K-Tronix ha diseñado un rectificador con opción de diseño a 6 o 12 pulsos de acuerdo con las necesidades de cada aplicación, ello ofrece mayor disponibilidad, flexibilidad, alto desempeño y protección industrial
El uso eficiente de los recursos energéticos es uno de los factores de mayor importancia para el desarrollo tecnológico. A su vez el desarrollo tecnológico fija la óptima utilización de los diferentes tipos de energía y por consecuencia la disponibilidad de este recurso.
La electricidad es uno de los recursos energéticos de mayor demanda por el hombre con el objetivo de satisfacer sus necesidades básicas. Con el importante aumento de la demanda de energía eléctrica se ha acrecentado el número de cargas electrónicas, ello presenta un comportamiento de tipo “no lineal”.
Las cargas de esta índole generan un alto contenido armónico y ello contamina la línea de alimentación. El alto contenido armónico genera un bajo factor de potencia, que significa un uso ineficiente de la energía eléctrica.
A consecuencia del alto porcentaje de potencia eléctrica que es procesado por cargas electrónicas, el impacto en la calidad de energía de estas cargas es considerable. Por tal motivo han surgido normas que limitan el contenido armónico inyectado a la línea de alimentación.
Una de las aplicaciones más empleadas en la electrónica son los sistemas de alimentación. El empleo de los rectificadores CA/CD permite la alimentación de cargas de CD, así como la recarga de las baterías que proporcionan autonomía por un tiempo determinado.
Principios Básicos de Rectificador Cargador Basado en SCR
Un rectificador de forma de onda completa puede ser diseñado para operar de una a tres fases de alimentación, dicho convertidor CA/CD emplea rectificadores controlados de silicio (SCRs) en lugar de diodos.
La Figura 1.1 muestra un solo SCR conectado en un simple circuito de corriente alterna, éste puede ser usado para mostrar los principios básicos de las técnicas de control de fase.
El diagrama A muestra las condiciones en las que la compuerta del SCR se mantiene permanentemente positiva con respecto a su cátodo, esto es el equivalente a tener al SCR con un cambio de señal permanente.
En estas condiciones el SCR pasa corriente mientras dura la mitad del semiciclo positivo de corriente alterna y bloquea la mitad del ciclo negativo porque el ánodo-cátodo está polarizado inversamente mientras dura el periodo “negativo”.
Esto da como resultado en un voltaje de media onda rectificada, siendo desarrollado a través de la carga de resistencia, y el SCR puede ser visto para actuar exactamente igual como un diodo rectificador.
En este ejemplo la carga de voltaje media de corriente directa es aproximadamente 0.45 veces el voltaje pico de corriente alterna, y es mostrado como una línea punteada sobrepuesta en la salida de la onda.
En el diagrama B el SCR no tiene voltaje de compuerta y bajo estas circunstancias está permanentemente desactivado en las dos mitades de onda. En este caso el voltaje promedio de corriente directa será cero.
Las dos condiciones muestran las salidas de voltajes “máxima” y “mínima” de este circuito simple. De cualquier manera, este voltaje puede variar entre estos dos extremos usando técnicas de control de fase.
Rectificador de 6 pulsos
La Figura 1.2 muestra un rectificador controlado de onda completa trifásico. Cada SCR controla el ángulo de conducción del rectificador mientras dura el periodo de medio ciclo de entrada.
Tomando la fase A como ejemplo, la parte superior del SCR (A+) controla la mitad del ciclo positivo de la fase, y la parte inferior del SCR (A-) controla la mitad del ciclo negativo. En un circuito práctico los 6 SCRs están controlados en el mismo ángulo de conducción con el fin de mantener balanceadas las líneas de conducción de entrada.
Viendo en detalle el medio ciclo positivo de la fase A (A+), el diagrama de forma de onda trifásica muestra que este dispositivo es polarizado directamente sólo por un periodo de 120° entre 30° y 150° de la forma de entrada de la fase A. Esto significa que el puente de voltaje de salida puede ser controlado sobre su rango completo controlando el SCR sobre su ángulo de conducción.
Este circuito es llamado Rectificador de fase controlada de “6 pulsos” porque 6 SCRs están activados en la duración del ciclo trifásico completo.
