ES2856884T3 - Dispositivo de conversión de potencia de CA directo - Google Patents

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ES2856884T3 ES13842130T ES13842130T ES2856884T3 ES 2856884 T3 ES2856884 T3 ES 2856884T3 ES 13842130 T ES13842130 T ES 13842130T ES 13842130 T ES13842130 T ES 13842130T ES 2856884 T3 ES2856884 T3 ES 2856884T3
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Abstract

Un convertidor de potencia de CA directo que comprende: un enlace de CC (7) que tiene una primera línea de suministro de energía (L1) y una segunda línea de suministro de energía (L2), aplicándose un potencial eléctrico menor que el potencial eléctrico de dicha primera línea de suministro de energía (L1) a dicha segunda línea de suministro de energía (L2); un primer circuito rectificador (5, 51) que tiene una pluralidad de terminales de entrada que se configuran para introducir una tensión de CA (Vin) y un par de terminales de salida (51c, 51d), cada uno de los cuales se conecta a dicho enlace de CC que se configuran para dar salida a una tensión rectificada (Vrec) de dicha tensión de CA; un inversor (6) configurado para convertir una tensión aplicada a dicho enlace de CC (7) en otra tensión de CA; y un chopper elevador (3) que tiene un condensador (34) en un estadio de salida; un conmutador (41) configurado para conmutar descarga y no descarga desde dicho condensador (34) a dicho enlace de CC, en donde una tasa de tensión cero (dz) se define como una relación de tiempo correspondiente a un período durante el que dicho inversor (6) se configura para adaptar un vector de tensión cero independientemente de la magnitud de la tensión que saldrá, una tasa de descarga (dc) se define como una relación de tiempo de una conductividad de dicho conmutador (41) configurado para aplicar una tensión (Vc) entre ambos extremos de dicho condensador (34) a dicho enlace de CC, y una tasa de rectificación (dr) se define como una relación de tiempo de conductividad de dicho circuito rectificador (51) y se configura para tomar un valor obtenido al restar a un valor de 1 una suma de dicha tasa de descarga (dc) y dicha tasa de tensión cero (dz), caracterizado por que dicho chopper elevador (3) se configura para realizar la carga en dicho condensador (34) al menos en un primer período que es parte de un período durante el que la tasa de descarga (dc) es mayor que 0 cuando dicha tensión (Vc) entre ambos extremos de dicho condensador (34) es mayor que dicha tensión rectificada.

Description

DESCRIPCIÓ N
D isp o s itivo de co n ve rs ió n de p o te n c ia de C A d ire c to
C am po técnico
La p re se n te inve n c ió n se re fie re a un c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to y, en p a rticu la r, a u n a c o n fig u ra c ió n q ue tie n e un c ircu ito re c tificad o r, un in v e rs o r y un c h o p p e r e le va d o r.
A nteceden te de la técnica
Los d o c u m e n to s de p a te n te 1 y 2 y e l d o c u m e n to q u e no es de p a te n te 1 p re se n ta n c o n ve rtid o re s de a lim e n ta c ió n de C A d ire c to s . En c a d a u no de e s to s c o n v e rtid o re s de a lim e n ta c ió n de C A d ire c ta , se u tiliza un c h o p p e r e le v a d o r que re c ibe e n e rg ía e lé c tr ic a de un c irc u ito re c tif ic a d o r y s u m in is tra la e n e rg ía e lé c tr ic a a un in v e rs o r de m o do q ue se reduce la p u lsa c ió n de u na p o te n c ia ins ta n tán ea .
A d e m á s, e l d o c u m e n to de p a te n te 3 d a a c o n o c e r un c o n v e rtid o r de fa c to r de p o te n c ia a lto p a ra a cc io n a m ie n to s de m o to r y fu e n te s de a lim e n ta c ió n . U na se cc ión de c o n v e rt id o r de tip o "re d u c to r" se c o n e c ta a u n a fu e n te de te n s ió n de C A y p ro p o rc io n a u n a te n s ió n de sa lid a q ue tie n e ca ra c te rís tic a s de te n s ió n p re se le cc io n a d a s . La se cc ió n e s tá o p e ra tiv a d u ra n te la p a rte de un c ic lo de te n s ió n de e n tra d a en el q u e el n ive l de te n s ió n de e n tra d a e xce d e el d e l n ive l de te n s ió n de sa lid a . U na s e g u n d a se cc ió n de c o n v e rt id o r de tip o "e le va d o r" ta m b ié n se co n e c ta a la fu e n te de te n s ió n . La s e g u n d a secc ión ta m b ié n p ro p o rc io n a la te n s ió n de sa lid a y e s tá o p e ra tiva d u ra n te la p a rte de l c ic lo de la te n s ió n de e n tra d a en la q u e el n ive l de te n s ió n de sa lid a e xce d e e l d e l n ive l de la te n s ió n de e n tra d a . Un c ircu ito de con tro l re sp o n d e a los n ive les re la tivos de las te n s io n e s de e n tra d a y sa lid a p ara o p e ra r las se cc io n e s de c o n v e rt id o r p rim e ra y s e g u n d a sob re u n a b ase de tie m p o c o m p a rtid o en e l q ue e l fu n c io n a m ie n to d e l c o n v e rt id o r se co n m u ta e n tre las d os se cc io n e s de c o n v e rt id o r en fu n c ió n de las ca ra c te rís tic a s de te n s ió n de sa lid a re a le s d e te c ta d a s co m p a ra d a s a las ca ra c te rís tic a s p re se le cc io n a d a s . Esto p e rm ite al c o n v e rtid o r m a n te n e r un á ng u lo de c o n d u cc ió n ca s i co m p le to y, p o r lo ta n to , un fa c to r de p o te n c ia a lto p ara c u a lq u ie r n ive l de te n s ió n de sa lid a en un in te rva lo d e sd e ce ro v o ltio s hasta n ive les de te n s ió n m ás a lto s q ue el n ive l de te n s ió n de e n tra d a p ico .
D ocum entos de la técn ica anterior
D o cu m e n to s de p a ten te
D o cu m e n to de p a te n te 1: S o lic itud de p a te n te ja p o n e sa a b ie rta al p ú b lico n.° 2011 -193678
D o cu m e n to de p a te n te 2: S o lic itud de p a te n te ja p o n e sa a b ie rta al p ú b lico n.° 2012 -135184
D o cu m e n to de p a te n te 3: U S -A -5.235.504
D o cu m e n to no de p a ten te
D o cu m e n to no de p a te n te 1: O h n u m a , Itoh: "E xp e rim e n ta l V e rifica tio n o f S ing le P ha se to T h re e P hase C o n ve rte r U sing an A c tive B u ffe r c irc u it w ith a C h a rg e C ircu i", IEEJ 2010 In d u s try A p p lica tio n s S o c ie ty C o n fe re n ce 1-124 , págs. 1 -587 ­ 590 (2010 )
C om pendio de la invención
P ro b le m a s q ue d eb e re s o lv e r la inve nc ión
En las té cn ica s in tro d u c id a s en e s to s d o cu m e n to s , sin e m b a rg o , un p e río d o de ca rg a d e sd e un c ircu ito re c tif ic a d o r a un co n d e n sa d o r, y un p e río d o de d e s c a rg a d e sd e e l co n d e n s a d o r al in v e rs o r se e s ta b le ce n a lte rn a tiv a m e n te en ca d a 1/4 de c ic lo de u n a te n s ió n de C A de e n tra d a . P o r e s ta razón, la m a gn itu d de u na te n s ió n de sa lid a p e rm a n e ce en 1/V2 v e ce s el v a lo r de c re s ta de la te n s ió n de C A de e n tra da .
A d e m á s, se re a liza u n a o p e ra c ió n de l c h o p p e r e le v a d o r en un m o do d e n o m in a d o no c o n tin u o y, p o r lo tan to , e l p ico de co rr ie n te q u e flu ye en un in d u c to r inc lu ido en e l c h o p p e r e le v a d o r tie n d e a s e r g ran d e .
P o r ta n to , un o b je to de la p re se n te inve n c ió n es re d u c ir un p ico de co rr ie n te q ue flu ye en un in d u c to r inc lu ido en un c h o p p e r e le va d o r. A d e m á s, o tro o b je to de la p re se n te inve nc ión es p ro p o rc io n a r u n a té c n ica q u e hace q ue u n a te n s ió n de sa lid a de un c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to sea m a yo r q u e e l de u na té c n ica c o n ve n c io n a l.
M e d io s p a ra re so lve r los p ro b le m a s
Un c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to de la p re se n te inve n c ió n según la re iv in d ica c ió n 1, inc lu ye un e n la ce de CC (7), un p rim e r c ircu ito re c tif ic a d o r (5, 51), un c h o p p e r e le v a d o r (3) y un c o n m u ta d o r (41).
El e n la ce de C C tie n e u n a p rim e ra línea de su m in is tro de e n e rg ía (L1) y u n a s e g u n d a línea de su m in is tro de e n e rg ía (L2) a la q u e se a p lica un p o te n c ia l e lé c tr ico m e n o r q u e el p o te n c ia l e lé c tr ico de la p rim e ra línea de su m in is tro de e n e rg ía .
El p rim e r c ircu ito re c tif ic a d o r tie n e u n a p lu ra lid a d de te rm in a le s de e n tra d a en los q ue se in tro d u ce u n a te n s ió n de CA, y un p a r de te rm in a le s de sa lid a (51c y 51 d), ca d a uno de los c u a le s se c o n e c ta al e n la ce de C C p a ra la sa lid a de u na te n s ió n re c tifica d a (V rec ) de la te n s ió n de CA.
El in v e rs o r co n v ie rte la te n s ió n a p lica d a al e n la ce de C C en o tra te n s ió n de CA.
El c h o p p e r e le v a d o r tie n e un c o n d e n s a d o r (34) en un e s ta d io de sa lida .
El c o n m u ta d o r ca m b ia de d e s c a rg a y no d e s c a rg a d e sd e e l c o n d e n s a d o r al e n la ce de CC.
En el c h o p p e r e le va d o r, u n a te n s ió n de c o n d e n s a d o r e n tre a m b o s e x tre m o s d e l c o n d e n s a d o r es m a yo r q u e d ich a te n s ió n re c tifica d a , la c a rg a en el c o n d e n s a d o r se re a liza al m e no s en un p rim e r p e río d o q u e es p arte de un p e río do d u ra n te e l q u e u n a ta s a de d e s c a rg a es m a yo r q ue 0.
La ta s a de d e s c a rg a es u na re lac ió n de tie m p o de la co n tin u id a d de l c o n m u ta d o r p a ra a p lic a r la te n s ió n de c o n d e n s a d o r en el e n la ce de CC.
En un se g u n d o a sp e c to de l c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to según la p re se n te inve nc ión , en el p rim e r a sp ec to , e l c o n d e n s a d o r se ca rg a en e l c h o p p e r e le v a d o r en e l p rim e r p e río d o , y u na p a rte o la to ta lid a d de l p e río d o d u ra n te el q u e la ta s a de d e s c a rg a es 0.
En un te rc e r a sp e c to de l c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to según la p re se n te inve nc ión , en cu a lq u ie ra de los a sp e c to s p rim e ro y seg u n d o , e l c o n d e n s a d o r (34) se c a rg a m e d ia n te u na p o te n c ia de ca rg a (P c i) y se d e sca rg a m e d ia n te u n a p o te n c ia de d e s c a rg a (P co ) en e l p rim e r p e río d o y e l p rim e r p e río d o tie n e un p e río d o d u ra n te e l q u e la p o te n c ia de ca rg a es m a yo r q ue la p o te n c ia de d e sca rg a , y un p e río d o d u ra n te e l q u e la p o te n c ia de d e s c a rg a es m a yo r q u e la p o te n c ia de ca rga .
En un cu a rto a sp e c to d e l c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to seg ún la p re se n te inve nc ión , en cu a lq u ie ra de los a sp e c to s p rim e ro a te rce ro , u na te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l (V dc) es m a yo r q ue 1/V2 v e ce s la te n s ió n re c tificad a . La te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l se e x p re sa m e d ia n te la su m a de un p ro d u c to (dc • V c) de la ta s a de d e s c a rg a (dc) y u na te n s ió n e n tre a m b o s e x tre m o s (Vc) de l co n d e n s a d o r (34), y un p ro d u c to (d r • V re c ) de u na ta s a de re c tificac ió n (dr) y u na te n s ió n re c tifica d a (V rec ) de la te n s ió n de CA.
La ta s a de re c tifica c ió n to m a un v a lo r o b te n id o al re s ta r la su m a de la ta s a de d e s c a rg a y u n a ta s a de te n s ió n ce ro (dz) de 1.
La ta s a de te n s ió n ce ro es u na re lac ió n de tie m p o p a ra q u e e l in v e rs o r (6) a d o p te un v e c to r de te n s ió n ce ro in d e p e n d ie n te m e n te de la m a gn itu d de u n a te n s ió n q ue sa ld rá d e l in v e rs o r (6).
En un q u in to a sp e c to de l c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to de a cu e rd o con la p re se n te inve nc ión , en e l cua rto a sp e c to , la ta s a de d e s c a rg a p a ra el q u e hace q ue la ta s a de te n s ió n ce ro (dz) se a m ín im a se e s ta b le ce sob re la base de un v a lo r de o rde n (irec*) de u na co rr ie n te re c tifica d a . (irec) es la su m a de u na co rrie n te e lé c tr ic a (ib) q u e flu ye en el c h o p p e r e le v a d o r (3) y u na co rr ie n te e lé c tr ic a (id ire c t) q u e flu ye d e sd e e l p rim e r c ircu ito re c tif ic a d o r al in v e rs o r (6), un v a lo r de o rde n (V dc*) de la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l (V dc), la te n s ió n e n tre a m bo s e x tre m o s (Vc) de l co n d e n sa d o r, la te n s ió n re c tifica d a (V rec ) y u n a co rr ie n te e lé c tr ic a (idc) q ue se in tro d u c irá en el in v e rs o r (6).
En un sex to a sp e c to de l c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to de a cu e rd o con la p re se n te inve nc ión , en el q u in to a sp e c to , cu a n d o la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l (V dc) es m a yo r q u e la te n s ió n re c tifica d a (V rec ) y e l v a lo r de o rden (irec*) de la co rr ie n te re c tifica d a (irec) es un v a lo r p re d e te rm in a d o (d r_ m a x • idc) o m ás, la ta s a de re c tifica c ió n (dr) to m a un se g u n d o v a lo r p re d e te rm in a d o (d r_ m a x) y la ta s a de d e s c a rg a (dc) to m a un v a lo r o b te n id o a re s ta r a 1 el se g u n d o v a lo r p re d e te rm in a d o .
