EJEMPLO DE SISTEMA DE LAZO CERRADO: REGULADOR DE VOLTAJE.

Carlos Eligio Budde García – 20132001924

Cristhian Odair Escober Castillo – 20122002649

Juan Carlos Parada Henríquez – 20062000921

Lenin Bladimir Castro – 20112005182

Ing. Hegel López

Universidad Nacional Autónoma de Honduras – Valle de Sula

Depto. de Ing. Eléctrica Industrial

Febrero del 2016

REGULADOR DE VOLTAJE DE MEDIA TENSIÓN: FUNCIONAMIENTO.

1. Introducción.

En los sistemas de distribución, uno de los principales problemas son las pérdidas

generadas en las líneas de tensión, debido a la impedancia de las mismas. Dichas impedancias

no solo producen pérdidas en cuanto a potencia, además, reducen tensión de la carga. Esto

último representa un riesgo para los dispositivos que puedan estar conectados, ya que puede

acelerar el deterioro de los mismos.

Este problema presenta varios tipos de soluciones. Uno de ellos es instalar reguladores

de tensión entre las líneas de suministro y la carga. Dado que un regulador de media tensión

trabaja como un sistema retroalimentado, representa un ejemplo apropiado de un sistema de

lazo cerrado.

2. Principio de funcionamiento.

2.1. El autotransformador.

En un autotransformador, la porción común (llamada por ello "devanado común") del

devanado único forma parte tanto del devanado "primario" como del "secundario". La porción

restante del devanado recibe el nombre de "devanado serie" y es la que proporciona la

diferencia de tensión entre ambos circuitos, mediante la adición en serie (de allí su nombre)

con la tensión del devanado común. El nuevo voltaje de secundario, será entonces, la suma o

la resta de los voltajes de devanado.

Como todo transformador, siempre cumple con la relación de transferencia:

𝑉1𝑉2

=𝑁1𝑁2

Para facilitar los cálculos, se asume que la construcción del mismo es ideal, así, es

evidente que la función de transferencia del transformador está dada por el cociente del

número de vueltas de devanado. Deducimos entonces que la función de transferencia entre

los voltajes 𝑉1 y 𝑉2 es 𝑁1

𝑁2, la cual es una constante, y su transformada de Laplace es

𝑁1

𝑆𝑁2. Nótese

entonces que la función de salida del sistema es la suma entre 𝑉1 y 𝑉2; como se ilustra en el

diagrama de la sección 3.

2.2. Retroalimentación.

La retroalimentación se produce mediante un selector, el cual es regulado por un

mando que recibe la tensión de la salida. Cuando la salida no tiene el valor apropiado, este

mando cambia la posición del selector, cambiando así el número de vueltas del devanado

primario. En un diagrama a bloques, puede ser ilustrado como una función 𝑘(𝑡), cuya única

condición conocida es que será igual a cero cuando el valor de la tensión de salida sea el

apropiado.

Esta función de retroalimentación produce una tensión que se resta a la tensión del

primario1; cabe destacar que esta función tendrá, entonces, valores positivos o negativos

según en caso2. Todo esto crea en conjunto el sistema de regulación de voltaje.

3. Diagrama a bloques.

4. Referencias.

Chapman, S. (2012). Máquinas Eléctricas. New York City: Mc Graw Hill.

1 La función de retroalimentación puede, teóricamente, restarse del valor de tensión de autotransformación, produciendo de igual modo el resultado deseado. 2 La función puede restarse o sumarse al valor de tensión primario; depende del diseño.

𝑉1 𝑉𝑎𝑢𝑡𝑜𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑑𝑜

𝑁2𝑆𝑁1

𝐾(𝑆)

𝑉2

+ -

+

+