Control de convertidor aislado sin capacitor electrolítico de fase única para redes residenciales de baja tensión de corriente continua
Autores: Santos, Nelson; Silva, J. Fernando; Soares, Vasco
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Control de convertidor aislado sin capacitor electrolítico de fase única para redes residenciales de baja tensión de corriente continua
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Generación de electricidad
Consumo
Sostenibilidad
Convertidor AC-DC
Microrredes
Sistema de control
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
En los últimos años, ha habido un deseo de mejorar la generación y consumo de electricidad, para alcanzar la sostenibilidad. Las soluciones tecnológicas de hoy permiten un uso racional de la electricidad con un buen rendimiento general. Tradicionalmente, desde la producción hasta la distribución, la energía eléctrica es compatible con CA por razones de compatibilidad y fácil transformación del nivel de voltaje. Sin embargo, en la actualidad, la mayoría de las cargas eléctricas necesitan energía CC para funcionar correctamente. Un solo convertidor de energía central AC-DC de alta eficiencia puede ser ventajoso para eliminar varios convertidores AC-DC incrustados menos eficientes, distribuidos por toda un área residencial. Este documento presenta un nuevo convertidor AC-DC monofásico que utiliza un puente activo (la mayoría de las topologías aisladas se basan en el concepto de doble puente activo) y un transformador de aislamiento de alta frecuencia con capacitores no electrolíticos de bajo valor, junto con su diseño de sistema de control. El convertidor puede ser introducido en futuras microredes de CC de baja tensión para edificios residenciales, como una alternativa a varios convertidores AC-DC incrustados. Se emplean técnicas de control no lineal (control de modo deslizante y el método directo de Lyapunov) para garantizar la estabilidad en la baja tensión CC de salida con compensación de factor de potencia cercana a la unidad en la red de CA. El convertidor y los controladores diseñados fueron simulados utilizando Matlab/Simulink y probados en un prototipo experimental de laboratorio utilizando procesamiento digital de señales (DSP) para evaluar el rendimiento del sistema.
Descripción
En los últimos años, ha habido un deseo de mejorar la generación y consumo de electricidad, para alcanzar la sostenibilidad. Las soluciones tecnológicas de hoy permiten un uso racional de la electricidad con un buen rendimiento general. Tradicionalmente, desde la producción hasta la distribución, la energía eléctrica es compatible con CA por razones de compatibilidad y fácil transformación del nivel de voltaje. Sin embargo, en la actualidad, la mayoría de las cargas eléctricas necesitan energía CC para funcionar correctamente. Un solo convertidor de energía central AC-DC de alta eficiencia puede ser ventajoso para eliminar varios convertidores AC-DC incrustados menos eficientes, distribuidos por toda un área residencial. Este documento presenta un nuevo convertidor AC-DC monofásico que utiliza un puente activo (la mayoría de las topologías aisladas se basan en el concepto de doble puente activo) y un transformador de aislamiento de alta frecuencia con capacitores no electrolíticos de bajo valor, junto con su diseño de sistema de control. El convertidor puede ser introducido en futuras microredes de CC de baja tensión para edificios residenciales, como una alternativa a varios convertidores AC-DC incrustados. Se emplean técnicas de control no lineal (control de modo deslizante y el método directo de Lyapunov) para garantizar la estabilidad en la baja tensión CC de salida con compensación de factor de potencia cercana a la unidad en la red de CA. El convertidor y los controladores diseñados fueron simulados utilizando Matlab/Simulink y probados en un prototipo experimental de laboratorio utilizando procesamiento digital de señales (DSP) para evaluar el rendimiento del sistema.