estudio y análisis de soluciones topológicas de convertidores cc - cc ...

Convertidor puente completo y rectificador doblador de corriente
• Transformador principal TR.- Para calcular el transformador principal TR
se dan como entrada las tensiones de operación, la potencia de operación, el
ciclo de trabajo y la relación de transformación en cualquiera de los modos de
funcionamiento, ya sea modo reductor o elevador. Los criterios fundamentales
para la selección y construcción del transformador principal fueron dos, el
primero de ellos fue seleccionar el núcleo de menor tamaño posible para la
potencia seleccionada y el segundo criterio fue seleccionar el que menores
pérdidas presentase dentro de un tamaño razonable.
• Transformadores TF1 y TF2.- En realidad estos transformadores son las
bobinas principales L 1 y L 2 en modo Reductor y también lo son en modo
Elevador-Normal. Sin embargo, funcionan como transformadores de retroceso
en el arranque del modo Elevador. Este hecho, complica su diseño al tener que
considerar ambos modos de operación, aunque es verdad que el arranque solo
se hace en un tiempo pequeño comparado con el tiempo que deben estar
funcionando en modo reductor o en modo elevador normal. Esto obliga a
pensar en un diseño que sea lo mejor posible para ambas condiciones de
operación.
Para la construcción de los transformadores TF1 y TF2 se utilizan núcleos
toroidales Kool Mu. La ventaja que presenta la utilización de este tipo de
núcleos, es que se alcanzan altos valores de inductancia con un mínimo de
vueltas, lo cual se traduce en una menor resistencia en continua en las bobinas.
4.5 Diseño y particularización del concepto bidireccional
Para validar la topología del convertidor bidireccional puente completo con
rectificador doblador de corriente y con arranque en modo elevador, se construyó un
prototipo de laboratorio en el que se verifica el concepto de funcionamiento. Este
convertidor al ser un prototipo diseñado y construido en el laboratorio, tiene la
desventaja de no poder disipar las pérdidas que se generarían para una potencia de
entre 1,5kW y 2 kW típicas de la aplicación. Esto es debido a que en prototipos de
estas potencias, los diseños se hacen para tener sistemas de refrigeración por aire
forzado o por sistemas de refrigeración con agua lo que facilita la evacuación del
calor.
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