Generación de Corriente Armónica
La corriente positiva de la fase A del SCR es mostrada en la Figura 1.2 para abarcar dos pulsos, correspondiendo a la forma de cambio de conmutación en las fases B y C.
Cuando la carga de corriente es discontinua o no es proporcional a la línea de voltaje, el efecto total es equivalente a la presencia de los componentes armónicos de corriente a frecuencias más altas, sobrepuestos encima de la onda sinusoidal fundamental de 60 Hz.
Todos estos componentes juntos equivalen a la forma de onda de la corriente actual. Cada componente de corriente no está en fase con la línea de voltaje, los productos de voltaje y corriente representan Volts-Ampere reactivos. Estas corrientes armónicas interactúan con la impedancia de la fuente de poder principal para crear una distorsión en la línea de voltaje.
También reducen el factor de potencia de la UPS, incrementan la carga en los circuitos de poder principales y crean una pérdida eléctrica adicional. Una baja impedancia en la fuente de poder minimizará la distorsión en la línea de voltaje, pero no corregirá el problema en la fuente.
Bajo condiciones balanceadas en la línea de corriente, la componente fundamental de 60Hz de la carga neutral será cero (la suma de los vectores de tres corrientes iguales desplazadas por 120°). De todos modos, bajo las mismas condiciones balanceadas de las cargas de corriente, la tercera armónica y los múltiplos de ésta en el neutro están en fase y no se cancelarán con otras si no se suman.
El resultado neto es que el conductor común neutral puede ser forzado a tener más corriente que los conductores de fase, tomando en cuenta que éstos están balanceados (amperes). En casos extremos, corrientes neutrales pueden elevarse hasta 1.7 veces la línea de corriente (√3).
Este efecto crea la necesidad de una atención especial en el trato de un neutro común en circuitos trifásicos. Donde el conductor neutro es usado, éste no debe ser más pequeño que los conductores de fase, al contrario deberán ser más grandes, lo suficiente para soportar 1.7 veces la corriente en línea. Un conductor común neutro del doble de la sección será más que suficiente.
Distorsión de Entrada Total (THDi)
El nivel de armónicos creado por el interruptor del rectificador es medido como la distorsión armónica de la corriente total de entrada (THDi) y en un rectificador de 6 pulsos será típicamente 30% y 35%.
Además, la energía generada por los armónicos que creó la distorsión deberá ser suministrada por las fuentes disponibles y será un desperdicio de energía. Por estas dos razones la alta corriente de entrada THD es bastante indeseable.
Rectificador de 12-pulsos
Algo muy costoso, pero muy efectivo para reducir los armónicos es el usar un rectificador de 12 pulsos, el cual emplea dos rectificadores trifásicos operando a 30° con desfasamiento entre ellos.
Un ejemplo del circuito es mostrado en la Figura 1.3, el cual muestra la fase producida por un transformador conectado entre el rectificador y la fuente principal.
Las barras de distribución de corriente continua de salida del rectificador están todas ellas conectadas en paralelo a través de grandes bobinas para amortiguar las corrientes de carga y facilitar el intercambio actual.
El circuito ayuda a atenuar los armónicos de dos maneras. Primero, porque ahora hay 12 SCR operando a 60Hz por ciclo en lugar de 6 SCR que se utilizaban en el Rectificador de 6 pulsos, la frecuencia del pulso de la fuente principal es doble pero su amplitud individual es más baja, haciendo más fácil el filtro de los armónicos si se usa un filtro separado.
Segundo, debido a los 30° de separación de fase los armónicos entre los dos rectificadores están ahora en anti-fase y se deberán cancelar uno con otro.
Un rectificador de 12 pulsos reducirá la corriente de entrada THD de 30% a 10%.
Sistema Rectificador-Cargador K-Tronix
Los equipos rectificador-cargador KT-CB de K-Tronix son para uso Industrial, diseñados para abastecer corriente continua en aplicaciones críticas, aislada eléctricamente el de la fuente de suministro y alimentada permanentemente con energía de calidad, debido a lo importante de su carga.
Los sistemas rectificadores de K-Tronix están diseñados como un sistema expandible de secciones de potencia, con componentes de estado sólido, contralados por microprocesadores de voltaje constante autoregulado, para aplicaciones de Baterías Níquel-Cadmio, Ácido Plomo y Litio.