El se g u n d o v a lo r p re d e te rm in a d o es un v a lo r ((V d c *-V c )/(V re c -V c )) o b te n id o al d iv id ir un v a lo r o b te n id o al re s ta r la te n s ió n e n tre a m b o s e x tre m o s (Vc) de l c o n d e n s a d o r d e l v a lo r de o rde n (V dc*) de u na te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l (V dc) p o r un v a lo r o b te n id o al re s ta r la te n s ió n e n tre a m bo s e x tre m o s (V c) de la te n s ió n re c tifica d a (V rec).
En un sé p tim o a sp e c to d e l c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to seg ún la p re se n te inve nc ión , en c u a lq u ie ra de los a sp e c to s p rim e ro a sex to , inc lu ye a d e m á s un se g u n d o c ircu ito re c tif ic a d o r (52) p a ra in tro d u c ir la te n s ió n re c tifica d a (V rec ) en el c h o p p e r e le v a d o r (3).
En un o c ta vo a sp e c to de l c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to según la p re se n te inve nc ión , en cu a lq u ie ra de los a sp e c to s p rim e ro a sex to , e l p a r de te rm in a le s de sa lid a de l p r im e r o b te n id o al re s ta r la te n s ió n e n tre a m b o s e x tre m o s (Vc) de la te n s ió n re c tifica d a (V rec).
En un sé p tim o a sp e c to d e l c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to seg ún la p re se n te inve nc ión , en c u a lq u ie ra de los a sp e c to s p rim e ro a sex to , inc lu ye a d e m á s un se g u n d o c ircu ito re c tif ic a d o r (52) p a ra in tro d u c ir la te n s ió n re c tifica d a (V rec ) en el c h o p p e r e le v a d o r (3).
En un o c ta vo a sp e c to d e l c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to seg ún la p re se n te inve nc ión , en cu a lq u ie ra de los a sp e c to s p rim e ro al sex to , e l p a r de te rm in a le s de s a lid a de l p rim e r c ircu ito re c tif ic a d o r se c o n e c ta a un lado de e n tra d a d e l c h o p p e r e le va d o r.
En un n o ve n o a sp e c to de l c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to según la p re se n te inve nc ión , en cu a lq u ie ra de los a sp e c to s p rim e ro y te rce ro a o c ta vo , la ta s a de d e s c a rg a (dc) es s ie m p re p os itivo .
U n d é c im o a sp e c to de l c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to seg ún la p re se n te inve nc ión , en cu a lq u ie ra de los a sp e c to s p rim e ro a n oven o , inc lu ye a d e m á s un d io d o c o n e c ta d o en p a ra le lo con el c o n m u ta d o r (41), el d io d o hace q ue u n a d ire cc ió n de c a rg a de l c o n d e n s a d o r (34) d e sd e el e n la ce de C C (7) sea u na d ire cc ió n de ava nce .
E fec tos de la inve nc ión
El c o n d e n s a d o r se ca rg a en e l c h o p p e r e le v a d o r al m e no s en u n a p arte d e l p e río d o d u ra n te e l q u e la ta s a de d e s c a rg a es m a yo r q u e 0, de m o do q ue un v a lo r p ro m e d io de un v a lo r m á x im o de u na te n s ió n de c a p a z de sa lir d e l in v e rs o r en un c ic lo de c o n tro la r la c o n m u ta c ió n d e l in v e rs o r p u e d e e xc e d e r 1AÍ2 v e ce s e l v a lo r de c re s ta de u n a te n s ió n de CA. De o tra m a nera , inc lu so cu a n d o el v a lo r p ro m e d io no e xce d a 1/V2 v e ce s el v a lo r de c re s ta de la te n s ió n de CA, se p u e d e e s ta b le c e r un p e río d o de c a rg a de l c o n d e n s a d o r p a ra q u e se a m ás la rgo q ue e l p e río d o en u n a té c n ica co n ve n c io n a l. P o r e s ta razón , un v a lo r de p ico de u n a co rr ie n te e lé c tr ic a q u e flu y e en un in d u c to r inc lu ido en el c h o p p e r e le v a d o r se p u e d e re d u c ir p a ra q ue sea m e n o r q ue e l v a lo r en u na té c n ica c o n ve n c io n a l.
Los o b je to s , c a ra c te rís tica s , a sp e c to s y ve n ta ja s de la p re se n te inve nc ión se rán e v id e n te s a p a rtir de la s ig u ie n te d e sc rip c ió n d e ta lla d a to m a d a ju n to con los d ib u jo s a d jun tos .
Breve descripción de los dibujos
La F ig u ra 1 es un d ia g ra m a de c ircu ito q u e ilus tra u n a c o n fig u ra c ió n de un c o n v e rtid o r de p o te n c ia de C A d ire c to según u n a re a liza c ió n ;
La F ig ura 2 es un d ia g ra m a de c ircu ito q u e ilus tra o tra c o n fig u ra c ió n de l c o n v e rt id o r de p o te n c ia d e C A d ire c to según la re a liza c ió n ;
La F ig u ra 3 es un c ircu ito e q u iva le n te d e l c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to seg ún la re a liza c ió n ;
La F ig u ra 4 es un d ia g ra m a de b lo q u e s q u e ilu s tra u na co n fig u ra c ió n de un c o n tro la d o r de c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to seg ún la re a liza c ió n ;
La F ig u ra 5 es un d ia g ra m a de f lu jo q ue o rg a n iz a las e ta p a s p a ra o b te n e r u n a ta s a de re c tifica c ió n , u n a ta s a de te n s ió n ce ro , u n a ta s a de d e s c a rg a y un v a lo r de o rde n de co rrie n te ;
La F igura 6 es un g rá fico q ue m u e s tra fo rm a s de o n d a de e sp e c ifica c io n e s de un e je m p lo c o m p a ra tivo 1;
La F igura 7 es un g rá fico q ue m u e s tra fo rm a s de o n d a de e sp e c ifica c io n e s de l e je m p lo c o m p a ra tivo 1;
La F igura 8 es un g rá fico q ue m u e s tra fo rm a s de o n d a de e sp e c ifica c io n e s de un e je m p lo 1;
La F igura 9 es un g rá fico q ue m u e s tra fo rm a s de o n d a de e sp e c ifica c io n e s de l e je m p lo 1;
La F igura 10 es un g rá fico q ue m u e s tra fo rm a s de o n d a de e sp e c ifica c io n e s de un e je m p lo 2;
La F igura 11 es un g rá fico q ue m u e s tra fo rm a s de o n d a de e sp e c ifica c io n e s d e l e je m p lo 2;
La F igura 12 es un g rá fico q ue m u e s tra fo rm a s de o n d a de e sp e c ifica c io n e s de un e je m p lo co m p a ra tiv o 2;
La F igura 13 es un g rá fico q ue m u e s tra fo rm a s de o n d a de e sp e c ifica c io n e s d e l e je m p lo co m p a ra tivo 2;
La F igura 14 es un g rá fico q ue m u e s tra fo rm a s de o n d a de e sp e c ifica c io n e s de un e je m p lo 3;
La F igura 15 es un g rá fico q ue m u e s tra fo rm a s de o n d a de e sp e c ifica c io n e s d e l e je m p lo 3;
La F igura 16 es un g rá fico q ue m u e s tra fo rm a s de o n d a de e sp e c ifica c io n e s de un e je m p lo 4; y
La F igura 17 es un g rá fico q ue m u e s tra fo rm a s de o n d a de e sp e c ifica c io n e s d e l e je m p lo 4.
D escripción de realizaciones
La F ig ura 1 es un d ia g ra m a de c irc u ito q u e ilus tra u n a c o n fig u ra c ió n de un c o n v e rtid o r de p o te n c ia de C A d ire c to según u na re a liza c ió n .
El c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to inc lu ye un e n la ce de C C 7, c ircu ito s re c tifica d o re s 51 y 52, un c h o p p e r e le v a d o r 3, un c o n m u ta d o r 41 y un in v e rs o r 6.
El e n la ce de C C 7 tie n e líne as de su m in is tro de e n e rg ía L1 y L2. Un p o te n c ia l e lé c tr ico m e n o r q u e e l p o te n c ia l e lé c trico de la líne a de su m in is tro de e n e rg ía L1 se a p lica a la línea de su m in is tro de e n e rg ía L2.
El c ircu ito re c tif ica d o r 51 tie n e te rm in a le s de e n tra d a 51a y 51b q ue in tro d u ce n u n a te n s ió n de C A V in , y un p a r de te rm in a le s de sa lid a 51c y 51 d p a ra c o n e c ta rse a las líne as de su m in is tro de e n e rg ía L1 y L2, re sp e c tiva m e n te . El c irc u ito re c tif ic a d o r 51 es de l tip o de re c tifica c ió n de o n d a co m p le ta , y a q u í se ilu s tra un ca so en e l q u e e s tá fo rm a d o p o r un p u e n te de d io d os .
En la F ig ura 1, se ilus tra un e s ta d o en e l q u e se su m in is tra u n a te n s ió n de C A V in al c ircu ito re c tif ic a d o r 51 d e sd e una fu e n te de a lim e n ta c ió n de C A m o n o fá s ica a tra vé s de un c ircu ito de f iltro 2. S in e m b a rg o , d ad o q ue el c ircu ito de filtro 2 se p ro p o rc io n a p a ra c o r ta r un ru ido de a rm ó n ico , u na fre cu e n c ia de co rte de l ru ido de a rm ó n ico es m a yo r q ue una fre cu e n c ia de la te n s ió n de C A V in . D ado q u e los fu n c io n a m ie n to s de las se cc io n e s re sp e c tiva s d e sc rita s a c o n tin u a c ió n a p e n a s e s tá n in flu e n c ia d a s p o r la fu n c ió n d e l c ircu ito de f iltro 2, la d e sc rip c ió n q ue s igu e se d a e xc lu ye n d o el fu n c io n a m ie n to d e l c ircu ito de f iltro 2.
El fu n c io n a m ie n to de un c o n m u ta d o r 41 y las o p e ra c io n e s de c o n m u ta c ió n de un c h o p p e r e le v a d o r 3 y un in v e rs o r 6 son co n tro la d o s p o r un c o n tro la d o r 9. P ue d e e n te n d e rs e q u e el c o n tro la d o r 9 ta m b ié n se p ro p o rc io n a al c o n v e rtid o r de p o te n c ia de C A d irec to .
El in v e rs o r 6 co n v ie rte la te n s ió n a p lica d a al e n la ce de C C 7 en o tra te n s ió n de C A. El in v e rs o r 6 se co n s titu ye p a ra d a r sa lid a a u na te n s ió n de C A tr ifá s ic a a un m o to r s in c ró n ico de im a ne s p e rm a n e n te s P M S M co m o c a rg a ind u ctiva . El in v e rs o r 6 es un in v e rs o r de te n s ió n q u e fu n c io n a b a jo co n tro l ve c to r ia l e sp a c ia l in s ta n tá n e o y p ue de a d o p ta r u na c o n fig u ra c ió n c o n o c id a p ú b lica m e n te . El in v e rs o r 6 tie n e co m o sa lid a u n a co rr ie n te tr ifá s ic a Iinv p a ra el m o to r s in c ró n ico de im a n e s p e rm a n e n te s P M SM .
El c h o p p e r e le v a d o r 3 tie n e un c o n d e n s a d o r 34 en un e s ta d io de sa lid a d e l c h o p p e r e le v a d o r 3. M ás co n c re ta m e n te , al c h o p p e r e le v a d o r 3 se a p lica u n a te n s ió n re c tifica d a V re c de la te n s ió n de C A V in . La te n s ió n re c tifica d a V re c es g e n e ra d a p o r e l c irc u ito re c tif ic a d o r 52 de un tip o de re c tifica c ió n de o n d a co m p le ta . A q u í se ilu s tra un ca so en e l q ue el c ircu ito re c tif ic a d o r 52 e s tá fo rm a d o p o r e l p u e n te de d io d os .
El c h o p p e r e le v a d o r 3 tie n e un in d u c to r 32, un c o n m u ta d o r 31 y un d io d o 33 a d e m á s d e l co n d e n s a d o r 34. La te n s ió n re c tifica d a V re c se a p lica e n tre un e x tre m o d e l in d u c to r 32 y un e x tre m o d e l c o n m u ta d o r 31. El o tro e x tre m o d e l in d u c to r 32, e l o tro e x tre m o d e l c o n m u ta d o r 31 y un á no do d e l d io d o 33 se co n e c ta n e n tre sí. El c o n d e n s a d o r 34 se co n e c ta e n tre un cá to d o de l d io d o 33 y un e x tre m o de l c o n m u ta d o r 31. P o r e je m p lo , co m o c o n m u ta d o r 31 se a d o p ta un tra n s is to r b ip o la r de p u e rta a is lada .
D ich a co n fig u ra c ió n se co n o ce p ú b lica m e n te co m o el c h o p p e r e le v a d o r y, p o r lo ta n to , se o m ite su fu n c io n a m ie n to d e ta lla do .
S in e m b a rg o , se o b se rva q u e el c o n m u ta d o r 31 es co n d u c to r/n o c o n d u c to r de a cu e rd o con la a c tiv id a d /n o ac tiv ida d de u na señ a l de co n tro l Sb, y q u e u na ta s a de e le v a d o r d b q ue es u n a re lac ió n de tie m p o de c o n d u c tiv id a d de l c o n m u ta d o r 31 es d e te rm in a d o p o r un v a lo r de o rde n ib* de u n a co rrie n te e lé c tr ic a ib (d e ta lla d a m ás a d e la n te ) q ue f lu irá en e l in d u c to r 32, u n a te n s ió n de c o n d e n s a d o r V c q ue se a p lica rá al c o n d e n s a d o r 34 y la te n s ió n re c tifica d a V rec .
El c o n m u ta d o r 41 re a liza d e s ca rg a /n o d e s c a rg a d e sd e el c o n d e n s a d o r 34 al e n la ce de C C 7 seg ún la a c tiv id a d /n o a c tiv id a d de u na se ñ a l de co n tro l Sc. M ás c o n c re ta m e n te , e l c o n m u ta d o r 41 se c o n e c ta e n tre las líne as de su m in is tro de e n e rg ía L1 y L2 en se rie con re sp e c to al c o n d e n s a d o r 34.
N o rm a lm e n te , e l fu n c io n a m ie n to de l c h o p p e r e le v a d o r 3 hace q u e la te n s ió n de co n d e n s a d o r V c sea m ás a lta q u e la te n s ió n re c tifica d a V re c . El c o n m u ta d o r 41, p o r ta n to , tie n e un d isp o s itivo c o n m u ta d o r p a ra c o n tro la r si se p e rm ite que f lu y a u n a co rr ie n te e lé c tr ic a d e sd e e l c h o p p e r e le v a d o r 3 (m ás co n c re ta m e n te , d e sd e e l co n d e n s a d o r 34) a la líne a de s u m in is tro de e n e rg ía L 1. P o r e je m p lo , co m o d isp o s itivo c o n m u ta d o r se a d o p ta un tra n s is to r b ip o la r de p u e rta a is la da .
