Diseño e implementación de una resistencia controlada por voltaje para uso académico

Abstract

Hoy en día, gracias a los avances tecnológicos es posible aprovechar más fuentes de energía. En nuestro país el recurso hídrico es abundante, sobre todo en regiones aisladas donde el costo de conectarse a la red interconectada es elevado. Debido a esto ha habido un auge en la generación hidráulica operada en isla, lo cual es un tema de interés a nivel académico. En la actualidad no existen laboratorios docentes que exploren esta temática, por lo que el Laboratorio de Turbomáquinas del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas está realizando una puesta en marcha de un laboratorio docente que estudiará este tema.

Dentro de las experiencias, una de ellas es el estudio del control de tensión y frecuencia ante variaciones en la carga eléctrica. Sin embargo, el laboratorio no cuenta con un dispositivo que pueda simular las variaciones en la carga. El objetivo de este trabajo es realizar el diseño y montaje de este dispositivo para lograr realizar la experiencia docente antes mencionada.

En la literatura se encontraron varias opciones, de las cuales se escogió el circuito Interruptor Chopper debido a su simplicidad en su implementación y precisión del control de la potencia consumida.

En esta memoria se muestra el proceso de diseño del Interruptor Chopper: las simulaciones del comportamiento del dispositivo, la elección de los parámetros de los componentes físicos de la electrónica de potencia y el diseño del circuito de control necesario para operar el dispositivo desde la caseta de control del laboratorio.

Para validar el funcionamiento se realizan pruebas al dispositivo a baja potencia y alta potencia para constatar el funcionamiento teórico y para probar el comportamiento en condiciones reales respectivamente.

De las pruebas de baja potencia se pudo evidenciar y concluir que el comportamiento del dispositivo se condice con la teoría. De las pruebas de alta potencia, debido a una falla catastrófica sucedida se constató la presencia de falencias a considerar y se proponen soluciones para evitarlas. De datos obtenidos operando a media potencia se registraron fenómenos de interés que, por su naturaleza, se concluye que se pueden extrapolar al caso de operar a plena carga.