El Laboratorio de Control de Convertidores Estáticos y Energías Renovables (LACCEER) fue creado el año 2017 por el Académico Dr. Jaime Rohten del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica (DIEE). Durante los últimos meses, hemos trabajado en el desarrollo de equipos electrónicos, corroborar y mejorar las estrategias de control, así como la energía eléctrica, la energía renovable, la calidad de suministro y el control de las máquinas eléctricas, entre otras.
Desarrollo y construcción de los elementos de convertidores estáticos
- Sensado y Acondicionamiento
El sensado y el acondicionamiento se han realizado a través de un diseño propio, que responde a las necesidades específicas de la aplicación dada.
Estos sensores son especialmente adecuados para sistemas trifásicos balanceados, aunque pueden ser usados en sistemas desbalanceados e inclusive monofásicos. Por su parte, la tarjeta de acondicionamiento se transforma en la señal de transmisión en la corriente para que pueda ser leída por el microcontrolador.
- Transductor Voltaje / Luz
Una siguiente etapa es la señal del voltaje entre el microcontrolador convirtiéndolo en una luz para evitar la adición de ruido electromagnético. Esta señal sirve para prender / apagar los interruptores de potencia que son los que finalmente realizan el trabajo de conversión de energía.
En su conjunto, forman un equipo que se utiliza para la conversión de energía eléctrica que puede ser utilizado para:
- Inyección de energía eléctrica a la red.
- Extraer máxima potencia desde fuentes de energía variables.
- Mejorar la calidad del suministro.
- Conectar distintas redes con posibilidad de energía bi-direccional.
Los resultados preliminares se publican una vez que se realizan las primeras pruebas, se demuestra la factibilidad de la realización de diseños propios que trabajan en la energía eléctrica.
Trabajos Realizados
- Propuestas de modulación – Convertidores monofásicos.
La investigación realizada ha llevado a cabo la realización de los trabajos que han sido o están prontos a ser parte de la comunidad científica.
Durante el año 2017 se planea una nueva forma de modulación que disminuye el estrés de los interruptores inferiores de un convertidor puente H, lo que impacta en las perdidas y la complejidad del hardware de disparo. Los resultados finales se muestran en la siguiente figura.
- Control de Convertidores para Frecuencia Variable en Inyección de Fuentes de Energía Variable.
Otro trabajo que se ha realizado en el grupo es el control de convertidores en un ambiente de frecuencia y tensión variable. Donde es indispensable trabajar con técnicas de control robustas para los cambios plateados.
Los problemas encontrados son principalmente de inestabilidad, como los que se muestran en la siguiente gráfica.
Sin embargo la investigación ha llevado a definir controladores lineales que son estables a frecuencia variable utilizando un microcontrolador estándar para la electrónica de potencia.
- Máxima extracción de potencia.
Durante el año recién pasado un grupo de alumnos del laboratorio presento la comparación de algoritmos de control para la máxima extracción de potencia, donde los ademas se proponen un nuevo algoritmo con el objetivo de disminuir el tiempo de computo.
Los tres algoritmos implementados se llamaron:
- Perturbar y Observar.
- Perturbar y Observar de paso variable.
- Conductancia incremental.
Los resultados se dividieron en dos, el tiempo de computación y la rapidez de la respuesta de los sistemas.
El algoritmo propuesto (2) resultó ser una excelente rapidez en el seguimiento de la trayectoria y el costo computacional para ser implementado en cualquier microcontrolador.