A d e m á s, d e s e a b le m e n te se inc lu ye un d io d o d o n d e u n a d ire cc ió n de a va n ce es u na d ire cc ió n d e sd e e l e n la ce de CC 7 al c h o p p e r e le v a d o r 3 (m ás co n c re ta m e n te , d e sd e la línea de s u m in is tro de e n e rg ía L1 al c o n d e n s a d o r 34) p a ra c a rg a r e l co n d e n s a d o r 34 con u n a co rr ie n te re g e n e ra d a d e sd e el in v e rs o r 6.
El c o n tro la d o r 9 in tro d u ce la te n s ió n de C A V in (m ás e xa c ta m e n te , u n a señ a l q u e ind ica su fo rm a de o n d a : lo m ism o se a p lica a co n tin u a c ió n ), u na co rr ie n te e lé c tr ic a Iinv q u e sa ld rá de l in v e rs o r 6, y la te n s ió n de c o n d e n s a d o r V c, y tie n e co m o sa lid a se ñ a le s de co n tro l Sb, Sc y Sg. La señ a l de co n tro l Sg es u n a señ a l p a ra c o n tro la r la co n m u ta c ió n de l in v e rs o r 6, y es un g ru p o de se ñ a le s co m p u e s to p o r 6 (= 3 x 2) se ñ a le s p o rq u e a q u í se ilus tra un ca so en el q ue el in v e rs o r 6 tie n e co m o s a lid a u na te n s ió n trifá s ica .
La F ig u ra 2 es un d ia g ra m a de c ircu ito q ue ilus tra o tra co n fig u ra c ió n de l c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to según e s ta re a liza c ió n . En c o m p a ra c ió n con la co n fig u ra c ió n m o s tra d a en la F ig ura 1, el c ircu ito re c tif ic a d o r 51 s irve s im u ltá n e a m e n te co m o c ircu ito re c tif ic a d o r 52. Es d ec ir, e l p a r de te rm in a le s de sa lid a 51c y 51d d e l c irc u ito re c tif ica d o r 5 se c o n e c ta a un lado de e n tra d a del c h o p p e r e le v a d o r 3. En e s te caso , a d ife re n c ia de la co n fig u ra c ió n m o s tra d a en la F ig ura 1, la te n s ió n re c tifica d a V re c no s ie m p re se a p lica al c h o p p e r e le v a d o r 3. Esto se d e b e a q ue el o tro e x tre m o d e l in d u c to r 32 se co n e c ta al c o n m u ta d o r 41 a tra vé s de la líne a de su m in is tro de e n e rg ía L1, y la te n s ió n de c o n d e n s a d o r V c p ue de a p lica rse al c h o p p e r e le v a d o r 3 de a cu e rd o con las c irc u n s ta n c ia s de fu n c io n a m ie n to de l c o n m u ta d o r 41.
S in e m b a rg o , d ad o q ue ta n to la F ig u ra 1 co m o la F ig u ra 2 se tra ta n de m a n e ra e q u iva le n te en un c ircu ito e q u iva le n te d e sc rito a c o n tin u a c ió n , es co m ú n un m é to d o de co n tro l d e sc rito a c o n tin u a c ió n . A c o n tin u a c ió n se d e sc rib e p rim e ro el c ircu ito e q u iva le n te .
La F igura 3 es e l c ircu ito e q u iva le n te d e l c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to m o s tra d o en la F ig u ra 1 y la F ig u ra 2. La te n s ió n re c tifica d a V re c se e xp re sa co m o u n a fu e n te de te n s ió n y, p o r lo ta n to , un c o n m u ta d o r G re c ind ica si el c irc u ito re c tif ic a d o r 51 es c o n d u c to r o no. A d e m á s, los co n m u ta d o re s 31 y 41 se ind ican m e d ia n te co n m u ta d o re s G b y G c, re sp e c tiva m e n te . S in e m b a rg o , la co rr ie n te re g e n e ra d a d e sd e el in v e rs o r 6 no se tie n e en c u e n ta y e l d io d o del c o n m u ta d o r 41 no se tie n e en cue n ta .
El in v e rs o r 6 y su c a rg a se e xp re sa n co m o fu e n te s de co rr ie n te p a ra h a c e r f lu ir u n a co rr ie n te C C idc al in v e rs o r 6. El in v e rs o r 6 es o p e ra d o p o r un lla m a d o v e c to r de te n s ió n ce ro en un e s ta d o en e l q ue un c o n m u ta d o r G z es co n d u c to r. C u a n d o el in v e rs o r 6 es o p e ra d o p o r e l v e c to r de te n s ió n ce ro , e l in v e rs o r 6 c o r to c irc u ita con re sp e c to a u na ca rg a in d u c tiva con cu a lq u ie ra de las líneas de su m in is tro de e n e rg ía L1 y L2, y p o r lo ta n to no re c ibe co rr ie n te e lé c tr ic a de l e n la ce de C C 7.
P o r o tro lado, e l in v e rs o r 6 p ue de s e r o p e ra d o p o r c u a lq u ie r v e c to r q u e no se a e l v e c to r de te n s ió n ce ro cu a n d o el in v e rs o r 6 re c ibe u na co rr ie n te e lé c tr ic a d e l e n la ce de C C 7. P o r lo ta n to , e l in v e rs o r 6 es o p e ra d o p o r c u a lq u ie r v e c to r d is tin to d e l v e c to r de te n s ió n ce ro cu a n d o e l c o n m u ta d o r G z no es co n d u c to r.
C u a n d o la te n s ió n de c o n d e n s a d o r V c m a yo r q u e la te n s ió n re c tifica d a V re c se a p lica al e n la ce de C C 7, no fluye co rr ie n te e lé c tr ica en el e n la ce de C C 7 d e sd e el c ircu ito re c tif ic a d o r 51. Es d ec ir, cu a n d o e l c o n m u ta d o r G c es co n d u c to r, e l c o n m u ta d o r G rec no es co n d u c to r.
C o m o se d e sc rib e en los d o c u m e n to s de p a te n te 1 y 2, cu a n d o las re la c io n e s de tie m p o de la co n d u c tiv id a d de los co n m u ta d o re s G rec , G c y G z son u na ta s a de re c tifica c ió n dr, u n a ta s a de d e s c a rg a dc y u na ta s a de te n s ió n ce ro dz, re sp e c tiva m e n te , u na su m a de e s to s tre s es 1. Es d ec ir, se cu m p le la s ig u ie n te fó rm u la (1). E s tas re la c io n e s de tie m p o son re la c io n e s de tie m p o en un c ic lo m ás co rto q ue un c ic lo de la te n s ió n de C A V in , y re la c io n e s de tie m p o re la c io n a d a s con un c ic lo p o rta d o r c o n tro la d o con u na a p ro x im a c ió n de q u e la te n s ió n de C A V in es co n s ta n te .
d r+ d c+ d z= 1... (1)
La ta s a de te n s ió n ce ro dz es u n a re lac ió n de tie m p o co rre sp o n d ie n te a un p e río d o d u ra n te e l q ue e l in v e rs o r 6 a d o p ta e l v e c to r de te n s ió n ce ro in d e p e n d ie n te m e n te de la m a g n itu d de u n a te n s ió n q u e se v a a te n e r co m o sa lid a . A de m á s, la ta s a de d e s c a rg a dc es u n a re lac ió n de tie m p o de la co n d u c tiv id a d d e l c o n m u ta d o r 41.
La ta s a de re c tifica c ió n d r es u na re lac ió n de tie m p o de la c o n d u c tiv id a d de l c ircu ito de re c tifica c ió n 51, y a p a rtir de la fó rm u la (1) se e n c u e n tra q ue to m a un v a lo r o b te n id o al re s ta r a 1 la su m a de la ta s a de d e s c a rg a dc y la ta s a de te n s ió n ce ro dz.
C u a n d o e l c o n m u ta d o r 41 es co n d u c to r, se a d o p ta la te n s ió n de co n d e n s a d o r Vc, y cu a n d o e l c o n m u ta d o r 41 no es co n d u c to r, se a d o p ta la te n s ió n re c tif ica d a V re c co m o te n s ió n de C C q u e se a p lica rá al e n la ce de C C 7. P o r lo tan to , u n a te n s ió n v irtu a l (en e s ta so lic itud , "u n a te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l") V dc se d e te rm in a de a cu e rd o con la s ig u ie n te fó rm u la (2).
V d c = d r • V re c+ d c • V c ... (2)
Es d ec ir, la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V d c se e xp re sa m e d ia n te la su m a de un p ro d u c to (dc • V c) de la ta s a de d e s c a rg a dc y la te n s ió n de c o n d e n s a d o r V c, y un p ro d u c to (d r • V re c ) de la ta s a de re c tifica c ió n d r y la te n s ió n re c tifica d a V rec . Esto p u e d e e n te n d e rs e com o un p ro m e d io de los va lo re s m á x im o s de te n s io n e s q u e p u e d e n s a lir del in v e rs o r 6 en un c ic lo de co n tro l de u n a o p e ra c ió n de c o n m u ta c ió n en el c o n m u ta d o r 41 o e l in v e rs o r 6. La F igura 3 m u e s tra la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V dc co m o te n s ió n q u e se g e n e ra rá en a m b o s e x tre m o s de u n a fu e n te de co rr ie n te idc (es to hace q ue f lu y a la co rr ie n te C C idc) q u e re p re se n ta e l in v e rs o r 6 y la c a rg a de l in v e rs o r 6.
En ta l c ircu ito e q u iva le n te , u n a co rr ie n te e lé c tr ic a de la fu e n te de te n s ió n q u e ind ica la te n s ió n re c tifica d a V re c (en e s ta so lic itu d , "u n a co rr ie n te re c tifica d a ") irec se e n tie n d e co m o u na su m a de la co rr ie n te e lé c tr ica ib a f lu ir en el in d u c to r 32 (in c lu id o en e l c h o p p e r e le v a d o r 3) y u n a co rr ie n te e lé c tr ic a id irec t q ue flu ye d e sd e el c ircu ito re c tif ic a d o r 51 al in v e rs o r 6 en la c o n fig u ra c ió n real.
En la co n fig u ra c ió n m o s tra d a en la F ig u ra 1, la co rr ie n te re c tifica d a irec no se ind ica d ire c ta m e n te . En la F ig u ra 1, la co rr ie n te e lé c tr ic a id irec t es u na co rr ie n te e lé c tr ic a q u e flu ye d e sd e el c ircu ito re c tif ic a d o r 51 al e n la ce de C C 7, y la co rr ie n te e lé c tr ic a ib es u n a co rr ie n te e lé c tr ic a q ue flu y e d e sd e el c ircu ito re c tif ic a d o r 52 al c h o p p e r e le v a d o r 3.
P or o tro lado, en u n a co n fig u ra c ió n m o s tra d a en la F ig u ra 2, la co rr ie n te re c tifica d a irec sa le d e l te rm in a l de sa lid a 51c, y u na p arte de la co rr ie n te re c tifica d a irec p a ra f lu ir h ac ia e l in d u c to r 32 se co n v ie rte en la co rr ie n te e lé c tr ica ib.
D ado q ue e l c o n m u ta d o r G re c ind ica la co n d u c tiv id a d /n o co n d u c tiv id a d de l c ircu ito re c tif ic a d o r 51, la ta s a de re c tifica c ió n dr, q u e es la re lac ió n de tie m p o de la co n d u c tiv id a d , se e xp re sa co m o un v a lo r o b te n id o al d iv id ir la co rr ie n te e lé c tr ic a id irec t p o r la co rr ie n te co n tin u a idc. P o r lo ta n to , se cu m p le la s ig u ie n te fó rm u la (3).
ire c= d r • idc+ ib ...(3 )
En los d o c u m e n to s de p a te n te 1 y 2, y e l d o c u m e n to q ue no es de p a te n te 1, un p e río d o d u ra n te el q u e se p e rm ite q u e flu y a la co rr ie n te e lé c tr ic a ib se e xc lu y e de un p e río d o (p e ríod o de p ro v is ió n ) d u ra n te e l q ue se p ro p o rc io n a e n e rg ía e lé c tr ic a d e sd e e l co n d e n s a d o r 34 al e n la ce de C C 7. A d e m á s, el p e río d o de p ro v is ió n y un p e río d o d u ra n te e l q ue el c o n d e n s a d o r 34 re c ibe la e n e rg ía e lé c tr ic a de l e n la ce de C C 7 (p e río d o de re ce p c ió n ) se e s ta b le ce n a lte rn a tiva m e n te en ca d a 1/4 de l c ic lo de la te n s ió n de C A V in . P o r e s ta razón , la te n s ió n de c ircu ito de e n la ce de C C v irtu a l V dc no e xc e d e 1/V2 v e ce s e l v a lo r de c re s ta de la te n s ió n de CA.
S in e m b a rg o , inc lu so en el p e río d o de p ro v is ió n , e l c o n d e n s a d o r 34 no s ie m p re re a liza la d e s c a rg a y se d e s c a rg a en la ta s a de d e s c a rg a dc. P o r lo ta n to , se inc lu ye un p e río d o d u ra n te el q u e el c o n d e n s a d o r 34 se p ue de c a rg a r inc lu so en el p e río d o de p ro v is ió n . P o r o tro lado, e l p e río d o de p rov is ión es n e ce sa rio en un p e río d o d u ra n te el q u e la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V d c es m a yo r q u e la te n s ió n re c tifica d a V rec . Esto se d e b e a que , inc lu so con dc = 0, com o se d e sp re n d e de la fó rm u la (2), la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V d c so lo p ue de d e te rm in a rs e m e d ia n te la te n s ió n re c tif ica d a V rec , la ta s a de re c tifica c ió n d r y la ta s a de te n s ió n ce ro dz con dz > 0 cu a n d o la te n s ió n de e n la ce de CC v irtu a l V d c es m e n o r q u e la te n s ió n re c tifica d a V rec .
En o tra s p a la b ra s , en al m enos u n a p a rte d e l p e río d o d u ra n te e l q ue la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V d c es m a yo r q u e la te n s ió n re c tifica d a V re c (dc > 0 en e s te p e río d o : u na razón p a ra e s to se d e sc rib e m á s a d e la n te ), el co n d e n s a d o r 34 se ca rg a en e l c h o p p e r e le v a d o r 3 de m o do q u e el c o n d e n s a d o r 34 se s u p le m e n ta con e n e rg ía e lé c trica . C om o re su ltad o , la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V dc p u e d e e xc e d e r 1/V2 v e ce s el v a lo r de c re s ta de la te n s ió n de C A V in. H u e lg a d e c ir q ue en u na p a rte o en la to ta lid a d d e l p e río d o d u ra n te e l q u e dc = 0, e l c o n d e n s a d o r 34 se p ue de carga r.
