Mejora del rendimiento dinámico de rectificadores frontales activos modelados con valores promedio
Autores: Ebadpour, Mohsen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Mejora del rendimiento dinámico de rectificadores frontales activos modelados con valores promedio
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Rectificadores de media onda
Enfoques de modelado
Modelo de valor promedio
Control orientado a voltaje
Resultados de simulación
Distorsión armónica total
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
Los rectificadores de frente activo (AFE) se han vuelto ampliamente empleados en sistemas de energía para lograr un factor de potencia unitario y mitigación armónica. Los enfoques de modelado típicos aplicados para los rectificadores AFE en la literatura en su mayoría se basan en dos líneas de base: el modelo detallado y el modelo de valor promedio en el tiempo. El enfoque anterior trata con el modelo de elemento de conmutación (SEM), lo que conlleva a armónicos significativos en las corrientes con formas de onda distorsionadas. El enfoque posterior utiliza el modelo de valor promedio (AVM) para superar los armónicos de las corrientes y proporcionar respuestas rápidas. Sin embargo, incluso la línea de base AVM ha mostrado problemas durante la etapa de inicio (falta de señales de control) y sobre los períodos de tiempo muerto, lo que causa problemas serios en el proceso de implementación. Este documento presenta un AVM dinámico mejorado para los rectificadores AFE al considerar con precisión los problemas mencionados anteriormente, junto con el procedimiento de inicio práctico y la inicialización deseable. El rectificador AFE estudiado se desarrolla utilizando la técnica de control orientado a voltaje (VOC) basada en las diferentes metodologías de modelado, incluyendo SEM, AVM convencional y el AVM propuesto. El rendimiento de todos los modelos se analiza y se compara utilizando resultados de simulación con bloques de funciones de MATLAB/Simulink R2023a para todas las partes del algoritmo y elementos de SimScape para el modelo del circuito eléctrico. Los resultados de la simulación ilustran que el rendimiento del enfoque AVM propuesto puede asemejarse estrechamente al comportamiento de la línea de base SEM con baja distorsión armónica. Para evaluar el rendimiento del modelo propuesto, se investigan varios estudios de caso para verificar la operación del rectificador AFE, considerando principalmente la distorsión armónica total (THD) donde los porcentajes de THD se mejoran a 4.78 y 2.5 de 5.14 y 2.78 para cargas de baja y alta potencia, respectivamente.
Descripción
Los rectificadores de frente activo (AFE) se han vuelto ampliamente empleados en sistemas de energía para lograr un factor de potencia unitario y mitigación armónica. Los enfoques de modelado típicos aplicados para los rectificadores AFE en la literatura en su mayoría se basan en dos líneas de base: el modelo detallado y el modelo de valor promedio en el tiempo. El enfoque anterior trata con el modelo de elemento de conmutación (SEM), lo que conlleva a armónicos significativos en las corrientes con formas de onda distorsionadas. El enfoque posterior utiliza el modelo de valor promedio (AVM) para superar los armónicos de las corrientes y proporcionar respuestas rápidas. Sin embargo, incluso la línea de base AVM ha mostrado problemas durante la etapa de inicio (falta de señales de control) y sobre los períodos de tiempo muerto, lo que causa problemas serios en el proceso de implementación. Este documento presenta un AVM dinámico mejorado para los rectificadores AFE al considerar con precisión los problemas mencionados anteriormente, junto con el procedimiento de inicio práctico y la inicialización deseable. El rectificador AFE estudiado se desarrolla utilizando la técnica de control orientado a voltaje (VOC) basada en las diferentes metodologías de modelado, incluyendo SEM, AVM convencional y el AVM propuesto. El rendimiento de todos los modelos se analiza y se compara utilizando resultados de simulación con bloques de funciones de MATLAB/Simulink R2023a para todas las partes del algoritmo y elementos de SimScape para el modelo del circuito eléctrico. Los resultados de la simulación ilustran que el rendimiento del enfoque AVM propuesto puede asemejarse estrechamente al comportamiento de la línea de base SEM con baja distorsión armónica. Para evaluar el rendimiento del modelo propuesto, se investigan varios estudios de caso para verificar la operación del rectificador AFE, considerando principalmente la distorsión armónica total (THD) donde los porcentajes de THD se mejoran a 4.78 y 2.5 de 5.14 y 2.78 para cargas de baja y alta potencia, respectivamente.