Las funciones principales son:
Alimentar el consumo constante de amperes en corriente continua, demandado por la carga
Recargar la batería (carga de igualación)
Mantener cargada la batería (carga de flotación)
Todo esto en cumplimiento con las Normas Nacionales e Internacionales, el sistema cuenta con un transformador de aislamiento a la entrada del rectificador, un filtro de salida LC, sistema de alarmas, protección, medición y señalización de tipo estado sólido y digital. Todo contenido en un gabinete diseñado para brindar la protección requerida por cada aplicación particular.
El diseño de secciones de potencia expandibles, escalables y con opción de redundancia N+1, hacen del sistema KT-CB una excelente alternativa de protección y respaldo para cargas de corriente directa.
Conclusión:
Existen aplicaciones que demandan un mayor desempeño y disponibilidad de los sistemas de alimentación por lo cual K-Tronix ha diseñado un rectificador con opción de diseño a 6 o 12 pulsos de acuerdo con las necesidades de cada aplicación con opción de crecimiento tanto en el amperaje de la carga como en el tiempo de autonomía y de recarga de banco de baterías, si a estas características le agregamos la opción de manejar redundancia N+1, podemos obtener en conjunto: Mayor disponibilidad y flexibilidad, en un sistema alto desempeño y protección industrial, enfatizando que el análisis tanto de las condiciones de operación como de las particularidades propias de cada caso, son factores fundamentales para hacer una correcta selección de un rectificador.
Una licencia podría implicar que un particular tenga derechos sobre los recursos naturales, sobre un campo petrolero, sobre los hidrocarburos y que los pueda explotar e incluso los contratos pueden ser “auténticas concesiones”, señala el ex diputado federal y académico de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Jaime Cárdenas, sobre las modalidades de participación de la iniciativa privada que habrá con la reforma energética.
“Vamos a ver hasta dónde llegan en las características de las licencias y de los contratos. Yo pienso que una licencia es lo mismo que una concesión, pero van a tratar de resaltar en la ley secundaria alguna característica para que no sea exactamente igual, aunque en los hechos sean lo mismo”, señaló el jurista en entrevista con PetroQuiMex.
“Los abogados van a utilizar lenguaje jurídico, es decir, dirán que la licencia es casi como la concesión, pero le faltó esta característica y por ello ya no es una concesión. Entonces habrá mucho juego de leguaje, mucho uso de las palabras para acomodar las cosas, de tal suerte que formalmente no se contraponga a lo que se aprobó con el Constituyente permanente”, abundó el ex legislador.
El investigador del Instituto de Investigaciones Jurídicas de la UNAM refiere que hace muchos años, cuando hubo un debate previo a la reforma constitucional de 1960, que prohibió los contratos, los abogados de aquella época decían que los contratos que permitían la legislación petrolera, que había sido aprobada a partir del gobierno de Ávila Camacho, eran auténticas concesiones.
Por ello, afirma, cuando se apruebe la legislación secundaria, hay que revisar si el inversionista tiene derechos y control, no solamente sobre el campo o el yacimiento, sino sobre los recursos naturales del subsuelo. “Si tiene derecho de explotación, de venta de esos recursos, es una concesión, y se puede llamar contrato o licencia, contrato de utilidad compartida o de producción compartida, da lo mismo, lo que hay que leer son los elementos de cada una de las figuras que prevé la reforma: Contratos de utilidad compartida, contratos de producción compartidos, licencias”.
Cárdenas prevé que en la legislación secundaria habrá contratos muy diferenciados, dependiendo del tipo de inversionistas, de su capacidad económica y de su influencia en el sector. “A mí me parece que esta legislación secundaria consuma la entrega, el saqueo de los recursos naturales de México en favor de los extranjeros, es una reforma secundaria, como la constitucional, diseñada en favor de los inversionistas extranjeros. No es una reforma para los mexicanos, no es una reforma para la nación, no es una reforma que resuelva el problema de las finanzas públicas del país, es una reforma que se hizo para que las petroleras del mundo Exxon, Mobil, Chevron, Texaco, Shell, British Petroleum hagan los grandes negocios con el petróleo, el gas y la electricidad de México”.