De o tra m a ne ra , inc lu so cu a n d o la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V d c no e xc e d a 1/V2 v e c e s el v a lo r de c re s ta de la te n s ió n de C A V in , e l p e río d o d u ra n te e l q u e se c a rg a el co n d e n s a d o r 34 se p ue de c o n fig u ra r p a ra q ue se a m ás largo q ue un p e río d o en u n a té c n ica co n ve n c io n a l. P o r e s ta razón, un v a lo r de p ico de la co rr ie n te e lé c tr ic a ib q u e flu ye en el in d u c to r 32 se p ue de re d u c ir p a ra q u e sea m ás b a jo en c o m p a ra c ió n con la té c n ica c o n ve n c io n a l.
A co n tin u a c ió n se d e sc rib e n m ás d e ta lle s . C on el fin de re d u c ir u na p é rd id a en e l c h o p p e r e le v a d o r 3 y u n a co rrie n te n om in a l re q u e rid a p o r e l in d u c to r 32, es d e s e a b le re d u c ir la ta s a de d e s c a rg a dc.
P rim e ro se c o n s id e ra un ca so en e l q u e la co rr ie n te re c tifica d a irec es m a yo r q u e la co rr ie n te e lé c tr ic a id irec t. De a cu e rd o con la fó rm u la (3), e s te es un ca so en e l q ue e x is te un m a rg en p a ra q u e flu y a la co rr ie n te e lé c tr ica ib en el c h o p p e r e le v a d o r 3, y u n a m a g n itu d de la ta s a de re c tifica c ió n d r no e s tá lim ita d a p o r la co rr ie n te re c tifica d a irec. En e s te caso , un ca so en e l q u e la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V d c se co n v ie rte en la te n s ió n re c tif ica d a V re c o m enos se c o n s id e ra a d e m á s co m o un p rim e r caso . El p rim e r ca so se re a liza de m o do q u e dc = 0, y dz > 0. C o n cre ta m e n te , cu a n d o dc = 0 en las fó rm u la s (1) y (2), la ta s a de re c tifica c ió n d r y la ta s a de te n s ió n ce ro dz en e l p rim e r ca so e s tán d e te rm in a d o s p o r la s ig u ie n te fó rm u la (4). En e s te m o m en to , e l co n d e n s a d o r 34 no se d e s c a rg a a tra vé s del c o n m u ta d o r 41.
d r= V d c /V re c , d z= 1 -V d c /V re c ...(4 )
En o tra s p a la b ra s , cu a n d o se e s ta b le ce un v a lo r de o rde n V d c* de la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V dc, la ta s a de re c tifica c ió n d r d e b e e s ta b le ce rs e en u na re lac ión e n tre e l v a lo r de o rde n V d c * y la te n s ió n re c tifica d a V re c (V d c*/V rec ), y la ta s a de te n s ió n ce ro dz d e b e e s ta b le ce rs e en un v a lo r o b te n id o al re s ta r a 1 la re lac ió n p a ra q u e la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V dc s ig a e l v a lo r de o rde n V d c * con la ta s a de d e s c a rg a dc s ie n d o ce ro en e l p rim e r caso .
A d e m á s, se e n c u e n tra q ue la ta s a de te n s ió n ce ro dz ta m b ié n se v u e lve m ín im a aqu í. Esto se d e b e a q u e p a ra h a ce r c o in c id ir la te n s ió n de c ircu ito de e n la ce de C C v irtu a l V dc con e l v a lo r de o rde n V dc*, inc lu so cu a n d o a u m e n ta la ta sa de d e s c a rg a dc, la ta s a de te n s ió n ce ro dz d eb e a u m e n ta rse de a cu e rd o con la fó rm u la (2).
En o tras p a la b ra s , en el p rim e r caso , ta m b ié n se p ue de e n te n d e r q u e e s ta b le ce r la ta s a de re c tifica c ió n d r a la re lac ió n (V d c */V re c ) s ig n ifica e s ta b le ce r la ta s a de d e s c a rg a dc p a ra h a ce r q ue la ta s a de te n s ió n ce ro dz se a m ín im a y e s ta b le c e r e se v a lo r a 0.
C u a n d o se re a liza e l co n tro l a n te r io r en el p rim e r caso , e l c o n d e n s a d o r 34 no se d esca rg a .
Un ca so en e l q u e la co rr ie n te re c tifica d a irec es m a yo r q u e la co rr ie n te e lé c tr ic a id irec t y la te n s ió n de e n la ce de CC v irtu a l V d c es m a yo r q u e la te n s ió n re c tifica d a V re c se c o n s id e ra co m o se g u n d o caso . En e s te caso , a p a rtir de la fó rm u la (2) es o bv io q ue d eb e re a liza rse la d e s c a rg a de l co n d e n s a d o r 34 al e n la ce de C C 7. Es d ec ir, la ta s a de d e s c a rg a dc se e s ta b le ce en p os itivo . T a m b ié n es o bv io a p a rtir de la fó rm u la (2) q u e la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V d c tie n e q u e s e r la te n s ió n de c o n d e n s a d o r V c o m enos.
Es n ece sa rio re d u c ir la ta s a de te n s ió n ce ro dz q u e no c o n tr ib u ye a un a u m e n to en la te n s ió n de e n la ce de C C v irtua l V d c p a ra re d u c ir la ta s a de d e s c a rg a dc de m o do q u e se re d u zca la p é rd id a y la co rr ie n te n om in a l. En e l se g u n d o caso , de m a n e ra s im ila r al p rim e r caso , d ad o q ue la m a gn itu d de la ta s a de re c tifica c ió n d r no e s tá lim ita d a p o r la co rr ie n te re c tifica d a irec, la co rr ie n te co n tin u a idc p u e d e s e r a lim e n ta d a p o r la co rr ie n te re c tifica d a irec. P o r lo tan to , la ta s a de te n s ió n ce ro dz se p ue de re d u c ir a cero .
S eg ú n e s to y la fó rm u la (1), la fó rm u la (2) se p ue de d e fo rm a r en la s ig u ie n te fó rm u la (5).
V d c = d r • V rec+(1 - d r) • Vc
\ d r= (V d c -V c )/(V re c -V c )...(5 )
En o tras p a la b ra s , se e n c u e n tra q u e p a ra h a ce r q u e la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V dc s ig a el v a lo r de o rde n V dc* en e l se g u n d o caso , la ta s a de re c tifica c ió n d r d e b e e s ta b le ce rse en u na re lac ió n (V d c* - V c )/(V re c - V c), y la ta s a de d e s c a rg a dc d e b e e s ta b le ce rs e en un v a lo r o b te n id o al re s ta r a 1 la re lac ión .
En e l se g u n d o caso , ta m b ié n se p ue de e n te n d e r q ue e s ta b le c e r la ta s a de re c tifica c ió n d r de la m a n e ra a n te r io r s ig n ifica e s ta b le ce r la ta s a de d e s c a rg a dc p a ra h a ce r q u e la ta s a de te n s ió n ce ro dz se a m ín im a y e s ta b le c e r su v a lo r en (1 - d r). Esto se d eb e a q ue la ta s a de te n s ió n ce ro dz se re du ce a ce ro ta m b ié n en e s te caso .
P uede e n te n d e rse q u e el co n tro l de c a d a ta s a s ig n ifica e s ta b le c e r la ta s a de d e s c a rg a dc p a ra h a c e r q ue la ta s a de te n s ió n ce ro dz se a m ín im a b a sa d o en d o s p u n to s de v is ta . El p rim e r p un to de v is ta es si la co rr ie n te re c tifica d a irec es m a yo r q u e la co rr ie n te e lé c tr ic a id irec t o no, es d ec ir, si un v a lo r de o rde n ire c* de la co rr ie n te re c tifica d a irec se e s ta b le ce p a ra q u e se a m a yo r q u e u n a co rr ie n te e lé c tr ica id irec t o no. El se g u n d o p un to de v is ta es si la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V d c es m a yo r q u e la te n s ió n re c tifica d a V re c o no, es d ec ir, si e l v a lo r de o rde n V d c* es m a yo r q u e la te n s ió n re c tifica d a V re c o no.
E x is te un m a rg en p a ra q ue la co rr ie n te e lé c tr ic a ib flu y a d e sd e el c ircu ito re c tif ic a d o r 52 en el c ircu ito m o s tra d o en la F ig u ra 1, y d e sd e e l c ircu ito re c tif ic a d o r 51 en e l c ircu ito m o s tra d o en la F ig ura 2, re sp e c tiva m e n te . P o r lo tan to , cu a n d o se e s tim a la co rr ie n te co n tin u a idc, con un v a lo r e s tim a d o id cA, e l v a lo r de o rde n ib* de la co rr ie n te e lé c tr ica ib se e s ta b le ce de a cu e rd o con la s ig u ie n te fó rm u la (6) co n s id e ra n d o la fó rm u la (3).
ib *= ire c *-d r_ m a x • idcA...(6)
A qu í, d r_ m a x ind ica la ta s a de re c tifica c ió n d r e xp re sa d o re sp e c tiva m e n te p o r la fó rm u la (4) en e l p rim e r caso y la fó rm u la (5) en e l se g u n d o caso .
P a rticu la rm e n te co m o en el se g u n d o caso , cu a n d o la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V d c es m a yo r q ue la ten s ión re c tif ica d a V rec , e s te p e río d o se co n v ie rte en el p e río d o de p ro v is ió n d u ra n te e l q ue se re a liza la d e s c a rg a d e sd e el c o n d e n s a d o r 34 al e n la ce de C C 7 en la ta s a de d e s c a rg a de dc. No so lo la d e sca rg a , s ino ta m b ié n la ca rg a de l c o n d e n s a d o r 34 se re a liza h a c ie n d o f lu ir la co rr ie n te e lé c tr ica ib de a cu e rd o con el v a lo r de o rd e n ib* e xp re sa d o p o r la fó rm u la (6) en e l p e río d o de p rov is ión .
En e s ta re a liza c ió n , p o r lo tan to , un p e río d o c o rre sp o n d ie n te al se g u n d o ca so se d e n o m in a "zo n a de c a rg a /d e sca rg a ". P o r e l co n tra rio , un p e río d o co rre sp o n d ie n te al p rim e r caso se d e n o m in a "zo n a de ca rg a " en e s ta re a liza c ió n p o rq u e no se re a liza la d e s c a rg a s ino so lo la c a rg a d e l c o n d e n s a d o r 34.
P uede e m p le a rse un m é to do c o n o c id o p ú b lica m e n te p a ra re a liza r u n a o p e ra c ió n de c o n m u ta c ió n m e d ia n te un c o n m u ta d o r G b (c o n m u ta d o r 31) u tiliz a n d o la co rr ie n te e lé c tr ic a ib q ue flu y e en el c h o p p e r e le v a d o r 3 p a ra c a rg a r el c o n d e n s a d o r 34 a la te n s ió n de c o n d e n s a d o r V c. Este m é to do p u e d e a d o p ta r un lla m a d o m o do d isco n tin u o de co rr ie n te , o un m o do c rítico , o un m o do c o n tin u o de co rrie n te .
Un ca so en el q ue la co rr ie n te re c tif ica d a irec es la co rr ie n te e lé c tr ic a id irec t o m e n o r se c o n s id e ra co m o un te rc e r caso . C on re fe re n c ia a la fó rm u la (3), se tra ta de un caso en e l q u e no p ue de s a lir un m a rg en de f lu jo de la co rrie n te e lé c tr ic a ib. O es el caso , con re fe re n c ia a la fó rm u la (6), d o n d e ib* < 0, es d ec ir, se cu m p le la s ig u ie n te fó rm u la (7).
ire c* < d r_ m a x • idcA... (7)
S in e m b a rg o , d a d o q u e la co rr ie n te e lé c tr ic a ib no to m a re a lm e n te un v a lo r n eg a tivo , la ta s a de re c tifica c ió n d r q ue to m a un v a lo r m e n o r q ue d r_ m a x se a d o p ta b a jo u n a c o n d ic ió n de la fó rm u la (7), de m o do q u e se c u m p le la fó rm u la (3) b a jo co n d ic io n e s d o n d e irec > 0, d r > 0, idc > 0 e ib > 0.
El v a lo r de o rde n ib* de la co rr ie n te e lé c tr ica ib se e s ta b le ce en 0 de m o do q ue ib > 0 en to d o m o m en to . Es d ec ir, en un p e río d o d u ra n te e l q u e se cu m p le la fó rm u la (7), el c o n d e n s a d o r 34 no se c a rg a y e l c o n d e n s a d o r 34 se d e sca rg a m e d ia n te la ta s a de d e s c a rg a dc d e te rm in a d o a c o n tin u a c ió n . En e s ta re a liza c ió n , p o r lo ta n to , e l p e río d o d u ra n te el q u e se cu m p le la fó rm u la (7) se d e n o m in a "zo n a de d esca rg a ".
La ta s a de re c tifica c ió n d r se d e te rm in a u tiliza n d o un v a lo r de o rde n irec* y e l v a lo r e s tim a d o id cA de a cu e rd o con la s ig u ie n te fó rm u la (8) co n s id e ra n d o la fó rm u la (7).
d r= irec*/idcA ... (8)
Es d ec ir, p a ra h a ce r q u e la te n s ió n de c ircu ito de e n la ce de C C v irtu a l V dc s ig a el v a lo r de o rde n V dc*, la ta s a de re c tifica c ió n d r se e s ta b le ce en u n a re lac ió n (irec*/idcA ) de l v a lo r de o rde n irec* con e l v a lo r e s tim a d o idcA.
La s ig u ie n te fó rm u la (9) se d eb e c u m p lir te n ie n d o en c u e n ta la fó rm u la (2) p a ra q u e la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V d c s ig a el v a lo r de o rde n V dc*.
V d c *= d r • V re c+ d c • V c ...(9 )
A llí, la ta s a de re c tifica c ió n d r se e s ta b le ce en un v a lo r e s ta b le c id o p o r la fó rm u la (8), y la te n s ió n de c o n d e n s a d o r Vc es re a lm e n te fija . P o r lo tan to , los p a rá m e tro s q ue se p ue de n s e le cc io n a r p a ra h a ce r q u e un lado d e re ch o de la fó rm u la (9) se a igua l al v a lo r de o rde n d a d o V d c* son la ta s a de te n s ió n ce ro dz y la ta s a de d e s c a rg a dc.
