Convertidor Trifásico Bidireccional y Bifuncional Usando Control FSC-MPC para Sistemas Híbridos de Generación Distribuida

Published in: Engineering, Integration, and Alliances for a Sustainable Development. Hemispheric Cooperation for Competitiveness and Prosperity on a Knowledge-Based Economy: Proceedings of the 18th LACCEI International Multi-Conference for Engineering, Education and Technology
Date of Conference: July 27-31, 2020
Location of Conference: Virtual
Authors: Juan Tisza (Universidad Nacional de Ingeniería, PE)
Felix Santos (Universidad Nacional de Ingeniería, PE)
Jesus Arteaga (Universidad Nacional de Ingeniería, PE)
Full Paper: #418

Abstract:

Se presenta el desarrollo de un convertidor electrónico trifásico de potencia, el convertidor utiliza IGBTs como dispositivos electrónicos de potencia, puede actuar de manera bifuncional como rectificador trifásico de onda completa o como inversor trifásico de tres brazos, utilizando el mismo puente trifásico de potencia para la conversión, el diseño del control se realiza mediante la técnica de FSC-MPC (Finita Set Commutations-Model Predictive Control). Se evalúa la calidad de la conversión de energía eléctrica, evaluando los parámetros medio y eficaz de las tensiones y corrientes, con diversos tipos de cargas. Así como también la distorsión con el coeficiente THD, la frecuencia y la fase. El convertidor busca ser muy flexible y en cierta forma universal para la conversión de energía AC-DC y DC-AC, para aplicaciones diversas en el campo de los sistemas de generación distribuida de energía, en particular con presencia de fuentes renovables de energía. El modelamiento y las pruebas han sido realizados con MATLAB. Las cargas también han sido modeladas para aplicaciones típicas con características reales, como en el caso de rectificador la carga de ensayo varía entre una batería de iones de litio, motor de DC de 5HP,240 v y 1750 rpm, además de una carga RL en general. Para el inversor se ensaya con una carga trifásica RL balanceada y un motor tipo jaula de ardilla. Se presentan los resultados en forma de gráficos y en tablas para una mejor comprensión del resultado de las simulaciones. Se explica la funcionalidad y operación del convertidor desarrollado mediante diagramas de bloques que incorporan los conmutadores para la selección de la operación. Los resultados obtenidos nos muestran buenas características funcionales en los parámetros indicadores en las pruebas de simulación efectuadas y que son presentados en gráficos y tablas en este trabajo.