Para el maestro en Derecho, la esencia de la reforma energética se concentra en los artículos transitorios; sin embargo, en las leyes secundarias se definirán asuntos muy importantes como el tipo de contratos y de licencias, así como las características de las empresas productivas del Estado, que serán pemex y CFE, porque en la legislación secundaria vigente no se precisan esas características jurídicas de las empresas productivas del Estado.
“Tendrán que definirse con mucha claridad las atribuciones de las Comisiones Nacional de Hidrocarburos y Reguladora de Energía. Deberán precisarse las características de las nuevas agencias que se crearon en la reforma constitucional. Se tendrá que determinar, por ejemplo, el papel que tendrán los sindicatos respecto a salvaguardar o no los derechos de los trabajadores de pemex y CFE. Todo eso será parte de la legislación secundaria, entre otras cosas”.
El Congreso está emplazado a sacar la ley reglamentaria de la reforma energética antes del 30 de abril, pero al cierre de esta edición no se había presentado la iniciativa. Cárdenas explicó el procedimiento para su aprobación. La facultad de iniciativa, según la Constitución, le corresponde al Presidente, a los diputados, a los senadores, a las legislaturas locales o a los ciudadanos. Entonces, cualquiera de esos sujetos legitimados puede presentar las iniciativas de ley secundaria, aunque es muy probable que sea el Ejecutivo, expuso.
“El procedimiento es diverso, porque en una reforma constitucional, la reforma se aprueba por dos terceras partes de ambas cámaras del Congreso. El 50 por ciento, más uno de legislatura de votos. En todos los casos, una iniciativa, sea de reforma constitucional o legal, debe pasar por comisiones. Cuando se presenta la iniciativa, dependiendo dónde se presente, si en Diputados o en Senadores, la Mesa Directiva decide a qué comisiones turnarla. Seguramente en este caso se turnará a la Comisión de Energía, posiblemente también a la Comisión de Puntos Constitucionales, para verificar que la ley no sea contraria a lo que se aprobó constitucionalmente o a otras comisiones de Medio Ambiente”.
La Mesa Directiva decide a qué comisiones la turna, esas comisiones elaboran un dictamen, el cual se presenta en el pleno de la Cámara de origen, que podrían ser Diputados o Senadores. “Si insisten en que tiene que ver con ingresos y egresos, tendrá que ser Diputados, pero si no es así, puede ser en cualquiera de las dos cámaras”, añadió.
Se envía a la otra Cámara para su conocimiento o revisión, allá también, cuando llega la minuta del dictamen aprobado, en una cámara pasa también a comisiones. La Mesa Directiva de la Cámara correspondiente dice a qué comisiones turna. Esas comisiones elaboran el dictamen y se aprueba por la cámara revisora o se modifica, si se modifica el artículo 72 de la Constitución dice lo que pasa. Si se envía a la otra Cámara para que manifieste su conformidad o no con las modificaciones, si la Cámara de origen está de acuerdo con las modificaciones que hizo la Cámara revisora, entonces ya se envía al Ejecutivo, para efectos de su promulgación o publicación.
Subraya que en las leyes secundarias sólo participan ambas cámaras del Congreso, la aprobación no es por dos terceras partes de votos en favor, sino por la mayoría de los presentes. Una vez que sean aprobadas por ambas cámaras, el Ejecutivo las promulga y se publican en el Diario Oficial.
Durante su participación en la mesa redonda Reforma Energética: Resultados e implicaciones, realizada en el Centro de Investigaciones Sobre América del Norte, de la UNAM, el ex legislador sostuvo que la reforma, al modificar las decisiones políticas fundamentales, sólo podía ser aprobada por un constituyente originario, o en todo caso, le correspondería a la propia nación, a la propia sociedad, decir si está de acuerdo o no con la modificación de esos principios básicos fundamentales de la Constitución de 1917.
“Como todos sabemos, el procedimiento fue diferente, no se trató de un Constituyente originario el que aprobara este cambio en las decisiones políticas fundamentales y tampoco se ha consultado a la sociedad mexicana si estaba de acuerdo con la modificación de un aspecto toral del pacto social de la Constitución del 17, y entonces, pues hay muchas dudas, sobre si esta reforma de la Constitución es constitucional o no”.
