Diseño y control de un convertidor cc/cc buck cuadrático
Actualmente, el mundo se encuentra en constante cambio y este cambio conlleva a pensar en un mundo mejor y sostenible, y para ser esto sea posible, se debe considerar la necesidad de brindar soluciones ambientales y ecológicas de forma inmediata, haciendo uso de las fuentes de energías renovables co...
- Autores:
-
Ballesteros Arévalo, Nicolás
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2022
- Institución:
- Universidad Santo Tomás
- Repositorio:
- Repositorio Institucional USTA
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Actualmente, el mundo se encuentra en constante cambio y este cambio conlleva a pensar en un mundo mejor y sostenible, y para ser esto sea posible, se debe considerar la necesidad de brindar soluciones ambientales y ecológicas de forma inmediata, haciendo uso de las fuentes de energías renovables con sistemas eficientes y confiables, y de esta manera reducir el uso de las energías no renovables, siendo estás, muy contaminantes para el planeta. Este proyecto de grado toma los valores de buses de alimentación que oscilan entre los 380 V y 400 V, siendo simuladas por una fuente de voltaje que comparte características similares y convertirlos en un voltaje de salida de 48 V, para esto se realizará un convertidor reductor ’buck’ cuadrático en corriente continua ’CC/CC’, que brinda 200 W de potencia, haciendo uso de un sistema de control PI de tipo 3, que permite mantener la estabilidad de salida en cambios de resistividad. Se tienen en cuenta que existen muchos sistemas en el mercado con características similares, estos brindan un sistema de control tradicional que no garantiza buenos comportamientos alrededor de un punto de operación, teniendo una velocidad de respuesta más lenta y sus formas de onda con bastante alteración, siendo este susceptible a cambios de parámetros. El alcance del proyecto es brindar un prototipo para la carga de vehículos eléctricos, siendo estas implementadas en estaciones de carga en potencias alrededores de 10 kW y 20 kW, además de ello, brindar un aporte a la solución de sistemas de microrredes en viviendas y/o empresas, para lograr una sustentación autónoma de las mismas. |
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S. Casanova Trujillo. «Análisis de la Dinámica de un Convertidor Boost Controlado con ZAD». Tesis doct. Universidad Nacional de Colombia, Manizales, Facultad de Ingeniería y Arquitectura, 2011. Roberto F. Coelho, Telles B. Lazzarin y Denizar C. Martins. «Modelling and control of the single-phase dc-ac PWM converter for grid-connected applications including a loop for average primary current controlling». En: XI Brazilian Power Electronics Conference. 2011, págs. 334-340. DOI: 10.1109/COBEP.2011.6085259. El País. Latinoamérica enfrenta el futuro con energía. https://elpais.com/elpais/ 2018/03/26/planeta_futuro/1522091294_888461.html. abril de 2018 La República. La demanda de energía en Colombia creció 3,3% en 2018, según XM. https://www.larepublica.co/economia/la-demanda-de-energia-en-colombia-crecio-33-en-2018-segun-xm-2818093. enero de 2019. XM. Demanda de energía en 2021 marca máximos históricos. https://www.xm.com.co/noticias/4590-demanda-de-energia-en-2021-marca-maximos-historicos. enero de 2022. Exxon Mobil Corporation R©. The Outlook for Energy: A View to 2040. https://www.connaissancedesenergies.org/sites/default/files/pdf-actualites/2016_outlook_for_energy_exxonmobil.pdf. 2016. Bimal K. Bose. «Global Energy Scenario and Impact of Power Electronics in 21st Cen- tury». En: IEEE Transactions on Industrial Electronics 60.7 (2013), págs. 2638-2651. DOI: 10.1109/TIE.2012.2203771. SUNMASTER Solar Light Manufecter. https://www.solarlightsmanufacturer.com/why-24v-led-systems/. 