regulación de tensión alternas basado en un sistema de combinación de tomas e inversión de la tensión resultante, que utilizando un sistema binario permitía reducir el número de tomas.

El sistema propuesto en esta invención propone obtener la estabilización de la tensión con la combinación de la transformación y el chapeo de la misma. Con este sistema se consigue aumentar y disminuir la tensión manteniéndola estabilizada con una gran precisión.

Así mismo, el sistema permite mantener la producción de armónicos a la salida del aparato, en los límites permitidos por las diferentes normas nacionales e internacionales.

1º Explicación de las figuras

La figura 1ª. Es un Diagrama de bloques que representa el conjunto del sistema en el que el transformador (1) suministra la tensión "V2" mediante el sistema selector (2)

Dicha tensión "V2" es convertida en "V3" mediante el sistema "choper" (3) .

15 Todo ello es medido y ordenado por el "control" (4) , el cual además se comunica con el exterior para transmitir y recibir información, así como poder variar sus parámetros de funcionamiento

La figura 2ª Es la representación del selector (2} de las salidas del 20 transformador ( 1 ) .

La figura 3ª Es la representación del sistema de control de fase (4)

Los elementos del sistema y dispositivo objeto de la invención son los siguientes: 1. Un transformador. 2-Un seleccionador de la salida del transformador (1) 3. Un dispositivo choper a la salida del selector (2) del transformador (1) 4. Es un sistema de control de fase.

Con la finalidad de mantener una tensión de salida constante "V3 " frente a posibles fluctuaciones de tensión de entrada V1, se materializa un sistema representado en la Figura 1 y compuesto por:

5 1º) Un transformador (1) con salidas múltiples que permite aumentar o reducir la tensión a la salida del mismo "V2".

2º) Un sistema "selector" (2) para conmutación y selección de las tomas del secundario de dicho transformador, que permite aumentar o disminuir la tensión en los saltos previamente elegidos.

La diferencia de tensión entre las salidas consecutivas del transformador está

1º calculada en 6 Voltios, si bien ni este valor ni el número de tomas es fijo en el sistema.

Con ello, y en función de la selección de tomas realizada a través del dispositivo selector representado en la Figura. 2, se consigue una tensión V2, la cual lógicamente fluctuará según lo haga la V1, dentro del rango establecido como diferencia de tensión entre las tomas de salida del transformador.

3º) A través de un sistema "choper" para el corte en la fase de la onda de tensión "V2", se obtiene una tensión fija y estabilizada "V3".

El sistema de chapeo se realiza utilizando semiconductores tipo (IGBT, TRIAC, etc) o alternistores, cuya disposición se indica en la Figura. 3

4º) La medida de las tensiones y corrientes, y la coordinación entre los dispositivos representados en las Figuras 2 y 3, se realiza con el dispositivo "control" (4) , representado en la figura 1, que incorpora un microprocesador para realizar dicha misión.

Tal como se indica, el regulador que se preconiza parte de dos sistemas fijos:

b) Que a través de dispositivos semiconductores tipo (IGBT, TRIAC, etc.) o alternistores, puede cortarse la onda de tensión, consiguiendo así reducir la misma y con ello la potencia absorbida por el circuito al que se conecta.

e) Que las tensiones obtenidas por el transformador fluctúan según fluctúe la tensión de alimentación, dentro de los saltos de tensión establecidos en la salida del mismo.

d) Que así mismo, el chapeo de la tensión permite ajustar y reducir la tensión, pero no incrementarla, por lo que puede admitirse por si solo como sistema de estabilización. Además el chapeo de una parte importante de la onda, produce una importante deformación de la misma, con la producción de una importante tasa de armónicos que rebasa, en algunos casos, a las permitidas en diferentes Países.

Con la combinación de ambos sistemas se consigue poder estabilizar la tensión por encima y debajo de la tensión de alimentación y reducir el % de los armónicos, inherentes a cualquier sistema basado en semiconductores.

Describimos el sistema del siguiente modo:

En la Figura 1 se indica la forma de asociar estos dispositivos.

La tensión "V1" puede ser fluctuante, y mediante la selección de tomas de salida, las cuales se realizan con semiconductores tipo (IGBT, TRIAC, etc) o

alternistores, van conectando y desconectando las diferentes tomas del

autotransformador.

+X

Con ello se obtiene una tensión "V2" la cual estará en el rangon-::o de la tensión que posteriormente deseamos obtener.

Con el dispositivo "choper'' Figura 3, que utiliza elementos de corte tipo "IGBT", se consigue cortar la onda, ajustando la tensión al valor previamente seleccionado.

Dado que podemos ajustar el salto de tensión de la salida del transformador, 5 esto nos permite situar el % de armónicos en el nivel requerido.

Mediante el dispositivo "control" Figura 1, coordinamos el conjunto de actuaciones y podemos comunicarnos para transmitir y recibir información del exterior.

1ª. Regulador de tensión alterna con sistema híbrido electroestático y electrónico caracterizado por transformar la tensión de entrada "V1", en una tensión "V2" situada dentro del rango elegido en las diferentes tomas de un selector (2) dispuesto en la salida del transformador (1 ) , siendo esta salida de tensión "V2" chapeada mediante el dispositivo choper (3) que la reduce y estabiliza en el valor que se encuentra seleccionado por el control (4) , el cual se encuentra en comunicación y ordenando por un lado al selector (2) y por el otro al choper (3) .

2º) Regulador de tensión alterna con sistema híbrido electroestático y electrónico según reivindicación 1 ª caracterizado, porque el sistema selector (2) y sistema choper (3) , permiten que sea utilizable cualquiera de los elementos de corte, que se utilicen de un modo indistinto, TRIACS, IGBTS, Alternistores, Mosfets e incluso Relés, siempre que se dispongan tal y como se señala en la primera reivindicación.

3º) Regulador de tensión alterna con sistema híbrido electroestático y electrónico según reivindicación 1 ª y 2ª caracterizado porque los dispositivos Selector (2) y Choper (3) , así como el Control (4) , pueden ir dispuestos e instalados en una o diferentes placas sin que ello cambie su principio de funcionamiento, siempre que se dispongan tal y como se señala en la en la primera reivindicación.

4º) Regulador de tensión alterna con sistema híbrido electroestático y electrónico según reivindicación 1 ª, 2ª, 3ª y 4ª porque las tomas, y la selección de espiras del transformador (1 ) , pueden ser variables sin que su número y valor (cero incluido) suponga limitación de esta disposición y funcionamiento del sistema.