Ensayo  de  un  Estabilizador  de  Tensión    para  la  empresa  Ges6ón  e  Innovación  en  

Eficiencia  Energé6ca  S.L.  

Gijón,  19  de  enero  de  2015  Departamento  de  Ingeniería  Eléctrica,  Electrónica,  de  Computadores  y  Sistemas  

Ensayos  realizados  •  Más  de  20  ensayos  realizados.  •  Tres  Gpos  de  carga:  motor  de  inducción  en  tres  condiciones  de  carga  disGntas  

(vacío,  media  carga  y  plena  carga),  banco  de  resistencias,  banco  de  resistencias  en  paralelo  con  banco  de  condensadores.  

•  Se  emplearon  tres  tensiones  de  consigna  en  cada  ensayo:  217,  225  y  234  V.  •  Se  han  registrado  variables  de  V,  I,  potencia  acGva,  potencia  reacGva,  potencia  

aparente  y  THDU  a  la  salida  del  estabilizador.  •  Se  han  registrado  V,  I,  potencia  acGva  y  THDU  a  la  entrada  del  estabilizador.  •  Se  ha  analizado  la  respuesta  del  estabilizador  frente  a  variaciones  de  la  tensión  de  

entrada.  •  Se  ha  probado  el  funcionamiento  del  estabilizador  durante  la  conmutación  a  modo  

by-­‐pass.  •  Se  ha  calculado  el  rendimiento  del  equipo  bajo  disGntas  condiciones  de  carga.  •  Se  ha  medido  el  efecto  que  sobre  la  distorsión  armónica  de  la  tensión  ejerce  el  

estabilizador.  •  Se  han  extraído  las  conclusiones  del  estudio.  

Conclusiones  •  El  estabilizador  objeto  de  estudio,  se  ha  ensayado  frente  a  diferentes  condiciones  y  Gpos  de  carga:  cargas  resisGvas,  

inducGvas  y  capaciGvas.  

•  En  los  ensayos  realizados  se  ha  comprobado  la  correcta  transferencia  de  potencia  desde  la  entrada  a  la  salida  del  estabilizador.  

•  Se  ha  verificado  la  capacidad  de  regulación  de  tensión  a  la  salida  de  acuerdo  a  las  tensiones  de  consigna  prefijadas  y  dentro  de  un  cierto  rango  de  ajuste.    

•  El  estabilizador  ensayado  permite  la  reducción  de  la  tensión  de  entrada,  no  su  amplificación.    •  Se  ha  calculado  el  rendimiento  del  estabilizador  en  dos  condiciones  de  carga  disGntas,  obteniendo  resultados  siempre  

superiores  al  97%.  •  Se  ha  comprobado  el  escaso  impacto  que  sobre  la  distorsión  en  tensión  ejerce  el  equipo.  •  Se  ha  comprobado  su  capacidad  de  regulación  de  la  tensión  fase  a  fase  con  el  fin  de  absorber  posibles  desequilibrios  en  la  

tensión  de  entrada.  •  La  reducción  en  tensión  que  aporta  el  estabilizador  

–  Determina  una  reducción  de  la  potencia  acGva  absorbida  por  cargas  puramente  resisGvas  de  acuerdo  a  la  expresión:    

–  También  una  reducción  de  la  potencia  reacGva  inyectada  en  la  red  por  las  cargas  capaciGvas  de  acuerdo  a  la  expresión:  

•  No  se  han  detectado  variaciones  apreciables  en  la  potencia  acGva  consumida  por  motores  conectados  a  la  red  a  través  del  estabilizador  y  expuestos  a  las  mismas  condiciones  de  carga  que  antes  del  empleo  del  estabilizador.  La  carga  accionada  demanda  un  par  de  carga  constante  y  la  velocidad  apenas  resulta  modificada  al  reducir  la  tensión  de  alimentación.    

•  Se  han  detectado  errores  en  la  medida  de  las  variables  eléctricas  con  el  sistema  de  medida  que  incorpora  el  propio  equipo.  Los  errores  son  más  significaGvos  en  funcionamiento  a  baja  carga.  

•  Se  ha  comprobado  que  el  ajuste  de  la  toma  del  autotransformador  se  realiza  de  forma  secuencial  para  cada  una  de  las  fases  del  estabilizador,  exisGendo  retrasos  en  la  selección  de  la  toma  correcta  entre  las  disGntas  fases,  lo  que  puede  producir  desequilibrios  en  el  sistema  trifásico  de  tensiones  con  el  que  se  alimentan  las  cargas.  

Estabilización  correcta  de  la  tensión  Ensayo  motor  a  plena  carga  4.3.1  

Adecuada  conmutación  modo  by-­‐pass  

Rendimiento  VR_entrada   IR_entrada   Factor_de  

potencia  VR_salida   IR_salida   P_entrada   P_salida   Rendimiento  

235,11  V   18,36  A   0,851   219,94  V   19,43  A   11,024  kW   10,8  kW   97,97%  

Motor  a  plena  carga:  

Escaso  impacto  sobre  el  THD  U  

THDU  entrada   THDU  salida  

Comportamiento  frente  a  variaciones  de  tensión  

Errores  en  la  medida  de  las  variables  a  la  salida  del  estabilizador  

Ensayo  motor  en  vacío  4.1.3  

Desequilibrios  

Ensayo  motor  a  plena  carga  4.3.2  

En  ocasiones  no  todas  las  fases  presentan  la  misma  toma  en  conducción  

Variaciones  en  la  potencia  demandada  

234  V/fase  

217  V/  fase  Par  motor  

Par  resistente   Punto  de  funcionamiento  234  -­‐  217  

Par  [Nm]  

velocidad  [rpm]  

Variaciones  en  la  potencia  Carga  resisGva-­‐  Potencia  acGva  demandada  

Si  R=cte   P217V=P234V.0,86  

Carga  capaciGva-­‐  Potencia  reacGva  inyectada  

Si  C=cte  y  w=cte   Q217V=Q234V.0,86