2019. Vidal Idiarte Enric. «Aportación de la lógica borrosa y del control H a la regulación de sistemas conmutados continua – continúa». Tesis doct. Universidad Politécnica de Cata- luña, España, 2001. I. Arteaga Orozco. «Control no línea de convertidores conmutados CC/CC: Análisis de prestaciones y verificación experimental». Tesis doct. Universidad Politécnica de Catalu- ña, España, 2006. J. M. García Ibarra. «Modelado de un convertidor cuadrático elevador considerando el efecto del ESR de los capacitores». Tesis de maestría. Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, 2008. Hirofumi Matsuo y Koosuke Harada. «The Cascade Connection of Switching Regula- tors». En: IEEE Transactions on Industry Applications IA-12.2 (1976), págs. 192-198. DOI: 10.1109/TIA.1976.349401. Ma.Guadalupe Ortiz López. «Control de convertidores en casacada con un solo interrum- ptor activo». Tesis doct. Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, 2007. I.A. Reyes-Portillo y col. «Modeling of a Quadratic Buck Converter Based on the R2P2 Concept for PV Applications». En: 2020 IEEE International Autumn Meeting on Power, Elec- tronics and Computing (ROPEC). Vol. 4. 2020, págs. 1-6. DOI: 10. 1109/ ROPEC50909. 2020.9258753. Mummadi Veerachary. «Two-Switch Semiquadratic Buck Converter». En: IEEE Transac-tions on Industrial Electronics 64.2 (2017), págs. 1185-1194. DOI: 10. 1109/ TIE.2016. 2611571. D. Maksimovic y S. Cuk. «Switching converters with wide DC conversion range». En: IEEE Transactions on Power Electronics 6.1 (1991), págs. 151-157. DOI: 10.1109 / 63. 65013. Agasthya Ayachit y Marian K. Kazimierczuk. «Steady-state analysis of PWM quadratic buck converter in CCM». En: 2013 IEEE 56th International Midwest Symposium on Circuits and Systems (MWSCAS). 2013, págs. 49-52. DOI: 10.1109/MWSCAS.2013.6674582. Franciéli L. de Sá y col. «Double Quadratic Buck Converter». En: 2013 Brazilian Power Electronics Conference. 2013, págs. 36-43. DOI: 10.1109/COBEP.2013.6785092 P V Anushka, Neena Mani y Kavitha Issac. «Switched-inductor semi-quadratic buck con-verter». En: 2017 International Conference on Technological Advancements in Power and Energy (TAP Energy). 2017, págs. 1-6. DOI: 10.1109/TAPENERGY.2017.8397367. D. Sivaraj y M. Arounassalame. «High gain quadratic boost switched capacitor converter for photovoltaic applications». En: 2017 IEEE International Conference on Power, Control, Signals and Instrumentation Engineering (ICPCSI). 2017, págs. 1234-1239. DOI: 10.1109/ ICPCSI.2017.8391907. Kumar Pandey y col. «Control of Quadratic Buck Converter Using Non-Linear Contro- ller». En: 2020 IEEE 17th India Council International Conference (INDICON). 2020, págs. 1-6. DOI: 10.1109/INDICON49873.2020.9342109 E. E. Carbajal-Gutierrez, J. A. Morales-Saldana y J. Leyva-Ramos. «Modeling of a single- switch quadratic buck converter». En: IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems 41.4 (2005), págs. 1450-1456. DOI: 10.1109/TAES.2005.1561895 Ketsuda Karaket y Chanin Bunlaksananusorn. «Modeling of a quadratic buck converter». En: The 8th Electrical Engineering/ Electronics, Computer, Telecommunications and Information Technology (ECTI) Association of Thailand - Conference 2011. 2011, págs. 764-767. DOI: 10. 1109/ECTICON.2011.5947952. |
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Repositorio Institucional.http://hdl.handle.net/11634/46474reponame:Repositorio Institucional Universidad Santo Tomásinstname:Universidad Santo Tomásrepourl:https://repository.usta.edu.coActualmente, el mundo se encuentra en constante cambio y este cambio conlleva a pensar en un mundo mejor y sostenible, y para ser esto sea posible, se debe considerar la necesidad de brindar soluciones ambientales y ecológicas de forma inmediata, haciendo uso de las fuentes de energías renovables con sistemas eficientes y confiables, y de esta manera reducir el uso de las energías no renovables, siendo estás, muy contaminantes para el planeta. Este proyecto de grado toma los valores de buses de alimentación que oscilan entre los 380 V y 400 V, siendo simuladas por una fuente de voltaje que comparte características