Desarrollo e implementación de una fuente trifásica con control digital para su aplicación en prácticas de laboratorio de Ingeniería Eléctrica

Abstract

Hoy en día las empresas de energía eléctrica generan, transportan y distribuyen la corriente en sistemas trifásicos. De esta forma se obtienen ventajas tales como mejor rendimiento y mayor eficiencia en el transporte de la misma. Otra ventaja es que la potencia en KVA de un motor trifásico es aproximadamente 150% mayor que la de un motor monofásico. La tercera ventaja presentada es que la potencia proporcionada por un sistema monofásico cae tres veces por ciclo. En cambio la potencia de un sistema trifásico nunca cae a cero por lo que la potencia enviada a la carga es siempre la misma. En México, la energía se distribuye en forma trifásica, a 220 voltios fase-neutro, con una frecuencia de 60 ciclos por segundo. Sin embargo, los equipos eléctricos y electrónicos industriales, en su mayoría, funcionan con corriente continua y corriente alterna variable. Por ese motivo se emplean dispositivos que convierten la corriente alterna y corriente continua, a los niveles de voltaje requeridos por el circuito a alimentar, denominados fuente de alimentación que pueden ser fijas o variables. Debido a las ventajas que proporciona un sistema trifásico en el desarrollo del sector industrial, la competencia obliga a las empresas a buscar nuevos equipos con mayor tecnología. Para alcanzar estos objetivos se emplean diferentes tecnologías de computación y digitalización. Las empresas recurren a su rediseño o incluso al diseño de nuevos dispositivos, todo ello para dar la capacidad requerida de potencia trifásica para poder operar sus equipos y maquinarias. Los ingenieros eléctricos se ven obligados a cooperar para diseñar sistemas de alimentación eléctrica que sean versátiles, rentables y que cumplan la normativa de seguridad. Siendo el área de investigación de automatización Industrial, surge la idea de contar con una fuente trifásica con control digital de alta calidad, al ser una necesidad que se ha venido estableciendo con el avance tecnológico en los últimos años debido a que los dispositivos se hacen más complejos y especializados. Por lo que el trabajo acá descrito está enfocado en el desarrollo e implementación de una fuente trifásica con control digital que se pueda aplicar en la elaboración de prácticas de laboratorio de Ing. Eléctrica, del Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez, en las que se encuentran el uso de motores y transformadores monofásicos y trifásicos, circuitos eléctricos en serie, paralelo, serie-paralelo, entre otros. El prototipo permitirá realizar variaciones de amplitud, mediciones eléctricas de voltaje, y además que satisfaga las necesidades requeridas en el laboratorio de Ing. Eléctrica.