La ta s a de d e s c a rg a dc se d e te rm in a según la s ig u ie n te fó rm u la (10) d e riv a d a d ire c ta m e n te de la fó rm u la (9).
d c = (V d c * -d r • V re c )/V c ...(10 )
S e o b s e rva q u e la te n s ió n de c o n d e n s a d o r Vc té cn ica m e n te se reduce en el p e río d o d u ra n te e l q u e se cu m p le la fó rm u la (7) ("zon a de d e sca rg a "). Esto se d e b e a q ue el v a lo r de o rde n ib* se e s ta b le ce en 0 co m o se d e sc rib e a n te r io rm e n te . S in e m b a rg o , e l e s ta b le c im ie n to a p ro p ia d o de l v a lo r de o rde n irec* p e rm ite a co rta r la zo n a de d e s c a rg a h as ta un p u n to en e l q ue se p u e d e ig n o ra r la re du cc ió n de la te n s ió n de co n d e n s a d o r Vc.
En los d o cu m e n to s de p a te n te 1 y 2 y e l d o c u m e n to de no p a te n te 1, d a d o q u e la co rr ie n te re c tif ica d a irec tie n e u na fo rm a de o n d a de re c tifica c ió n de o n d a co m p le ta , no se co n s id e ró ta l se le cc ió n de l v a lo r de o rde n irec*. S in e m b a rg o , en e s ta re a liza c ió n , d ad o q ue la co rr ie n te re c tifica d a irec no se lim ita a la fo rm a de o n d a de la re c tifica c ió n de o nd a co m p le ta , la z o n a de d e s c a rg a se a co rta y la ta s a de d e s c a rg a dc se p ue de e s ta b le c e r con la fó rm u la (10) en d o n d e la te n s ió n de c o n d e n s a d o r Vc es con s ta n te .
A d e m á s, d ad o q u e e s tá p re se n te u na c o n d ic ió n re s tr ic tiva de la fó rm u la (1), la ta s a de te n s ió n ce ro dz se o b tie n e m e d ia n te la s ig u ie n te fó rm u la (11).
d z= 1 -d r-d c ... (11)
C om o se ve a rriba , en la zo n a de d e sca rg a , cu a n d o se o b tie n e el v a lo r de o rde n ire c* y e l v a lo r e s tim a d o idcA, la ta sa de re c tifica c ió n d r se d e te rm in a según la fó rm u la (8). A d e m á s, la ta s a de d e s c a rg a dc y la ta s a de te n s ió n ce ro dz se d e te rm in a n ú n ica m e n te de a cu e rd o con las fó rm u la s (10) y (11), re sp e c tiva m e n te .
Es d ec ir, d ad o q u e no se p e rm ite q ue la ta s a de te n s ió n ce ro dz to m e un v a lo r no m e n o r q u e el v a lo r d e te rm in a d o seg ún la fó rm u la (11), se fija a un v a lo r m ín im a d e l m ism o . Es d ec ir, p u e d e e n te n d e rs e q ue la ta s a de d e s c a rg a dc p a ra h a ce r m ín im a la ta s a de te n s ió n ce ro dz se e s ta b le ce ta m b ié n en la z o n a de d e sca rg a , de m a n e ra s im ila r a la zo n a de c a rg a y la zo n a de ca rg a /d e sca rg a .
C u a n d o la ta s a de re c tificac ió n dr, la ta s a de te n s ió n ce ro dz, la ta s a de d e s c a rg a dc y e l v a lo r de o rd e n ib* se d e te rm in a n de la m a n e ra an te rio r, las se ñ a le s de co n tro l Sb, Sc y Sg p u e d e n g e n e ra rse u tiliza n d o u n a té c n ic a c o n o c id a p ú b lica m e n te .
La F ig ura 4 es un d ia g ra m a de b lo q u e s q ue ilu s tra u na c o n fig u ra c ió n de l c o n tro la d o r 9. El c o n tro la d o r 9 e s tá d iv id id o a p ro x im a d a m e n te en un g e n e ra d o r de ó rd e n e s de co rr ie n te 91, un e s tim a d o r de co rr ie n te C C 92, un d iv is o r de tasa s 93, un g e n e ra d o r de señ a l de m o d u la c ió n p o r a n ch u ra de im p u lso s 94 y un g e n e ra d o r de señ a l de c h o p p e r 95.
El g e n e ra d o r de ó rd e n e s de co rr ie n te 91 g e n e ra el v a lo r de o rde n ire c* de la co rr ie n te re c tifica d a irec. C om o se d e ta lla m ás a de la n te , la F ig ura 4 ilus tra u n a c o n fig u ra c ió n en la q u e el v a lo r d e o rde n ire c* tie n e un v a lo r a b so lu to de una fo rm a de o n d a s in u so id a l, p e ro e l v a lo r de o rde n irec* no s ie m p re e s tá lim ita d o a la p ro v is ió n de ta l fo rm a de onda.
El e s tim a d o r de co rr ie n te co n tin u a 92 o b tie n e e l v a lo r e s tim a d o idcA de la co rr ie n te co n tin u a idc. C om o se e n tie n d e p o r el c irc u ito e q u iva le n te de la F ig u ra 3, u n a p arte q u e re a lm en te p u e d e m e d ir la co rrie n te C C idc no e s tá p rese n te en un c ircu ito real. P o r tan to , el v a lo r e s tim a d o idcA se a d o p ta en e l c á lcu lo e xp re sa d o p o r las fó rm u la s (6) y (8).
La co rr ie n te C C idc y la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V d c p e rm ite n o b te n e r u na e n e rg ía e lé c tr ic a p a ra q ue sa lg a de l in v e rs o r 6 en el c ircu ito e q u iva le n te . P o r o tro lado, u na e n e rg ía e lé c tr ic a q u e sa ld rá d e l in v e rs o r 6 en el c ircu ito real se o b tie n e m e d ia n te la co rr ie n te e lé c tr ic a tr ifá s ic a linv y u na te n s ió n tr ifá s ic a V in v q ue sa ld rá d e l in v e rs o r 6. P or lo tan to , te ó ric a m e n te e l v a lo r e s tim a d o idcA p ue de o b te n e rse de la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V dc, la co rr ie n te e lé c tr ica lin v y u n a te n s ió n V inv.
S e o b s e rva q u e la te n s ió n V in v q ue sa ld rá d e l in v e rs o r 6 es c o n tro la d a p o r e l g e n e ra d o r de señ a l de m o d u la c ió n p o r a n ch u ra de im p u lso s 94 p a ra s e g u ir su v a lo r de o rde n V inv*. A d e m á s, la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V dc en s í m ism a no se p ue de m edir, s ino q u e e s tá c o n tro la d a p o r e l d iv is o r de ta sa s 93 p a ra s e g u ir e l v a lo r de o rd e n V dc*. P or o tro lado, la co rr ie n te e lé c tr ica Iinv se p ue de m e d ir a p a rtir de la co n e x ió n de c a b le s e n tre e l in v e rs o r 6 y e l m o to r s in c ró n ico de im a ne s p e rm a n e n te s P M S M . En e s ta re a liza c ió n , p o r lo tan to , e l v a lo r e s tim a d o id cA se o b tie n e a p a rtir de los v a lo re s de o rde n V d c* y V inv *, y la co rr ie n te e lé c tr ic a Iinv. N a tu ra lm e n te , e l v a lo r e s tim a d o idcA p ue de o b te n e rse p o r o tro m é todo .
El d iv is o r de ta sa s 93 d e te rm in a la ta s a de re c tifica c ió n dr, la ta s a de te n s ió n ce ro dz, la ta sa de d e s c a rg a dc y el v a lo r de o rde n ib * de a cu e rd o con los m é to d o s d e sc rito s en los ca so s p rim e ro a te rce ro b a sa d o en los v a lo re s de o rde n V d c * e irec*, la te n s ió n de co n d e n s a d o r Vc, la te n s ió n re c tifica d a V re c y e l v a lo r e s tim a d o idcA. La e xp re s ió n "d iv iso r de ta sa s " se da a q u í p o rq u e , co m o se e xp re sa en la fó rm u la (2), e l v a lo r 1 es d iv id id o p o r la ta s a de re c tifica c ió n dr, la ta s a de te n s ió n ce ro dz y la ta s a de d e s c a rg a dc.
El g e n e ra d o r de se ñ a le s de m o d u la c ió n p o r a n ch u ra de im p u lso s 94 g e n e ra las se ñ a le s de co n tro l Sc y Sg b a sa d a s en la ta s a de re c tifica c ió n dr, la ta s a de te n s ió n ce ro dz, la ta s a de d e s c a rg a dc y e l v a lo r de o rde n V in v * y V dc*. P or e je m p lo , e s ta s fu n c io n e s y las p a rte s de fa se re sp e c tiva s d e l v a lo r de o rde n V in v * se o p e ra n de m o do q ue se g en e ren o n d a s de seña l, y las o n d a s de señ a l y u na p o rta d o ra de o n d a tr ia n g u la r se co m p a re n e n tre s í p a ra q ue se p ue da n g e n e ra r las se ñ a le s de co n tro l Sc y Sg. D ado q u e ta l m é to do se co n o ce p ú b lica m e n te y se d e sc rib e , p o r e je m p lo , en los d o c u m e n to s de p a te n te 1 y 2, se o m ite la d e sc rip c ió n d e ta lla d a de l m ism o.
El g e n e ra d o r de señ a l de c h o p p e r 95 tie n e u na u n idad a ritm é tica de ta s a de c h o p p e r e le v a d o r 951 y un g e n e ra d o r de se ñ a le s de m o d u la c ió n p o r a n ch u ra de im p u lso s 952. La u n idad a ritm é tica de ta s a de c h o p p e r e le v a d o r 951 d e te rm in a la ta s a de e le v a d o r db b a sa d o en el v a lo r de o rde n ib*, la te n s ió n de c o n d e n s a d o r V c y la te n s ió n re c tifica d a V rec .
Un m é to do p a ra d e te rm in a r la ta s a de e le v a d o r db v a ría d e p e n d ie n d o de un m o do q ue h ace fu n c io n a r e l c h o p p e r e le v a d o r 3. S in e m b a rg o , co m o e s te m é to do , se p u e d e a d o p ta r un m é to do n orm a l p a ra d e te rm in a r la ta s a de d e s c a rg a d e l c h o p p e r e le va d o r, y p o r lo ta n to se o m ite su d e sc rip c ió n d e ta lla d a .
El g e n e ra d o r de se ñ a le s de m o d u la c ió n p o r a n ch u ra de im p u lso s 952 ta m b ié n p u e d e g e n e ra r la señ a l de co n tro l Sb sob re la b ase de la ta s a de e le v a d o r db de a cu e rd o con un m é to d o de m o d u la c ió n co n o c id o p ú b lica m e n te .
A co n tin u a c ió n se d e sc rib e u na co n fig u ra c ió n d e l g e n e ra d o r de ó rd e n e s de co rr ie n te 91. El g e n e ra d o r de ó rd e n e s de co rr ie n te 91 tie n e un e s tim a d o r de p o te n c ia de sa lid a 911 , un g e n e ra d o r de v a lo r de fu n c ió n tr ig o n o m é tric a 912, un c o n tro la d o r de te n s ió n de c o n d e n s a d o r 913 , un s u m a d o r 914, un m u ltip lic a d o r 915 y un d iv is o r 916.
El e s tim a d o r de p o te n c ia de sa lid a 911 o b tie n e un v a lo r e s tim a d o PoutA de u na p o te n c ia de sa lid a P ou t b a sa d o en el v a lo r de o rde n V in v * y la co rr ie n te e lé c tr ic a Iinv. D ado q u e el e s tim a d o r de co rr ie n te C C 92 o b tie n e el v a lo r e s tim a d o idcA de la m a n e ra an te rio r, e l e s tim a d o r de co rr ie n te C C 92 p ue de re c ib ir e l v a lo r e s tim a d o PoutA o b te n id o de l e s tim a d o r de p o te n c ia de sa lid a 911 y e l v a lo r de o rd e n V d c * p a ra o b te n e r e l v a lo r e s tim a d o idcA.
El c o n tro la d o r de te n s ió n de c o n d e n s a d o r 913 o b tie n e u na d e sv ia c ió n V c*-V c , q ue se tie n e co m o s a lid a p a ra el s u m a d o r 914 d e sp u é s de h a b e r s ido p ro v is to con al m e no s co n tro l p ro p o rc io n a l, e n tre la te n s ió n de c o n d e n s a d o r Vc y su v a lo r de o rde n Vc*.
El s u m a d o r 914 a ñ a d e u na sa lid a d e l c o n tro la d o r de te n s ió n de c o n d e n s a d o r 913 al v a lo r e s tim a d o PoutA. Este es un p ro ce so p a ra e s ta b le c e r a d e cu a d a m e n te un v a lo r de o rde n P in* de la p o te n c ia de e n tra d a al c o rre g ir e l v a lo r e s tim a d o PoutA p a ra q ue se a m a yo r/m e n o r cu a n d o la te n s ió n de c o n d e n s a d o r V c se v u e lve m e n o r/m a yo r q u e e l v a lo r de o rde n V c* re sp e c tiva m e n te , p a ra re d u c ir la d e sv ia c ió n . C om o c o n tro la d o r de te n s ió n de c o n d e n s a d o r 913 , no se a d o p ta s im p le m e n te e l co n tro l p ro p o rc io n a l ta l co m o es, s ino q ue d e s e a b le m e n te se a d o p ta co n tro l p ro p o rc io n a l- in te g ra l o co n tro l p ro p o rc io n a l- in te g ra l-d e r iva d o p a ra la e s ta b ilid a d de la d e sv ia c ió n .
A q u í se a su m e el caso d o n d e e l v a lo r de o rde n ire c* de la co rr ie n te re c tifica d a irec to m a un v a lo r a b so lu to de la fo rm a de o n d a s in u so id a l, y la te n s ió n re c tifica d a V re c to m a el v a lo r a b so lu to de la fo rm a de o n d a s in u so id a l, p o r lo tan to , u n a sa lid a d e l s u m a d o r 914 se m u ltip lica p o r un v a lo r de fu n c ió n tr ig o n o m é tric a 2 • s in20 de m o do q u e se o b te n g a el v a lo r de o rd e n P in*.
El g e n e ra d o r de v a lo r de fu n c ió n tr ig o n o m é tric a 912 g e n e ra el v a lo r de fu n c ió n tr ig o n o m é tric a 2 • s in 20 b a sa d o en un á n g u lo de fa se 0 de la te n s ió n de a lim e n ta c ió n . El m u ltip lic a d o r 915 m u ltip lica un re su lta d o a g re g a d o de l s u m a d o r 914 y e l v a lo r de la fu n c ió n tr ig o n o m é tric a 2 • s in 20 p a ra o b te n e r e l v a lo r de o rde n Pin*.
D ado q u e u na p o te n c ia de e n tra d a Pin es un p ro d u c to de la te n s ió n re c tifica d a V re c y la co rr ie n te re c tif ica d a irec, el v a lo r de o rde n irec* de la co rr ie n te re c tifica d a irec se o b tie n e al d iv id ir e l v a lo r de o rde n P in* p o r la te n s ió n re c tifica d a V rec.
