ILUMINACION ELECTRICA

Autor: GARCÍA GARCÍA JORGE.
Año: 2002.
Universidad: OVIEDO.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: E.P.S. INGENIERÍA DE GIJÓN.

Resumen: La presente tesis doctoral se enmarca dentro de una de las líneas de investigación consolidadas por el Grupo de Electrónica Industrial (GEI), perteneciente al Área de Tecnología Electrónica (ATE) de la Universidad de Oviedo. La linea de investigación referida es la iluminación electrónica, es decir, el empleo de fuentes de alimentación electrónica en aplicaciones de iluminación. En esta tesis doctoral, se ha realizado un estudio básico del fenómeno de resonancias acústicas en lámparas de alta intensidad de descarga. Estas lámparas, son las empleadas comúnmente en aplicaciones en las que se requiere una gran cantidad de luz (alumbrado de exteriores y carreteras, alumbrado industrial, espectáculos deportivos, aeropuertos, etc.). El fenómeno de resonancias acústicas es el principal impedimento al empleo generalizado y a gran escala, de balastos electrónicos en lámparas de alta intensidad de descarga. Estas resonancias acústicas provocan la inestabilidad del arco de descarga, de manera que la luz emitida por la lámpara, así como determinados parámetros eléctricos de la misma, fluctúan enormemente y de manera caótica. Este hecho se tiene al alimentar lámparas de descarga a altas frecuencias. Por tanto es importante realizar este estudio si se pretende buscar soluciones al problema. De las conclusiones del mencionado estudio, se han obtenido una serie de características que deben presentar las formas de onda de alta frecuencia de alimentación de este tipo de lámparas. De este modo han podido especificarse los requerimientos que debe cumplir un sistema electrónico de alimentación en alta frecuencia, para lámparas de este tipo, que minimice el riesgo de aparición de inestabilidad en el arco de descarga, debidas a resonancias acústicas. A continuación, se han propuesto nuevas topologías y métodos de control en los cuales basar el diseño y construcción de balastos electrónicos que eviten resonancias acústicas en lámparas de descarga. Se ha procedido a realizar un análisis completo de estas topologías (así como de los métodos de control asociados). Se han seleccionado, para este análisis, topologías en corriente (que garanticen estabilidad), capaces de proporcionar una forma de onda de potencia instantánea adecuada para la alimentación de lámparas de descarga. Tras el análisis de todas estas topologías se han escogido dos opciones básicas de alimentación, mediante criterios tanto de estabilidad como minimización del riesgo de aparición de resonancias acústicas. Finalmente se han construido prototipos basados en las topologías elegidas, mediante un métodos de diseño del balasto que busca fijar parámetros de funcionamientos relacionados con las resonancias acústicas. Se ha procedido a la realización de experimentos en lámparas de descarga. Para estos experimentos, se han elegido lámparas de vapor de sodio a alta presión y de halogenuros metálicos de potencia nominal 70W. Por último, cabe destacar la propuesta, análisis y diseño de un nuevo tipo de arrancadores de lámparas de alta intensidad de descarga basados en dispositivos electrónicos de protección de muy bajo coste. También se han construido prototipos de estos arrancadores, realizándose, sobre el mismo tipo de lámparas, los experimentos oportunos. La principal aportación del presente trabajo es la propuesta de un nuevo método de alimentación de lámparas de descarga a alta frecuencia, que permita asegurar la estabilidad del arco ante el fenómeno de resonancias acústicas. La novedad de este método permite obtener un balasto completo sencillo, de solamente dos etapas y muy bajo número de interruptores y de elementos magnéticos. Las alternativas actualmente propuestas en la literatura técnia referida constan de al menos tres etapas y de un número muy superior de elementos, por lo que el coste se incrementa. Además, estas alternativas presentan una complejidad elevada en los métodos de control que proponen. Mediante el trabajo presentado, es posible realizar un balasto completo con todas las etapas auxiliares necesarias (arrancador, etapa de calentamiento, control de la potencia en régimen, etc.). Incluso se tienen de manera intrínseca determinadas protecciones que hacen el propio balasto muy fiable (protección ante sobrecorrientes, ante lámpara rota, etc.).