similares y convertirlos en un voltaje de salida de 48 V, para esto se realizará un convertidor reductor ’buck’ cuadrático en corriente continua ’CC/CC’, que brinda 200 W de potencia, haciendo uso de un sistema de control PI de tipo 3, que permite mantener la estabilidad de salida en cambios de resistividad. Se tienen en cuenta que existen muchos sistemas en el mercado con características similares, estos brindan un sistema de control tradicional que no garantiza buenos comportamientos alrededor de un punto de operación, teniendo una velocidad de respuesta más lenta y sus formas de onda con bastante alteración, siendo este susceptible a cambios de parámetros. El alcance del proyecto es brindar un prototipo para la carga de vehículos eléctricos, siendo estas implementadas en estaciones de carga en potencias alrededores de 10 kW y 20 kW, además de ello, brindar un aporte a la solución de sistemas de microrredes en viviendas y/o empresas, para lograr una sustentación autónoma de las mismas.Currently, the world is changing constantly and this imply to think about solutions to contribute to a better world, in order to do so, the need must be dealt to bring eviromental & green solutions inmediately deploying renewable power supplies with efficient and reliable systems decreasing the uso of non renewable power supplies which are enviromental pollutants. This graduation project takes the values of the power buses supplies around 380 and 400 volts, being simulated by a similar power source changing them into 48 volts output. For this purpose a quadratic buck down converter DC which delivers 200w power will be implemented, using a PI type 3 control system allowing to maintain the stability during resistivity changes. Considerinh that there are already some systems on the market with some similarities, those provide a mainstream control system which do not furnish good behaviour around the operating point, having slower responses within the wave forms with significant disruption, being susceptible to parameter changes. The scope for this project is to deliver a prototype to charge electric vehicles the latter being implemented on charge stations around 10kw and 20kw. Besides yield a solution to the micro networks on dwellings or bussineses to achieve an autonomous sustainability of themselfs.Ingeniero ElectronicoPregradoapplication/pdfspaUniversidad Santo TomásPregrado Ingeniería ElectrónicaFacultad de Ingeniería ElectrónicaAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Diseño y control de un convertidor cc/cc buck cuadráticoConverterQuadratic buckRenewable energiesPI type 3Control systemElectrónica de potenciaFuentes de energía renovableIngenieria ElectrónicaConvertidorBuck cuadráticoEnergías renovablesPi tipo 3Control de sistemaTrabajo de gradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisCRAI-USTA BogotáS. Casanova Trujillo. «Análisis de la Dinámica de un Convertidor Boost Controlado con ZAD». Tesis doct. Universidad Nacional de Colombia, Manizales, Facultad de Ingeniería y Arquitectura, 2011.Roberto F. Coelho, Telles B. Lazzarin y Denizar C. Martins. «Modelling and control of the single-phase dc-ac PWM converter for grid-connected applications including a loop for average primary current controlling». En: XI Brazilian Power Electronics Conference. 2011, págs. 334-340. DOI: 10.1109/COBEP.2011.6085259.El País. Latinoamérica enfrenta el futuro con energía. https://elpais.com/elpais/ 2018/03/26/planeta_futuro/1522091294_888461.html. abril de 2018La República. La demanda de energía en Colombia creció 3,3% en 2018, según XM. https://www.larepublica.co/economia/la-demanda-de-energia-en-colombia-crecio-33-en-2018-segun-xm-2818093. enero de 2019.XM. Demanda de energía en 2021 marca máximos históricos. https://www.xm.com.co/noticias/4590-demanda-de-energia-en-2021-marca-maximos-historicos. enero de 2022.Exxon Mobil Corporation R©. 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