El á n g u lo de fa se 0 se e s tim a a p a rt ir de, p o r e je m p lo , la te n s ió n m e d id a V in p o r un e s tim a d o r de fa se de su m in is tro de e n e rg ía 96. El e s tim a d o r de fa se de su m in is tro de e n e rg ía 96 p ue de e s ta r co n s titu id o por, p o r e je m p lo , un b uc le de b lo q u e o de fase . La te n s ió n re c tifica d a V re c p u e d e o b te n e rse , p o r e je m p lo , de ta l m a n e ra q u e un c ircu ito de v a lo r a b so lu to 97 o b te n g a un v a lo r a b so lu to de la te n s ió n m e d id a V in . D ado q ue las co n fig u ra c io n e s c o n c re ta s d e l e s tim a d o r de fa se de su m in is tro de e n e rg ía 96 y e l c ircu ito de v a lo r a b so lu to 97 son té cn ica s c o n o c id a s p ú b lica m e n te , no se d e sc rib e n d e ta lle s de las m ism as .
La F ig u ra 5 es un d ia g ra m a de f lu jo q u e o rg a n iz a e ta p a s p a ra o b te n e r la ta s a de re c tifica c ió n dr, la ta s a de te n s ió n ce ro dz, la ta s a de d e s c a rg a dc y el v a lo r de o rde n ib*. Se co m p re n d e q ue e s te d ia g ra m a de flu jo m u e s tra u n a o p e ra c ió n d e l d iv is o r de ta sa s 93.
La e ta p a S101 co rre sp o n d e a u n a d e te rm in a c ió n de si el fu n c io n a m ie n to de l c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to co rre sp o n d e al p rim e r ca so o al s e g u n d o ca so si no c o rre sp o n d e al te rc e r caso . La d e te rm in a c ió n se re a liza en la e ta p a S 101 si e l v a lo r de o rden V d c * de la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V dc es la te n s ió n re c tifica d a V rec o m enos. El p ro ce so v a a las e ta p a s S 102 y S 104 cu a n d o la d e te rm in a c ió n es a firm a tiva , las e ta p a s S 103 y S 105 cu a n d o es n eg a tiva , re sp e c tiva m e n te .
Las e ta p a s S 102 y S 104 son p ro ce so s p a ra d e te rm in a r si e l fu n c io n a m ie n to d e l c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d irec to co rre sp o n d e al p rim e r ca so o al te rc e r caso . T e n ie n d o en c u e n ta la fó rm u la (4), d r_ m a x = V d c */V re c se o b tie n e en la e ta p a S 102. En la e ta p a S 104 se d e te rm in a si e l v a lo r de o rde n ire c* es o no un v a lo r d r_ m a x • id cA o m ás te n ie n d o en cu e n ta la fó rm u la (7). C u a n d o la d e te rm in a c ió n en la e ta p a S 104 es a firm a tiva , el fu n c io n a m ie n to de l c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to c o rre sp o n d e al p rim e r caso , y e l p ro ce so v a a las e ta p a s S 106 y S 109. C u a n d o la d e te rm in a c ió n en la e ta p a S 104 es n eg a tiva , e l fu n c io n a m ie n to d e l c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to co rre sp o n d e al te rc e r caso , y e l p ro ce so va a las e ta p a s S 108 y S 110.
Las e ta p a s S 103 y S 105 son p ro ce so s p a ra d e te rm in a r si e l fu n c io n a m ie n to d e l c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to co rre sp o n d e al se g u n d o ca so o al te rc e r caso . T e n ie n d o en c u e n ta la fó rm u la (5), d r_ m a x = (V d c* - V c )/(V re c - V c) se o b tie n e en la e ta p a S 103. En la e ta p a S 105 se d e te rm in a si e l v a lo r de o rd e n irec* es o no e l v a lo r d r_ m a x • idcA o m ás c o n s id e ra n d o la fó rm u la (7) de fo rm a s im ila r a la e ta p a S 104. C u a n d o la d e te rm in a c ió n en la e ta p a S 105 es a firm a tiva , e l fu n c io n a m ie n to de l c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to co rre sp o n d e al se g u n d o caso , y e l p ro ce so va a las e ta p a s S 107 y S 109. C u a n d o la d e te rm in a c ió n en la e ta p a S 105 es neg a tiva , el fu n c io n a m ie n to de l c o n v e rtid o r de p o te n c ia de C A d ire c to c o rre sp o n d e al te rc e r caso , y e l p ro ce so v a a las e ta p a s S 108 y S 110.
Las e ta p a s S 106, S 107 y S 108 e s ta b le ce n c a d a ta s a de a cu e rd o con e l p rim e r caso , e l se g u n d o caso y e l te rc e r caso , re sp e c tiva m e n te . La e ta p a S 109 es e l e s ta b le c im ie n to de l v a lo r de o rd e n ib* seg ún el p rim e r ca so y el se g u n d o caso , y la e ta p a S 110 es e l e s ta b le c im ie n to de l v a lo r de o rde n ib* seg ún el te rc e r caso . E s tos co n te n id o s de e s ta b le c im ie n to son los d e s c rito s a n te rio rm e n te .
C u a n d o V d c > V rec , cu a lq u ie ra de las e ta p a s S 107 y S 108 se e je c u ta de a cu e rd o con el re su lta d o d e te rm in a d o en la e ta p a S 101. C u a n d o se e je c u ta la e ta p a S 107 , la ta s a de d e s c a rg a dc to m a un v a lo r (1 - d r). En e s te caso , la ta s a de re c tifica c ió n d r se e xp re sa m e d ia n te la fó rm u la (5) y es m e n o r q ue 1. En e s te caso , p o r lo ta n to , la ta s a de d e sca rg a dc es m a yo r q u e 0.
O, cu a n d o se e je c u ta la e ta p a S 108 , la ta s a de d e s c a rg a dc to m a un v a lo r e xp re sa d o p o r la fó rm u la (10). C ua nd o V d c > V rec , un n u m e ra d o r de un lado d e re ch o de la fó rm u la (10) es m a yo r q u e 0 in d e p e n d ie n te m e n te de l v a lo r de la ta s a de re c tifica c ió n dr. T a m b ié n en e s te caso , p o r lo tan to , la ta s a de d e s c a rg a dc es m a yo r q u e 0.
Es d ec ir, cu a n d o V d c > V rec , e l e s ta b le c im ie n to es s ie m p re ta l q ue dc > 0.
El c o n tro la d o r 9 se p u e d e re a liz a r inc lu ye nd o , p o r e je m p lo , un m ic ro o rd e n a d o r y un d is p o s itivo de a lm a ce n a m ie n to . El m ic ro o rd e n a d o r e je c u ta las re sp e c tiva s e ta p a s de p ro ce sa m ie n to (en o tra s p a la b ra s , e l p ro ce d im ie n to ) d e sc rita s en un p rog ra m a . El d isp o s itivo de a lm a c e n a m ie n to se p ue de c o n fig u ra r m e d ia n te , p o r e je m p lo , uno o u na p lu ra lid a d de d isp o s itivo s de a lm a ce n a m ie n to co m o u na R O M (m e m o ria de so lo lec tu ra ), u na RAM (m e m o ria de a cce so a le a to rio ), u na m e m o ria no vo lá til re g ra b a b le (com o u n a R O M p ro g ra m a b le b o rra b le (E P R O M )) y un d is p o s itivo de d isco d uro . El d is p o s itivo de a lm a ce n a m ie n to a lm a ce n a d iv e rs a in fo rm a c ió n y d a tos , e tc ., y a lm a ce n a un p ro g ra m a p a ra se r e je cu ta d o p o r e l m ic ro o rd e n a d o r, y p ro p o rc io n a un á re a de tra b a jo p a ra e je c u ta r e l p rog ra m a . Se o b s e rva q u e el m ic ro o rd e n a d o r se p u e d e a g a rra r p a ra q u e fu n c io n e co m o v a r io s m e d io s c o rre sp o n d ie n te s a las re sp e c tiva s e ta p a s de p ro ce sa m ie n to d e s c rita s en e l p ro g ra m a , o se p ue de a g a rra r p a ra re a liz a r v a r ia s fu n c io n e s co rre sp o n d ie n te s a las re sp e c tiva s e ta p a s de p ro ce sa m ie n to . A d e m á s, e l c o n tro la d o r 9 no se lim ita a e s to y, p o r lo tan to , a lg u n o s o la to ta lid a d de v a r io s p ro ce d im ie n to s (o b te n e r los va lo re s m e d id o s re sp e c tivo s , e je c u ta r e ta p a s S101 a S 110 , e tc .) p a ra se r e je c u ta d o s p o r e l c o n tro la d o r 9, o los e le m e n to s re sp e c tivo s q u e c o m p o n e n e sos , o v a r ia s fu n c io n e s p u e d e n re a liza rse m e d ia n te h a rd w are .
« E je m p lo s »
A c o n tin u a c ió n se d e sc rib e n e je m p lo s q u e e xp re sa n los e fe c to s de l u so de los m é to d o s a n te rio res .
En los d o c u m e n to s de p a te n te 1 y 2 a n te r io re s y en e l d o c u m e n to q ue no es de p a te n te 1, se cu m p le n las s ig u ie n te s co n d ic io n e s :
(i) e l p e río d o d u ra n te e l q u e flu ye la co rr ie n te e lé c tr ic a ib se e xc lu ye d e l p e río d o de p ro v is ió n d u ra n te e l q ue se p ro p o rc io n a e n e rg ía e lé c tr ica d e sd e e l co n d e n s a d o r 34 al e n la ce de C c 7; y
(ii) e l p e río d o de re ce p c ió n d u ra n te e l q ue el c o n d e n s a d o r 34 re c ibe la e n e rg ía e lé c tr ic a de l e n la ce d e C C 7 y e l p e río do de p ro v is ió n se e s ta b le ce n a lte rn a tiva m e n te en ca d a 1/4 de l c ic lo de la te n s ió n de C A V in.
C u a n d o se p e rm ite q u e la co rr ie n te re c tifica d a irec se a d is to rs io n a d a a p a rtir de u na fo rm a de o n d a s in u so id a l con las c o n d ic io n e s (i) y (ii) sa tis fe ch a s , se p ue de re d u c ir un p ico de co rr ie n te de la co rr ie n te e lé c tr ic a ib p a ra q ue se a m e n o r q ue el p ico de co rr ie n te en un ca so en e l q u e no se p erm ite . Esto se d eb e a q u e d e b e ría re d u c irse un ca m b io en la co rr ie n te e lé c tr ic a ib en e l p e río d o de re cep ció n .
La F ig u ra 6 y la F ig ura 7 son g rá fic o s q u e m u es tra n fo rm a s de o n d a de e sp e c ifica c io n e s en un ca so en e l q u e e l p ico de co rr ie n te de la co rr ie n te e lé c tr ic a ib se re du ce m ie n tra s se m a n tie n e n las co n d ic io n e s a n te r io re s (i) y (ii) m e d ia n te s im u la c ió n ("e je m p lo co m p a ra tiv o 1"). Se o b s e rva q u e la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V d c se e s ta b le ce en 1/V2 (212 V ) de un v a lo r de c re s ta (300 V ) de la te n s ió n re c tifica d a V rec . A d e m á s, la te n s ió n de c o n d e n s a d o r V c es m ás a lta q u e la te n s ió n re c tifica d a V re c y es co n s ta n te (400 V ) (se a p lica rá lo m ism o en lo suce s ivo ).
A d e m á s, con e l fin de g a ra n tiz a r la c o h e re n c ia con re spe cto a la re a liza c ió n , el p e río d o de p ro v is ió n y e l p e río d o de re ce p c ió n no se a do p ta n , p e ro "ca rg a " y "d e sca rg a " se d e sc rib e n en un e je h o rizo n ta l. A qu í, "d e sca rg a " s ig n ifica el p e río d o d u ra n te el q u e el c o n d e n s a d o r 34 p ue de ca rg a rse , y "d e sca rg a " s ig n ifica e l p e río d o d u ra n te e l q u e el c o n d e n s a d o r 34 p ue de d e sca rg a rse . A d e m á s, la co rr ie n te e lé c tr ic a ib no flu ye en el p e río d o de "d e sca rg a " seg ún la co n d ic ió n a n te r io r (i). A d e m á s, "ca rg a " y "d e sca rg a " son 1/4 (90°) de l c ic lo de la te n s ió n de C A V in de a cu e rd o con la c o n d ic ió n (ii).
U na p rim e ra fila en la F ig u ra 6 m u e s tra fo rm a s de o n d a de la te n s ió n de c o n d e n s a d o r V c, la te n s ió n re c tifica d a V re c y la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V dc (se su p o n e q ue s igu e e xa c ta m e n te el v a lo r de o rde n V d c*. Lo m ism o se a p lica rá a co n tin u a c ió n ).
U na s e g u n d a fila en la F igura 6 m u e s tra las fo rm a s de o n d a de la co rr ie n te re c tifica d a irec (se su p o n e q ue s igu e con p re c is ió n e l v a lo r de o rde n irec*. Lo m ism o se a p lica rá a co n tin u a c ió n ), y la co rr ie n te C C idc (se su p o n e q u e e s to se e s tim a con p re c is ió n p o r e l v a lo r e s tim a d o id cA. Lo m ism o se a p lica rá a co n tin u a c ió n ). C u a n d o se hace q u e la co rrie n te C C idc se a co n s ta n te , en c o o p e ra c ió n con la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V C C q ue to m a un v a lo r co n s ta n te , la p o te n c ia de s a lid a P ou t se v u e lve co n s ta n te .
U na te rce ra fila en la F igura 6 m u e s tra fo rm a s de o n d a de la co rr ie n te re c tifica d a irec, la co rr ie n te e lé c tr ic a id irec t (es to se o b tie n e p o r un p ro d u c to de la ta s a de re c tifica c ió n d r y e l v a lo r e s tim a d o idcA. Lo m ism o se a p lica rá a c o n tin u a c ió n ) y la co rr ie n te e lé c tr ic a ib (se su p o n e q u e e s ta s igu e con p re c is ió n e l v a lo r de o rde n ib*. Lo m ism o se a p lica rá a co n tin u a c ió n ).
U na c u a rta fila en la F ig u ra 6 m u e s tra fo rm a s de o n d a de la ta s a de re c tifica c ió n dr, la ta sa de d e s c a rg a dc y la ta sa de te n s ió n c e ro dz.
U na q u in ta fila en la F ig u ra 6 m u e s tra fo rm a s de o n d a de la co rr ie n te C C idc, la co rr ie n te e lé c tr ic a id irec t, u na co rrie n te e lé c tr ic a ic q u e flu ye d e sd e el c o n d e n s a d o r 34 al e n la ce de C C 7 (e s to se o b tie n e m e d ia n te un p ro d u c to de la ta s a de d e s c a rg a dc y e l v a lo r e s tim a d o idcA. Lo m ism o se a p lica rá en lo su ce s ivo .), u na co rrie n te de fa se ce ro iz (e s to se o b tie n e p o r un p ro d u c to de la te n s ió n c e ro ta s a dz y e l v a lo r e s tim a d o idcA. Lo m ism o se a p lica rá a co n tin u a c ió n ).