Autor: HURTADO PÉREZ ELÍAS.
Año: 2002.
Universidad: POLITECNICA DE VALENCIA.
Centro de realización: E.T.S. INGENIEROS INDUSTRIALES.

Resumen: La luz natural es la fuente de luz que ofrece mayores ventajas en comparación con otras formas de iluminación, especialmente por su reproducción cromática y por su coste. Conocedores de estas ventajas el diseño de edificios se debe realizar de forma que la luz natural pueda utilizarse al máximo, disponiendo de tragaluces en las posiciones de máximo aprovechamiento y utilizando la luz artificial, exclusivamente, cuando sea suficiente la natural. Para que este aprovechamiento sea posible es necesario conocer datos sobre la luz natural, concretamente hay que valorar la luz emitida por la bóveda del cielo y por el Sol, determinando igualmente, la distribución de lluminancias para diversas épocas del año y diferentes condiciones atmosféricas. Además de las posibilidades que ofrece el conocimiento de la distribución de luminancias del cielo para el cálculo de iluminaciones interiores, también es necesario para otras aplicaciones en exteriores, como determinar el complemento de luz artificial para la iluminación de fachadas de edificios y de estadios deportivos. Asimismo, los planes urbanísticos y la iluminación de calzadas y túneles se pueden realizar teniendo en cuenta la cantidad de luz natural y su dirección en estas vías de circulación. Para la realización de esta tesis, entre noviembre de 2001 y junio de 2002 se obtuvieron eun total de 4438 distribuciones de luminancia en el cielo de Valencia. De cada distribución se calcularon los coeficientes de las funciones de gradación y de difusión más próximas a los valores medidos, determinando la relación entre estos coeficientes y los tipos de cielos ordenados según su luminosidad. Se compararon las distribuciones y los tipos de cielos ordenados según su luminosidad. Se compararon las distribuciones medidas con los 15 modelos propuestos por la Comisión Internacional de Iluminación en la publicación del 2002, resultando que hay tres muy frecuentes, uno correspondiente a cielos cubiertos y dos a cielos claros, mientras que para cielos parcialmente cubiertos se produce una gran dispersión de modelos, siendo alguno de ellos poco frecuente. Se ha buscado una relación entre la distribución de liminancias y otras magnitudes de fácil obtención, resultando las más significativas el factor de turbiedad de iluminación y la humedad relativa. La relación entre estas variables y los diversos tipos de cielos, según su distribución de luminancias, se estableció en términos probabilísticos, de modo que a partir del valor de las variables se puede conocer, con elevada probabilidad, el tipo de cielo y la distribución de luminancias correspondiente. Considerando ambas variables en conjunto, se obtiene una discriminación superior a la obtenida con una sola de ellas, llegando a probabilidades superiores al 90% en varios casos de cielos cubiertos y despejados. Se calcularon los coeficientes de las funciones de gradación y de difusión para los diferentes tipos de cielos resultantes de la clasificación efectuada determinando, de esta forma, los modelos más aproximados. Por último, se realizó un estudio de la luminancia cenital, obteniendo las ecuaciones de la luminancia en el cenit del cielo en función del ángulo de elevación del Sol para diferentes rangos de las variables factor de turbiedad de iluminación y humedad relativa.

Autor: HOLZSCHUH FRESTEIRO ROSALIA.
Año: 2001.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: ARQUITECTURA .
Centro de realización: ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE ARQUITECTURA DE MADRID.

Resumen: No es necesario resaltar la enorme importancia del sistema visual en la mayor parte de las situaciones que conforman nuestra vida cotidiana y el decisivo impacto que tiene perder la vista sobre la forma de conocer el mundo. Casi todos nuestros juicios sobre el ambiente que nos rodea se basan, en condiciones normales en el sistema visual; incluso gran parte de nuestro conocimiento sobre el mundo y sobre nosotros mismos se nos presenta fenomenológicamente en forma de "imágenes visuales". Se ha constatado que el 85% de la información que recibimos del ambiente se percibe visualmente. El éxito que cualquier persona deficiente visual pueda tener para desplazarse con independencia dependerá, en gran parte, de su capacidad para percibir, interpretar y organizar la información visual correctamente, para el cual la iluminación juega papel imprescindible. La investigación que nos propusimos hacer, es evaluar, experimentalmente, la iluminación de edificios, para que ésta se considerada un parámetros de accesibilidad a personas con baja visión, posibilitando una percepción plena de los espacios para las funciones de desplazamiento seguro y ejecucción de tareas sencillas. Los parámetros de los experimentos se basaron en investigaciones actuales sobre la iluminación para baja visión, y en las especificaciones técnicas preconizadas por las normativas de accesibilidad.

