Diseño y análisis de un corrector de armónicos utilizando un controlador digital y un convertidor buck a través de la técnica del factor K

Abstract

La nalidad de este trabajo de grado es el diseño de un Corrector Activo de Armónicos, el cual logre disminuir la distorsión armónica de corriente generada por las cargas no lineales en el sistema eléctrico. En la actualidad la mayoría de equipos electrónicos de uso más frecuente usan elementos no lineales para su funcionamiento, tales como convertidores de potencia DC-DC. Para el desarrollo de este proyecto se empieza por realizar un estudio del estado del arte de los correctores activos de armónicos, se seleccionan las estrategias que se consideran más viables y óptimas para el diseño de un prototipo. Luego se ahonda en la base teórica necesaria para comprender el funcionamiento general del corrector, encontrando detalladamente los criterios de diseño. Se dimensionan todos y cada uno de los dispositivos que conforman al sistema, de la mano con la lógica de funcionamiento estudiada. Se realiza el modelamiento por espacio de estados de un convertidor DC-DC, efectuando su análisis temporal y se comparan las prestaciones que generan dos diferentes metodologias de control. A continuación se simula el sistema diseñado y se muestra su validez, mostrando para diferentes casos la disminución drástica del contenido de armónicos inyectados, comparando el efecto que genera una carga no lineal en contraparte. Los límites a alcanzar en la distorsión armónica de la corriente de línea fueron tomados de acuerdo con el estándard IEEE 519-1992 Recommended Practices and requeriments for Harmonic Control , teniendo en cuenta la potencia nominal del prototipo. Por último se realizan los primeros pasos para la implementación del corrector, obteniendo resultados satisfactorios respecto a una de sus etapas, en donde se demuestra la con abilidad del modelo utilizado e indicando las diferentes respuestas transitorias y estables obtenidas con dos controladores diferentes. Finalmente se realiza el análisis de los resultados obtenidos en la simulación y se presentan las conclusiones a las que se llegó al terminar este trabajo.