U na p rim e ra fila en la F igura 7 m u e s tra las fo rm a s de o n d a de u na e n e rg ía e lé c tr ica Pout q u e se te n d rá com o sa lid a d e sd e e l in v e rs o r 6 (se su p o n e q u e se e s tim a con p re c is ió n en fu n c ió n de l v a lo r e s tim a d o PoutA. Lo m ism o se a p lica rá a co n tin u a c ió n ), u n a e n e rg ía e lé c tr ic a P d irec t a d e te rm in a r so b re la b ase de la te n s ió n re c tifica d a V re c y la co rrie n te e lé c tr ic a id irec t, u na p o te n c ia e lé c tr ic a Pco a d e s c a rg a r de l c o n d e n s a d o r 34 y u na e n e rg ía e lé c tr ic a Pc q ue e n tra rá /s a ld rá de l c o n d e n s a d o r 34. La e n e rg ía e lé c tr ic a Pc to m a un v a lo r n eg a tivo v a lo r p o rq u e reduce la e n e rg ía e lé c tr ic a P ou t se re du ce en un tie m p o de ca rga , y c o in c id e con la p o te n c ia e lé c tr ica Pco en un tie m p o de d e sca rg a .
U na s e g u n d a fila en la F ig ura 7 m u e s tra fo rm a s de o n d a de la p o te n c ia de e n tra d a Pin (se su p o n e q ue s igue e xa c ta m e n te el v a lo r de o rde n P in*. Lo m ism o se a p lica rá de a q u í en a d e la n te ), la e n e rg ía e lé c tr ica P d irect, u na p o te n c ia e lé c tr ic a Pci con la q u e se c o n e c ta e l c o n d e n s a d o r 34 ca rg a d a , y la e n e rg ía e lé c tr ic a Pc. La e n e rg ía e lé c tr ica Pc tie n e e l m ism o v a lo r a b so lu to q ue la p o te n c ia e lé c tr ic a Pci en el m o m e n to de la ca rga .
U na te rce ra fila de la F ig u ra 7 m u e s tra un g rá fico en e l q u e las p o te n c ia s e lé c trica s Pc, Pci y Pco re la tiva s al c o n d e n s a d o r 34 se e x tra e n de la p rim e ra y s e g u n d a fila s de la F ig u ra 7 p a ra q ue se jun ten .
C u a n d o se re du ce a s í un p ico de la co rr ie n te e lé c tr ic a ib, su v a lo r de p ico es e l 44 % (11,6 A ) de l v a lo r de c re s ta de la co rr ie n te e lé c tr ica q ue flu ye d e sd e la fu e n te de a lim e n ta c ió n de C A m o n o fá s ica (co rrie n te de e n tra d a ). P ara re d u c ir un ca m b io en la co rr ie n te e lé c tr ic a ib, la co rr ie n te re c tifica d a irec se a p la n a en el p e río d o de "ca rg a " y se d is to rs io n a c o n s id e ra b le m e n te de la fo rm a de o n d a s in u so id a l.
A d e m á s, u na co rr ie n te de a lim e n ta c ió n ca m b ia a b ru p ta m e n te , p o r lo q ue se p u e d e d e c ir q u e la fo rm a de o n d a no es p rá c tica m e n te p re fe rib le d esde el p un to de v is ta d e l ru ido de su m in is tro de e n e rg ía y la re so n a n c ia de un c ircu ito de filtro . C u a n d o se su p rim e el c a m b io b ru sco en la co rr ie n te de a lim e n ta c ió n , es d ec ir, cu a n d o se hace f lu ir la co rr ie n te re c tifica d a irec, q u e ca m b ia c o n tin u a m e n te y cu yo v a lo r p a sa a s e r 0 cu a n d o u na te n s ió n de a lim e n ta c ió n c ru za cero , el v a lo r de p ico de la co rr ie n te e lé c tr ic a ib aum e n ta .
P or e l c o n tra rio , cu a n d o la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V d c es m a yo r q u e la te n s ió n re c tifica d a V rec , no so lo se re a liza la d e s c a rg a s ino ta m b ié n la ca rg a en e l c o n d e n s a d o r 34, de m o do q ue la p ico de co rr ie n te de la co rrie n te e lé c tr ic a ib se su p rim e aún m ás u tiliza n d o e l m é to do de a cu e rd o con e s ta re a liza c ió n .
La F igura 8 y la F igura 9 son g rá fico s q u e m u e s tra n fo rm a s de o n d a de e sp e c ifica c io n e s en un ca so en el q u e el con tro l se re a liza m e d ia n te s im u la c ió n seg ún e l m é to do de e s ta re a liza c ió n ("e je m p lo 1"). La F igura 8 y la F ig ura 9 m u es tra n fo rm a s de o n d a de las e sp e c ifica c io n e s co rre sp o n d ie n te s a la F ig u ra 6 y la F igura 7 re sp e c tiva m e n te . Se o b se rva q ue la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V dc y la co rr ie n te e lé c tr ica idc son igu a les a las d e sc rita s en la F igura 6 y la F ig ura 7, y se e s ta b le ce n en 212 V y 21,2 A, re sp e c tiva m e n te . A d e m á s, e l v a lo r de c re s ta de la te n s ió n re c tifica d a V rec ta m b ié n se e s ta b le ce en 300 V.
La ca rg a se re a liza p ero la d e s c a rg a no se re a liza en el c o n d e n s a d o r 34 en el p e río d o de "ca rg a " en los g rá fic o s de la F ig u ra 8 y la F ig u ra 9 (Pci > 0, Pco = 0). C o n c re ta m e n te , e l p e río d o de "ca rg a " es un p e río d o d u ra n te e l q u e la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V d c es la te n s ió n re c tifica d a V re c o m e no s, ic = 0 (es d ec ir, dc = 0), y se e je cu ta n las e ta p a s 5106 y S 109 en la F ig ura 5. A d e m á s, se re a liza la d e s c a rg a p e ro la ca rg a no se re a liza en e l c o n d e n s a d o r 34 en el p e río d o de "d e sca rg a " (P co > 0, Pci = 0). C o n cre ta m e n te , e l p e río d o de "d e sca rg a " es un p e río d o d u ra n te e l q ue la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V d c es m a yo r q ue la te n s ió n re c tif ica d a V rec, iz > 0 (es d ec ir, dz > 0), y se e je cu ta n las e ta p a s S 108 y S 110 en la F ig u ra 5. Y, e l p e río d o de "ca rg a /d e sca rg a " es un p e río d o d u ra n te e l q u e la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V d c es m a yo r q u e la te n s ió n re c tifica d a V rec , iz = 0 (es d ec ir, dz = 0), y se e je cu ta n las e ta pa s 5107 y S 109 en la F ig ura 5. El p e río d o de "ca rg a /d e sca rg a " inc lu ye un p e río d o d u ra n te el q ue la p o te n c ia e lé c tr ica Pci p a ra c a rg a r el c o n d e n s a d o r 34 es m a yo r q u e la p o te n c ia e lé c tr ic a Pco q ue se d e sca rg a rá de l c o n d e n s a d o r 34 (es d ec ir, e l p e río d o d u ra n te el q u e Pc <0 : e s te es a d ya ce n te al p e río d o de "ca rg a ", y e s tá se p a ra d o d e l p e río d o de "d e sca rg a "), y un p e río d o d u ra n te e l q u e la p o te n c ia e lé c tr ic a Pco q ue se va a d e s c a rg a r d e l c o n d e n s a d o r 34 es m a yo r q ue la p o te n c ia e lé c tr ic a Pci p a ra c a rg a r e l c o n d e n s a d o r 34 (es dec ir, el p e río d o d u ra n te el q u e Pc > 0: es a d ya ce n te al p e río d o de "d e sca rg a " y e s tá se p a ra d o de l p e río d o de "ca rg a ").
C u a n d o se re du ce e l p ico de la co rr ie n te e lé c tr ica ib, e l v a lo r de p ico es e l 40 % (10,0 A ) de l v a lo r de c re s ta de la co rr ie n te e lé c tr ic a q u e flu ye d e sd e la fu e n te de a lim e n ta c ió n de C A m o n o fá s ica .
En e l e je m p lo 1, la p ro v is ió n d e l p e río d o de "ca rg a /d e sca rg a " p e rm ite re d u c ir e l p ico de la co rr ie n te e lé c tr ic a ib p ara q u e se a m ás b a jo q u e en e l e je m p lo co m p a ra tivo 1.
Inc lu so en el ca so m o s tra d o en la F ig u ra 8 y la F ig u ra 9, s in e m b a rg o , d a d o q u e la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V dc es 1AÍ2 de l v a lo r de c re s ta de la te n s ió n re c tifica d a V rec , los p e río d o s de "ca rg a " c o in c id e n con los d e l ca so m o strad o en la F ig u ra 6 y la F ig ura 7. P or lo ta n to , se e lim in a la lim itac ió n de la co n d ic ió n (i) de m o do q ue la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V dc se p u e d a c o n fig u ra r de m a n e ra q u e se a s u p e r io r a 1/V2 d e l v a lo r de c re s ta de la te n s ió n re c tifica d a V rec.
La F ig u ra 10 y la F ig u ra 11 son g rá fico s q u e m u es tra n fo rm a s de o n d a de e sp e c ifica c io n e s en un caso en el q ue el co n tro l se re a liza m e d ia n te s im u la c ió n de a cu e rd o con el m é to d o de e s ta re a liza c ió n ("e je m p lo 2"). S e m u es tra n re sp e c tiva m e n te las fo rm a s de o n d a de las e sp e c ifica c io n e s co rre sp o n d ie n te s a la F ig ura 8 y la F igura 9. Se o b se rva q u e se m u e s tra un ca so en el q ue el v a lo r de c re s ta de la te n s ió n re c tifica d a V re c se e s ta b le ce en 300 V de m a ne ra s im ila r a la F ig ura 6 a la F igura 9, p e ro la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V dc se e s ta b le ce en 0 ,8 (240 V ) v e c e s la v a lo r de c re s ta de la te n s ió n re c tifica d a V rec .
A l e s ta b le c e r e l p e río d o de "ca rg a " m ás co rto y e l p e río d o de "ca rg a /d e sca rg a " m ás la rgo , se a u m e n ta la re lac ión e n tre la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V dc y e l v a lo r de c re s ta de la te n s ió n re c tifica d a V rec . El p e río d o de "ca rg a " co rre sp o n d e a las e ta p a s S 106 y S 109 en la F ig ura 5, el p e río d o de "d e sca rg a " co rre sp o n d e a las e ta p a s S 108 y S 110 en la F ig u ra 5, y e l p e río d o de "ca rg a /d e sca rg a " c o rre sp o n d e a las e ta p a s S 107 y S 109 en la F igura 5. En e s te caso , e l v a lo r de c re s ta de la co rr ie n te de e n tra d a es 27 ,0 A y la co rr ie n te e lé c tr ic a ib es 12,0 A.
Inc lu so cu a n d o no se e lim in a la lim itac ió n de la co n d ic ió n (i) s in o q u e so lo se e lim in a u n a lim itac ió n de la co n d ic ió n (ii), la re lac ió n e n tre la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V d c y e l v a lo r de c re s ta de la te n s ió n re c tifica d a V re c p uede a u m e n ta rse . La F ig ura 12 y la F igura 13 son g rá fico s q u e m u es tra n fo rm a s de o n d a de e sp e c ifica c io n e s en un caso en e l q ue e l p ico de co rr ie n te de la co rr ie n te e lé c tr ic a ib se re du ce m e d ia n te s im u la c ió n sin p ro p o rc io n a r e l p e río d o de "ca rg a /d e sca rg a " ("e je m p lo c o m p a ra tivo 2"). Se m u es tra n re sp e c tiva m e n te las fo rm a s de o n d a de las e sp e c ifica c io n e s co rre sp o n d ie n te s a la F ig ura 6 y la F ig u ra 7. Se o b se rva q u e el v a lo r de c re s ta de la te n s ió n re c tifica d a V re c se e s ta b le ce en 300 V de m a n e ra s im ila r a la F ig ura 10 y la F ig u ra 11, y la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V dc se e s ta b le ce en 0 ,8 (240 V ) v e ce s e l v a lo r de c re s ta de la te n s ió n re c tifica d a V rec.
A l e s ta b le c e r e l p e río d o de "ca rg a " m ás co rto y e l p e río d o de "d e sca rg a " m ás largo, la re lac ió n e n tre la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V dc y el v a lo r de c re s ta de la te n s ió n re c tifica d a V re c a u m e n ta . S in e m b a rg o , cu a n d o e l p e río do d u ra n te e l q u e flu ye la co rr ie n te e lé c tr ic a ib se lim ita al p e río d o de "ca rg a ", e l v a lo r de p ico de la co rr ie n te e lé c tr ic a ib a u m e n ta n a tu ra lm e n te . El v a lo r de p ico de la co rr ie n te e lé c tr ic a ib, aqu í, lleg a a 15,3 A, y e l v a lo r de c re s ta de la co rr ie n te de e n tra d a lleg a a 30 ,3 A. T o d o s e s to s va lo re s son m a yo re s q u e los va lo re s en e l caso d e sc rito en el e je m p lo 2. N a tu ra lm e n te , en e l e je m p lo co m p a ra tiv o 2, la co rr ie n te re c tifica d a irec e s tá b a s ta n te d is to rs io n a d a d e l v a lo r abso lu to de la o n d a s in u so id a l.
P or e l co n tra rio , con e l m é to do de e s ta re a liza c ió n , inc lu so cu a n d o la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V d c se hace m a yo r q u e 1/V2 v e c e s e l v a lo r de c re s ta de la te n s ió n re c tifica d a V re c , la co rr ie n te re c tifica d a irec p ue de m o s tra r la fo rm a de o n d a s in u so id a l.
La F ig u ra 14 y la F ig u ra 15 son g rá fico s q u e m u es tra n fo rm a s de o n d a de e sp e c ifica c io n e s en un caso en el q ue el co n tro l se re a liza m e d ia n te s im u la c ió n seg ún el m é to do de e s ta re a liza c ió n ("e je m p lo 3"). Se m ues tran re sp e c tiva m e n te las fo rm a s de o n d a de las e sp e c ifica c io n e s co rre sp o n d ie n te s a la F ig ura 10 y la F ig u ra 11. Se o b se rva q ue se m u e s tra un ca so en el q ue el v a lo r de c re s ta de la te n s ió n re c tifica d a V re c se e s ta b le ce en 300 V de m a ne ra s im ila r a la F ig ura 10 y la F ig u ra 11, la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V dc se e s ta b le ce en 0 ,8 (240 V ) v e ce s e l v a lo r de c re s ta de la te n s ió n re c tifica d a V rec , y a d e m á s la fo rm a de o n d a de la co rr ie n te re c tifica d a irec es e l v a lo r a bso lu to de la o n d a s in u so id a l.