Autor: MANZANO EDUARDO ROBERTO.
Año: 2000.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES .

Resumen: El objetivo de la tesis es estudiar y proponer una metodologia para evaluar instalaciones de alumbrado, enfocada a valorar la calidad del servicio del alumbrado en forma global. Con tal motivo, se han estudiado las caracteristicas de las instalaciones y su evolucion con el tiempo en relacion con el servicio, analizando los factores vinculados mas relevantes y estableciendo sus modelos de comportamiento mediante mediciones de campo, analisis de registros historicos y simulacion de situaciones. Sobre la base de estas consideraciones, se propone una metodologia basada en el analisis de la relacion beneficio/costos durante el ciclo de vida de las instalaciones de alumbrado urbano. El benificio es valorado en terminos de factores vinculados al servicio, es decir, el rendimiento durante el uso de las instalaciones. Los factores considerados han sido iluminancia, la tasa de fallos, el tiempo de operación y la apariencia de las instalaciones. Estos factores son evaluados tomando como referencia valores convenientemente establecidos por normas o recomendaciones. Por otra parte, los costos de instalacion, explotacion, mantenimiento, renovacion y eliminacion durante el ciclo de vida de las instalaciones son considerandos juntos al costo financiero del dinero. La aplicación de la metodologia es analizada en dos situaciones: el diseño de nuevas instalaciones y la evaluacion de instalaciones existentes, obteniendo en ambos casos resultados satisfactorios.

Autor: CALLEJA RODRÍGUEZ ANTONIO JAVIER .
Año: 1999.
Universidad: OVIEDO.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: ETS INGENIEROS INDUSTRIALES DE GIJÓN.

Resumen: La tesis realizada se engloba dentro de sistemas electrónicos para alimentación de lámparas de descarga con corrección del factor de potencia basados en una sola etapa. Dentro de esta tesis se han desarrollado seis topologías originales que presentan un factor de potencia elevado, cumpliendo la norma de emisión de armónicos de red para equipos de alimentación de sistemas de iluminación IEC1000-3-2 Clase C. Más concretamente las topología desarrolladas han sido construidas para la alimentación de tubos fluorescentes. El contenido de la tesis es el que se describe a continuación: En el capítulo uno se hace una breve introducción a los diferentes tipos de luz fuentes de luz, y tipos de lámparas existentes. En el capítulo dos se analizan los distintos métodos y topologías existentes para corrección del factor de potencia asó como los distintos cirucitos que existen para la alimentación de lámparas en alta frecuencia. Las dos primeras topologías propuestas se muestran en el capítulo trs. Estas topologías son dos topologías integradas que presenta factor d epotencia unidad en su entrada y se han denominado Flyback-Inversor y Buck - Boosto - Inversor. En el capítulo cuatro se presentan dos topologías integradas con contenido armónico limitado cumpliendo la norma específica de armónicos de red. Se han denominado Buck-Inversor y Forward-Inversor. Todas las topologías anteriormente citadas surgen como integración de sus topologías originales basadas en dos etapas. La integración consiste básicamente en eliminar unos de los interruptores controlados que tiene la topología original. El procesado de la energía es otro de los logros conseguidos en los topologias diseñadas. LA energía procesada es menor del doble al contrario que ocurre en los blastos basados en dos etapas. Conesto se consigue elevar el rendimiento de la conversión. La tesis finaliza con el capítulo seis donde se exponen las conclusiones, aprotaciones, y líneas futuras de trabajo.

Autor: LOPEZ COROMINAS EMILIO RAMON.
Año: 1998.
Universidad: OVIEDO.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.

