EALIZACIÓN DE UN ARGADOR DE BATERÍAS PARA LA...
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AUTOR: Álvaro Baceiredo Ramos DIRECTOR: Hugo Valderrama Blavi [email protected] DISEÑO Y REALIZACIÓN DE UN CARGADOR DE BATERÍAS PARA LA ALIMENTACIÓN DE UNA ESTACIÓN METEOROLÓGICA AUTÓNOMA Resumen. El siguiente proyecto presenta el diseño, construcción y validación de un primer prototipo experimental que permite realizar la carga de una batería que alimenta una Estación Meteorológica Autónoma, en base a los siguientes requisitos de funcionalidad: i) La conexión a la red por toma de corriente normalizada (230 y 50 ), para efectuar el proceso de carga, tendrá lugar de forma semanal y durante un periodo máximo de dos horas. Además, se garantizará el correcto funcionamiento del sistema una semana adicional. ii) Se corregirá el factor de potencia con la pretensión de obtener un valor cercano a la unidad. Para llevar a cabo la implementación de la Fuente de Alimentación que permita alimentar el sistema acorde a los criterios de diseño establecidos, se requiere de un Bloque de Transformación y Rectificación, constituido por un transformador y un puente de diodos, que adapta la señal procedente de la Red Eléctrica a un valor apto para el Cargador (materia principal del proyecto). Dicho Cargador se basa en la conexión en cascada de una etapa PFC consistente en un convertidor Boost, dotado de un comportamiento de LFR con la finalidad de permitir que el sistema visto por la red actúe como una resistencia (dando lugar a un factor de potencia cercano a la unidad); y una etapa Buck posterior, que reduce la tensión de salida al valor requerido por la Batería, además de permitir la regulación (por parte del usuario) de la corriente de carga a valores comprendidos entre los 2.5 10 (permitiendo la carga de la Batería en el tiempo exigido), así como dejar de suministrar dicha corriente una vez la batería se halla completamente cargada. Para sendas etapas, se emplea un control analógico de corriente por histéresis modelado por la técnica de control SMC. Titulación: Grado en Ingeniería Eléctrica Fecha de Presentación: Septiembre del 2016
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AUTOR: Álvaro Baceiredo Ramos
DIRECTOR: Hugo Valderrama Blavi
DISEÑO Y REALIZACIÓN DE UN CARGADOR DE
BATERÍAS PARA LA ALIMENTACIÓN DE UNA
ESTACIÓN METEOROLÓGICA AUTÓNOMA
Resumen. El siguiente proyecto presenta el diseño, construcción y validación de un primer
prototipo experimental que permite realizar la carga de una batería que alimenta una Estación
Meteorológica Autónoma, en base a los siguientes requisitos de funcionalidad:
i) La conexión a la red por toma de corriente normalizada (230 𝑉𝑟𝑚𝑠 y 50 𝐻𝑧), para
efectuar el proceso de carga, tendrá lugar de forma semanal y durante un periodo
máximo de dos horas. Además, se garantizará el correcto funcionamiento del sistema
una semana adicional.
ii) Se corregirá el factor de potencia con la pretensión de obtener un valor cercano a la
unidad.
Para llevar a cabo la implementación de la Fuente de Alimentación que permita alimentar el
sistema acorde a los criterios de diseño establecidos, se requiere de un Bloque de
Transformación y Rectificación, constituido por un transformador y un puente de diodos, que
adapta la señal procedente de la Red Eléctrica a un valor apto para el Cargador (materia
principal del proyecto). Dicho Cargador se basa en la conexión en cascada de una etapa PFC
consistente en un convertidor Boost, dotado de un comportamiento de LFR con la finalidad de
permitir que el sistema visto por la red actúe como una resistencia (dando lugar a un factor de
potencia cercano a la unidad); y una etapa Buck posterior, que reduce la tensión de salida al
valor requerido por la Batería, además de permitir la regulación (por parte del usuario) de la
corriente de carga a valores comprendidos entre los 2.5 𝐴 10 𝐴 (permitiendo la carga de la
Batería en el tiempo exigido), así como dejar de suministrar dicha corriente una vez la batería
se halla completamente cargada. Para sendas etapas, se emplea un control analógico de
corriente por histéresis modelado por la técnica de control SMC.
