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Fig. 12. Diagrama de bloques del SAI SLC CUBE4.
4.4.2. Rectificador-Elevador.
El rectificador-elevador tiene la doble función de:
Convertir (rectificar) la tensión alterna (AC) en tensión con-
•
tinua (DC) en modo normal (tensión de red de entrada pre-
sente), tensión necesaria a la entrada del Inversor.
Adecuar (elevar) la tensión de baterías (DC), a la tensión
•
continua (DC) necesaria a la entrada del Inversor.
Dicha tensión continua generada por el Rectificador-Elevador (su-
ministrada al Inversor), la llamaremos tensión de Bus continua.
El rectificador-elevador presenta en la entrada un interruptor
estático, mediante tiristores, que permite seleccionar en todo
momento la fuente de entrada, red alterna o baterías, según el
modo de funcionamiento del SAI.
La etapa de rectificación-elevación la llevan a cabo los 3 con-
juntos de convertidores dobles tipo "boost", uno por fase, com-
puestos por inductor de potencia, transistores IGBT, diodos y
condensadores electrolíticos para el filtraje de la tensión de
Bus. La excitación de los transistores IGBT mediante PWM,
controlada digitalmente, la lleva a cabo uno de los DSP's de
coma flotante, con los objetivos de obtener:
Absorción de corriente senoidal (bajo THDi) en modo
•
normal o AC, de manera que no se añade distorsión a la red
de entrada, evitando afectar al resto de las cargas.
Factor de potencia 1 desde muy bajos niveles de carga de
•
salida.
Balanceado de absorción de las corrientes de entrada tri-
•
fásicas.
Absorción de corriente continua en modo baterías o DC.
•
El dimensionamiento del rectificador permitirá suministrar per-
manentemente al inversor al 100% de carga, más la potencia
necesaria para la carga de baterías.
4.4.3. Inversor.
El inversor convierte la tensión DC presente en el Bus de con-
tinua en tensión alterna AC, estabilizada en amplitud y fre-
cuencia. Por tanto, completa la doble conversión, de manera
que esta nueva tensión AC "limpia" es independiente de la
tensión de entrada (aislada de posibles perturbaciones, picos,
huecos, frecuencia inestable, etc).
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LÍNEA
BYPASS
RECTIFICADOR-BOOSTER
ENTRADA
AC
PACK BATERÍAS
BYPASS MANUAL
DC-LINK
INTERRUPTOR
ESTÁTICO
INVERSOR
BYPASS
CARGADOR
BATERÍA
La arquitectura de este convertidor se basa en 3 inversores
monofásicos independientes de 3 niveles de conmutación (4
transistores IGBT por fase), de manera que se consigue:
Minimizar pérdidas de conmutación (mitad de tensión
•
PWM respecto a inversor clásico de 2 niveles).
Reducción del rizado de conmutación sobre el inductor de
•
potencia, y reducción del esfuerzo de filtraje L-C en general.
La frecuencia de conmutación se eleva hasta valores no
•
audibles.
El control de dicho inversor también es digital, y lo lleva a cabo
otro de los núcleos DSP de coma flotante del sistema. La ten-
sión generada presenta:
Baja distorsión armónica de tensión (THDv), incluso para
•
cargas altamente distorsionantes (carga no lineal).
Tensión de salida estable, con precisiones superiores al
•
0,5% respecto a la tensión, y superiores al 0,05% respecto
a la frecuencia.
Límite de corriente: ante situaciones de corto-circuito de
•
salida, arranque de cargas con sobrecorriente de pico ("in-
rush"), o similares. El inversor limita el corriente de salida
mediante la atenuación de la tensión de salida (en el límite,
hasta 0 V para casos de corto-circuito), de manera que se
protege el equipo frente a estos casos, o permite "arrancar"
cargas que presenten dicha sobrecorriente inicial.
El inversor está dimensionado para funcionar permanente-
mente cargado al 100%, y también para sobrecargas tem-
porales, en función de una curva Carga-Tiempo, con valores
típicos de 125% durante 10 minutos, 150% durante 1 minuto.
4.4.4. Baterías y cargador de baterías.
Las baterías son el elemento que permite trabajar al SAI en
ausencia de red de entrada AC, es decir, en modo autonomía
o modo baterías. Dichos elementos pueden encontrarse inte-
grados dentro del propio armario estándar del SAI o en armario
o bancada externa (opcionalmente, también en combinación
baterías internas y externas). La cantidad de baterías (habitual-
mente en bloques de 12V), debe ser tal que permita trabajar al
SALIDA AC
SALICRU
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