Resumen: En la presente tesis doctoral, se realizan aportaciones dentro del campo de la alimentación de lámparas fluorescentes compactas desde baja tensión, con una doble vertiente: por una parte caracterizando el comportamiento de las lámparas fluorescentes compactas y, por otra, planteando y estudiando topologías de alimentación que permitan alimentarlas correctamente. En la primera parte, se caracterizan las lámparas como carga de potencia, desde el punto de vista del diseñador del circuito electrónico: se estudia su comportamiento antes del cebado, durante el proceso de calentamiento y en régimen permanente, para establecer las características que debe satisfacer el circuito encargado de su alimentación. Se obtiene además un modelo normalizado, válido para cualquier lámpara, para utilizar en el estudio posterior. En la segunda, se proponen, estudian y evalúan posibles circuitos de alimentación desde muy baja tensión. En particular, el estudio se centra en inversores no resonantes con un sólo interruptor y un sólo elemento magnético, analizándose el inversor de retroceso, y los inversores basados en bobinas con toma media. Se plantean métodos de control, y se obtienen, para cada uno los métodos de control, los puntos óptimos para proporcionar la potencia correcta a la lámpara. La optimización se realiza buscando que el circuito se comporte como una fuente de potencia constante, es decir, haciendo que la potencia en la lámpara sea lo más independiente posible frente a variaciones en el comportamiento de la tensión de entrada (usualmente una batería) o de la carga (lámpara fluorescente).

Autor: ALONSO ALVAREZ JOSE MARCOS.
Año: 1994.
Universidad: OVIEDO.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: DEPARTAMENTO: INGENIERIA ELECTRICA, ELECTRONICA, DE COMPUTADORES Y SISTEMA PROGRAMA DE DOCTORADO: CONTROL Y AUTOMATIZACION DE PROCESOS INDUSTRIALES.

Resumen: EN ESTE TRABAJO SE REALIZAN ALGUNAS APORTACIONES EN EL CAMPO DE LA ALIMENTACION ELECTRONICA DE LAS LAMPARAS DE ALTA INTENSIDAD DE DESCARGA. SE PERSIGUEN DOS OBJETIVOS PRINCIPALES. EL PRIMERO CORRESPONDE AL ESTUDIO Y ENSAYO DE LAS LAMPARAS DE ALTA INTENSIDAD. PARA ELLO SE HAN EMPLEADO COMO BASE TRABAJOS EXISTENTES EN LA BIBLIOGRAFIA, Y SE HAN REALIZADO ENSAYOS ELECTRICOS Y FOTOMETRICOS CON DIFERENTES LAMPARAS DE ALTA INTENSIDAD ALIMENTADAS EN BAJA Y ALTA FRECUENCIA, PARA LO CUAL SE HA DESARROLLADO UN BANCO DE ENSAYOS ESPECIFICO. DENTRO DE ESTA LINEA DE TRABAJO SE PROPONEN TAMBIEN ALGUNOS MODELOS DE LAMPARAS PARA SIMULADORES SPICE, BASADOS EN LOS RESULTADOS DE LOS ENSAYOS. EL SEGUNDO OBJETIVO DEL TRABAJO CONSISTE EN LA SELECCION Y EL ESTUDIO DE UNA TOPOLOGIA DE POTENCIA OPTIMA PARA LA ALIMENTACION DE LAS LAMPARAS DE ALTA INTENSIDAD. SE PROPONE EL INVERSOR RESONANTE EN PUENTE COMPLETO CM-LCC, Y SE ANALIZA EN REGIMEN PERMANENTE PARA VARIACIONES DE CARGA DESDE VACIO A CORTOCIRCUITO. SE PROPONE TAMBIEN UN NUEVO METODO DE CONTROL DEL INVERSOR QUE PERMITE MINIMIZAR TANTO LAS PERDIDAS DE COMUTACION COMO LAS DE CONDUCCION, Y SE DESARROLLA UN METODO DE DISEÑO DEL MISMO. FINALMENTE, SE PRESENTAN RESULTADOS TANTO DE SIMULACIONES COMO DE MEDIDAS EXPERIMENTALES REALIZADAS EN EL LABORATORIO.