Titulación: Grado en Ingeniería Eléctrica
Fecha de Presentación: Septiembre del 2016
AUTOR: Álvaro Baceiredo Ramos
DIRECTOR: Hugo Valderrama Blavi
DISSENY I REALITZACIÓ D’UN CARREGADOR
DE BATERIES PER A L’ALIMENTACIÓ D’UNA
ESTACIÓ METEOROLÒGICA AUTÒNOMA
Resum. El següent projecte presenta el disseny, construcció i validació d’un primer prototip
experimental que permet realitzar la càrrega d’una bateria que alimenta una Estació
Meteorològica Autònoma, segons els següents requisits de funcionalitat:
i) La connexió a la xarxa normalitzada (230 𝑉𝑟𝑚𝑠 y 50 𝐻𝑧), per a efectuar el procés de
càrrega, tindrà lloc de forma setmanal i durant un període màxim de dues hores.
Altrament, es garantirà el correcte funcionament del sistema una setmana addicional.
ii) Es corregirà el factor de potència amb la pretensió d’obtenir un valor proper a la
unitat.
Per dur a terme la implementació de la Font d’Alimentació que permeti alimentar el sistema
d’acord als criteris de disseny establerts, es requereix un Bloc de Transformació i Rectificació,
constituït per un transformador i un pont de díodes, que adapta el senyal procedent de la Xarxa
Elèctrica a un valor apte per al Carregador (matèria principal del projecte). El Carregador es
basa en la connexió en cascada d’una etapa PFC consistent en un convertidor Boost, dotat
d’un comportament de LFR amb la finalitat de permetre que la càrrega vista per la xarxa actuï
com una resistència (assolint un factor de potència proper a la unitat); i una etapa Buck
posterior, que redueixi la tensió de sortida al valor requerit per la Bateria, a més de permetre la
regulació (per part de l’usuari) del corrent de càrrega a valors compresos entre 2.5 𝐴 10 𝐴
(assegurant la càrrega de la Bateria en el temps exigit), així com interrompre el corrent quan la
bateria es troba completament carregada. Per ambdues etapes, s’utilitza un control analògic de
corrent per histèresis modelat per la tècnica de control SMC.
Titulació: Grau d’Enginyeria Elèctrica
Data de Presentació: Setembre de 2016
AUTHOR: Álvaro Baceiredo Ramos
SUPERVISOR: Hugo Valderrama Blavi
DESIGN AND IMPLEMENTATION OF A
BATTERY CHARGER FOR POWERING AN
AUTONOMOUS WEATHER STATION
Abstract. This project presents the design, implementation and validation of a first
experimental prototype which allows charging a battery that powers an autonomous Weather
Station, based on the following criteria of functionality:
i) The connection to the electrical grid (230 𝑉𝑟𝑚𝑠 and 50 𝐻𝑧), which produces the
charging process, will take place every week and will be extended for a maximum
period of two hours. Besides, the proper functioning of the system will be ensured an
additional week.
ii) The power factor will be corrected with the aim to obtain a value close to the unit.
To carry out the implementation of the Power Supply which allows powering the system
according to the established design requirements, is needed a Block of Transformation and
Rectification, formed by a toroidal transformer and a diode bridge, which adapts the signal
from the Power Grid to a suitable value for the Charger (main subject of the project). The
Charger is based on the cascade connection of a PFC stage, consisting in a Boost converter,
behaving as a LFR in order to allow the system is seen by the electrical grid as a resistor
(reaching a power factor value close to the unit); and a further Buck stage, which reduces the
output voltage into the required Battery value and enables the load current regulation (by the
user) between 2.5 𝐴 10 𝐴 (permitting the charging of the battery in the required time), as
well as cut off this current when the battery is fully charged. Both stages use an analogic
hysteric current control modelled by the control technique SMC.
Study Program: Degree in Electrical Engineering
Defense Date: September – 2016