El v a lo r de p ico de la co rr ie n te e lé c tr ic a ib lleg a a 15,0 A y es to d a v ía m e n o r q u e el e je m p lo co m p a ra tiv o 2. A d e m á s, d a d o q u e la fo rm a de o n d a de la co rr ie n te re c tifica d a irec es el v a lo r a b so lu to de la o n d a s in u so id a l, se su p rim e la g e n e ra c ió n de los lla m a d o s a rm ó n ico s de la lín e a de p o te n c ia . Ta l e fe c to de l e je m p lo 3 no p u e d e re a liza rse s ie m p re q ue se m a n te n g a la co n d ic ió n (i) inc lu so si se e lim in a la co n d ic ió n (ii).
La F ig u ra 16 y la F ig u ra 17 son g rá fic o s q u e m u es tra n fo rm a s de o n d a de e sp e c ifica c io n e s en un caso en el q ue el co n tro l se re a liza m e d ia n te s im u la c ió n según e l m é to d o de e s ta re a liza c ió n ("e je m p lo 4"). Se m u es tra n re sp e c tiva m e n te las fo rm a s de o n d a de las e sp e c ifica c io n e s co rre sp o n d ie n te s a la F ig ura 10 y la F ig u ra 11. Se o b se rva q ue se m u e s tra un ca so en el q ue el v a lo r de c re s ta de la te n s ió n re c tifica d a V re c se e s ta b le ce en 300 V de m a ne ra s im ila r a la F ig ura 10 a la F ig ura 11, la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V dc se hace igua l al v a lo r de c re s ta de la te n s ió n re c tifica d a V rec , y a d e m á s la fo rm a de o n d a de la co rr ie n te re c tifica d a irec es e l v a lo r a b so lu to de la o n d a s inu so ida l.
C u a n d o la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V d c es igua l al v a lo r de c re s ta de la te n s ió n re c tifica d a V re c , dc = 0 se cu m p le so lo en un m o m en to de 90° o 270°. P o r lo ta n to , la F ig ura 16 y la F ig u ra 17 no m u e s tra n e l p e río d o de "ca rga".
A d e m á s, cu a n d o la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V dc es m e n o r q u e la te n s ió n de c o n d e n s a d o r V c, se h a b ilita el co n tro l p a ra h a ce r q ue la te n s ió n re c tifica d a V re c se a s ie m p re g ra n d e . En e s te caso , dc > 0 s ie m p re se cu m p le , y no h ay n ingún ca so en el q u e se e je cu te la e ta p a S 106 co m o se m u e s tra en el d ia g ra m a de flu jo de la F ig u ra 5. S e g u ra m e n te , d ad o q u e se cu m p le la fó rm u la (1), d r <1.
C o m o se e n tie n d e p o r la c o m p a ra c ió n e n tre los e je m p lo s 1 y 2 y los e je m p lo s co m p a ra tiv o s 1 y 2, el co n tro l q ue u tiliza e l m é to do en e s ta re a liza c ió n p e rm ite re d u c ir e l v a lo r de p ico de la co rr ie n te e lé c tr ic a ib q ue flu y e en e l c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to . Esto co n tr ib u y e a la re du cc ió n de la p é rd id a en el c h o p p e r e le v a d o r 3 y u na co rr ie n te n om in a l d e l in d u c to r 32.
Se e n tie n d e p o r los e je m p lo s 2, 3 y 4 q u e la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V d c se p ue de e s ta b le c e r en 1/V2 o m ás v e c e s e l v a lo r de c re s ta de la te n s ió n re c tifica d a V rec.
C o m o se e n tie n d e p a rticu la rm e n te de la c o m p a ra c ió n e n tre los e je m p lo s 2 y 3 y los e je m p lo s co m p a ra tiv o s 2 y 3, la fo rm a de o n d a de la co rr ie n te re c tifica d a irec p ue de s e r e l v a lo r a b so lu to de la o n d a s in u so id a l. E s to co n tr ib u y e a la su p re s ió n de los a rm ó n ico s de la líne a de a lim e n ta c ió n .
En e l ca so de q u e la e n e rg ía e lé c tr ic a q ue se d e s c a rg a rá d e l c o n d e n s a d o r 34 en e l p e río d o de "d e sca rg a " p u e d e se r a lim e n ta d a p o r la c a rg a de l co n d e n s a d o r en e l p e río d o de "ca rg a /d e sca rg a ", cu a n d o la te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V d c es m e n o r q u e la re c tifica d a te n s ió n V rec , la c a rg a de l c o n d e n s a d o r 34 p u e d e s e r inn e ce sa ria .
La p re se n te inve n c ió n se d e sc rib e en d e ta lle , p e ro la d e sc rip c ió n a n te r io r es un e je m p lo d e sd e de los a sp e c to s y, p o r ta n to , la inve n c ió n no se lim ita al e lla . Se e n tie n d e q ue p ue de n a su m irse m u ch o s e je m p lo s m o d ifica d o s q u e no se ilus tra n a q u í sin a p a rta rse de l a lca n ce de la p re se n te inve nc ión ta l co m o se d e fin e en las re iv in d ica c io n e s a d ju n tas .

Claims (10)

R EIV IN D IC A C IO N ES
1. Un c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to q ue c o m p re n d e :
un e n la ce de C C (7) q u e tie n e u n a p rim e ra líne a de su m in is tro de e n e rg ía (L1) y u n a s e g u n d a línea de su m in is tro de e n e rg ía (L2), a p licá n d o se un p o te n c ia l e lé c tr ico m e n o r q u e e l p o te n c ia l e lé c tr ico de d ich a p rim e ra líne a de su m in is tro de e n e rg ía (L1) a d ich a s e g u n d a líne a de su m in is tro de e n e rg ía (L2);
un p rim e r c ircu ito re c tif ic a d o r (5, 51) q ue tie n e u na p lu ra lid a d de te rm in a le s de e n tra d a q u e se co n fig u ra n p a ra in tro d u c ir u n a te n s ió n de C A (V in) y un p a r de te rm in a le s de sa lid a (51c, 51 d), ca d a u no de los c u a le s se c o n e c ta a d ich o e n la ce de C C q u e se co n fig u ra n p a ra d a r sa lid a a u n a te n s ió n re c tif ica d a (V rec ) de d ich a te n s ió n de CA;
un in v e rs o r (6) co n fig u ra d o p ara c o n v e rtir u n a te n s ió n a p lica d a a d ich o e n la ce de C C (7) en o tra te n s ió n de C A ; y un c h o p p e r e le v a d o r (3) q ue tie n e un co n d e n s a d o r (34) en un e s ta d io de sa lid a ;
un c o n m u ta d o r (41) co n fig u ra d o p a ra c o n m u ta r d e s c a rg a y no d e s c a rg a d e sd e d ich o co n d e n s a d o r (34) a d ich o e n la ce de C C , en d o n d e
u n a ta s a de te n s ió n ce ro (dz) se d e fin e co m o u na re lac ió n de tie m p o co rre sp o n d ie n te a un p e río d o d u ra n te e l q ue d ich o in v e rs o r (6) se c o n fig u ra p a ra a d a p ta r un v e c to r de te n s ió n ce ro in d e p e n d ie n te m e n te de la m a g n itu d de la te n s ió n q u e sa ld rá ,
u na ta s a de d e s c a rg a (dc) se d e fin e co m o u na re lac ió n de tie m p o de u na c o n d u c tiv id a d de d ich o c o n m u ta d o r (41) c o n fig u ra d o p a ra a p lic a r u n a te n s ió n (Vc) e n tre a m bo s e x tre m o s de d ich o c o n d e n s a d o r (34) a d ich o e n la ce de C C , y u na ta s a de re c tifica c ió n (dr) se d e fin e co m o u n a re lac ió n de tie m p o de c o n d u c tiv id a d de d ich o c ircu ito re c tif ic a d o r (51) y se c o n fig u ra p a ra to m a r un v a lo r o b te n id o al re s ta r a un v a lo r de 1 u na su m a de d ich a ta sa de d e s c a rg a (dc) y d ich a ta s a de te n s ió n ce ro (dz),
c a ra c te r iza d o p o r que
d ich o c h o p p e r e le v a d o r (3) se c o n fig u ra p a ra re a liza r la ca rg a en d ich o c o n d e n s a d o r (34) al m e no s en un p rim e r p e río d o q ue es p a rte de un p e río d o d u ra n te e l q u e la ta s a de d e s c a rg a (dc) es m a yo r q u e 0 cu a n d o d ich a te n s ió n (Vc) e n tre a m bo s e x tre m o s de d ich o c o n d e n s a d o r (34) es m a yo r q u e d ich a te n s ió n re c tificad a .
2. El c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to según la re iv in d ica c ió n 1, en d o n d e d ich o c o n d e n s a d o r (34) se c o n fig u ra p a ra ca rg a rse en d ich o c h o p p e r e le v a d o r (3) en d ich o p rim e r p e río d o y u n a p a rte o la to ta lid a d d e l p e río do d u ra n te e l q u e d ich a ta s a de d e s c a rg a (dc) es 0.
3. El c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to según la re iv in d ica c ió n 2, en d o n d e
d ich o c o n d e n s a d o r (34) se c o n fig u ra p a ra s e r ca rg a d o p o r u n a p o te n c ia de ca rg a (P c i) y d e sca rg a d o p o r u n a p o te n c ia de d e s c a rg a (P co ) en d ich o p rim e r p e río do , y
d ich o p rim e r p e río d o tie n e un p e río d o d u ra n te e l q ue d ich a p o te n c ia de c a rg a es m a yo r q u e d ich a p o te n c ia de d e sca rg a , y un p e río d o d u ra n te e l q u e d ich a p o te n c ia de d e s c a rg a es m a yo r q u e d ic h a p o te n c ia de ca rga .
4. El c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to según cu a lq u ie ra de las re iv in d ica c io n e s 1 a 3,
en d o n d e u n a te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l (V dc) re p re se n ta d a p o r la su m a de un p ro d u c to (dc ■ V c) de d ich a ta sa de d e s c a rg a (dc) y d ich a te n s ió n (Vc) e n tre a m bo s e x tre m o s de d ich o c o n d e n s a d o r (34) y un p ro d u c to (d r • V re c ) de d ich a ta s a de re c tifica c ió n (dr) y d ich a te n s ió n re c tifica d a (V rec) de d ich a te n s ió n de C A es m a yo r q ue 1/V2 v e ce s d ich a te n s ió n re c tificad a .
5. El c o n v e rt id o r de co rr ie n te a lte rn a d ire c ta de a cu e rd o con la re iv in d ica c ió n 4, en d o n d e
d ich a ta s a de d e s c a rg a (dc) q ue hace d ich a ta s a de te n s ió n ce ro (dz) m ín im a se e s ta b le ce sob re la b a se de un v a lo r de o rde n (irec*) de u n a co rr ie n te re c tifica d a (irec) q ue es la su m a de u n a co rr ie n te e lé c tr ica (ib) q u e flu ye en d ich o c h o p p e r e le v a d o r (3) y u na co rr ie n te e lé c tr ica (id ire c t) q u e flu ye d e sd e d ich o p rim e r c ircu ito re c tif ic a d o r (5, 51) a d ich o in v e rs o r (6), un v a lo r de o rde n (V d c*) de d ich a te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l (V dc), la te n s ió n (Vc) e n tre a m bo s e x tre m o s de d ich o co n d e n s a d o r (34), d ich a te n s ió n re c tifica d a (V rec ) y u na co rr ie n te e lé c tr ic a (idc) p a ra in tro d u c irse en d ich o in v e rs o r (6).
6. El c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to de a cu e rd o con la re iv in d ica c ió n 5, en d on de
d ich a ta s a de re c tifica c ió n (dr) to m a un s e g u n d o v a lo r p re d e te rm in a d o (d r_ m a x), y d ich a ta s a de d e s c a rg a (dc) to m a un v a lo r o b te n id o al re s ta r a 1 d ich o s e g u n d o v a lo r p re d e te rm in a d o , cu a n d o d ich a te n s ió n de e n la ce de C C v irtua l (V d c) es m a yo r q u e d ich a te n s ió n re c tifica d a (V rec) y d ich o v a lo r de o rde n (irec*) de d ich a co rr ie n te re c tifica d a (irec) es un v a lo r p re d e te rm in a d o (d r_ m a x* id c A) o m ás, en d o n d e
d ich o s e g u n d o v a lo r p re d e te rm in a d o es un v a lo r ((V d c *-V c )/(V re c -V c )) o b te n id o al d iv id ir un v a lo r o b te n id o al re s ta r d ich a te n s ió n (Vc) e n tre a m bo s e x tre m o s de d ich o c o n d e n s a d o r (34) de d ich o v a lo r de o rden (V dc*) de u na te n s ió n de e n la ce de C C v irtu a l V dc p o r un v a lo r o b te n id o al re s ta r d ic h a te n s ió n (Vc) e n tre a m bo s e x tre m o s de d ich o c o n d e n s a d o r (34) de d ich a te n s ió n re c tifica d a (V rec).
7. El c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to seg ún la re iv in d ica c ió n 1 o la re iv in d ica c ió n 2, q u e co m p re n d e a d e m á s un se g u n d o c ircu ito re c tif ic a d o r (52) c o n fig u ra d o p a ra in tro d u c ir d ich a te n s ió n re c tif ica d a (V rec ) en d ich o c h o p p e r e le v a d o r (3).
8. El c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to seg ún la re iv in d ica c ió n 1 o la re iv in d ica c ió n 2, en d o n d e d ich o p a r de te rm in a le s de s a lid a de d ich o p rim e r c ircu ito re c tif ic a d o r se c o n e c ta a un lado de e n tra d a de d ich o c h o p p e r e le v a d o r (3).
9. El c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to según la re iv in d ica c ió n 1, en d o n d e d ich a ta s a de d e s c a rg a (dc) es s ie m p re p os itiva .
10. El c o n v e rt id o r de p o te n c ia de C A d ire c to seg ún la re iv in d ica c ió n 1 o la re iv in d ica c ió n 2, q u e co m p re n d e a d e m á s :
un d io d o c o n e c ta d o en p a ra le lo con d ich o c o n m u ta d o r (41), h a c ie n d o d ich o d io d o q u e u na d ire cc ió n de ca rg a de d ich o c o n d e n s a d o r (34) d e sd e d ich o e n la ce de C C (7) se a u n a d ire cc ió n de ava nce .
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