El pasado 29 de enero los senadores federales David Monreal Ávila, Manuel Bartlett Díaz, Adán Augusto López Hernández y Layda Sansores presentaron un amparo, que está en curso, en contra de la reforma energética. Cárdenas expuso que esa controversia constitucional tiene un sustento jurídico básicamente en cuatro puntos:
La primera consideración es violación procedimental, pues el Congreso de la Unión –afirmó– no es la autoridad competente para aprobar una reforma constitucional de esta magnitud. “Eso correspondía al Constituyente originario o debió haberse realizado, en todo caso, una consulta”.
La segunda violación procedimental, dijo, tiene que ver con el presupuesto y los ingresos, ya que el artículo 18, de la Ley Federal del Presupuesto y Responsabilidad Hacendaria señala que cuando el Congreso de la Unión apruebe alguna disposición, de cualquier rango jurídico, que pudiera tener un impacto presupuestal, se requiere la elaboración de un dictamen presupuestal, el cual no se realizó.
El tercer tipo de violaciones procedimentales, señaló, fue que la reforma se realizó fast track, “y esto no solamente es un dato histórico o periodístico, sino un dato jurídico, porque una reforma de este tipo debe pasar por un trámite parlamentario, deben ser discutidas en comisiones, deben ser deliberadas. Congresos locales aprobaron la reforma en tres minutos, en 10 minutos, en 30 minutos, es decir, no se agotó ningún trámite parlamentario, que de acuerdo con las constituciones y leyes estatales, era obligatorio.
“Amén de las violaciones que hubo en el trámite parlamentario en la Cámara de Diputados, en donde jamás se reunieron las comisiones a dictaminar la reforma, o en la Cámara de Senadores, en donde lo que se votó en el pleno no fue el dictamen aprobado en comisiones, sino un llamado “adictum”, que se hizo en la última hora y en la madrugada”.
Y finalmente, enumeró lo que a su juicio fue la cuarta violación procedimental “muy grave”, que implica el párrafo segundo del artículo 135 de la Constitución, en el que se establece que la Comisión Permanente del Congreso de la Unión debe de realizar una declaratoria de que ya se reunieron todas las aprobaciones de los congresos locales y se cumplió el trámite previo, por lo tanto se remite esta reforma al Ejecutivo para que la promulgue y la mande publicar.
“Cuando llegó este momento del trámite parlamentario, del procedimiento de la reforma, la autoridad que hizo la declaratoria no fue la Comisión Permanente, el que hace la declaratoria de la reforma constitucional es el presidente de la Comisión Permanente, es decir, una autoridad que no era competente para hacer la declaratoria. El presidente de la Comisión Permanente se abrogó atribuciones que eran de la Comisión Permanente para promulgar esta declaratoria de reforma constitucional”.
Finalmente, el jurista explicó que este amparo que está en trámite es muy complicado, pues enfrenta una “trampa” jurídica que contiene la nueva Ley de Amparo, aprobada en 2013, donde se aprobó una disposición en el artículo 61, fracción primera, que dice que los amparos son improcedentes por las reformas a la Constitución.
“Lo primero que impugnamos en nuestro amparo es eso. Estamos señalando que ese artículo es inconstitucional, porque en decisiones previas, por ejemplo en un famoso caso a finales de los 90, el llamado “amparo de Manuel Camacho”, donde la Corte dijo: Una reforma a la Constitución puede ser inconstitucional, si violenta el procedimiento. Y recientemente, en un amparo que promovieron unos intelectuales, contra la reforma electoral de 2007, la Corte también dijo: Una reforma a la Constitución puede ser inconstitucional, si violenta el procedimiento.
“Y de ahí, fundamentamos nuestro amparo en esas decisiones previas de la Corte, y desde luego el derecho comparado y el derecho cotidianos, para decir: que una reforma a la Constitución puede ser inconstitucional cuando se viola un procedimiento. El día de mañana, el Constituyente Permanente podría derogar todos los artículos relacionados con los derechos humanos, y no podríamos oponernos a una reforma de ese tipo, por eso tenemos que decir que esa fracción primera del artículo 61 de la Ley de Amparo es abiertamente inconstitucional, porque violenta las bases del Estado de Derecho e impide a los ciudadanos el derecho de acceso a la justicia”, finalizó el académico.
