Presentacion - RECTIFICADOR TRIFASICO

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1Modelado y Control de Sistemas Electrónicos de Potencia

RECTIFICADOR TRIFÁSICO

CONTROL EN EJES DQ

Modelado y Control de Sistemas Electrónicos Analógicos y de Potencia

Carlos Álvarez Ortega



RECTIFICADOR TRIFÁSICO. CONTROL EJES DQ

ESQUEMA GENERAL

Topología del rectificador trifásico en modo elevador (Boost Rectifier):

Fuente trifásica alterna e inductancia L.

Convertidor, puente de transistores.

Carga y condensador. Bus de continua.



1. EJES ABC

2. EJES DQ0


ECUACIONES

RCv

iii

dddCdt

vd

vddd

Lvvv

Liii

dtd

dc

ca

bc

ab

cabcabdc

dc

ca

bc

ab

CA

BC

AB

ca

bc

ab

1

31

31

RCv

iii

dddCdt

vd

vddd

Liii

vvv

Liii

dtd

dcq

d

qddc

dcq

d

q

d

q

d

q

d

0

0

0000

1

31

0000000

31




Suponiendo una entrada de tensiones trifásicas equilibradas, Vq=0

CIRCUITO PROMEDIADO EN COORDENADAS DQ

md VV23

0qVd

dcd RV

VI2

tandq II dc

qdd V

LIVD

3

dc

dq V

LID 3

,

,

Parámetros en el punto de equilibrio

; ; ;

Tensiones Corrientes Ciclos de trabajo




CICLOS DE TRABAJO A, B y C. LÓGICA DE OBTENCIÓN

Tensión trifásica de entrada (Va azul, Vb verde y Vc rojo). Ciclo de trabajo Da superpuesto (rojo)




SIMULACIÓN MODELO PROMEDIADO EN PSIM

Modelo esquemático en PSIM

Tensión de salida. Alcanza los 500V requeridos Factor de potencia. Unitario según el objetivo




MODELO EN PEQUEÑA SEÑAL

Modelo del rectificador en pequeña señal simplificado. Se considera tensión de entrada constante variación nula

q

d

qd

dc

dc

dc

q

d

qd

q

d

dc

q

d

dd

CI

CI

LV

LV

vii

RCCD

CD

LDLD

vii

dtd

~~

30

03

~

~~

13

0

30

~

~~

Ecuaciones del modelo en pequeña señal en representación de espacio de estados.




FUNCIONES DE TRANSFERENCIA. DIAGRAMAS DE BODE (I)

A partir de las ecuaciones anteriores se pueden obtener las funciones de transferencia necesarias para ajustar el lazo de control

Tensión continua en función del ciclo de trabajo en eje d. Con Dd se controla Vdc

Diagrama de Bode:

LsRDLRCRDLsLRCsDVRLRIsDRVsLRI

dv

dq

qdcdddcd

d

dc222223

22

333333

~~




FUNCIONES DE TRANSFERENCIA. DIAGRAMAS DE BODE (II)

Corriente de alimentación (AC) en función del ciclo de trabajo en eje q. Con Dq se

controla el factor de potencia (cosφ proporcional a iq)

LsLCRRDRDLsLCRs

DRILDRVsVDRIsCRV

di

qd

dqddc

dcqqdc

q

q222223

22

33333~

~

Diagrama de Bode:




CONTROL EN LAZO CERRADO. CONTROL DE TENSIÓN

Función de transferencia, todo menos el regulador

Del diagrama de Bode se obtiene:

LsRDLRCRDLsLRCsDVRLRIsDRVsLRI

TMRdq

qdcdddcd222223

22

333333

fc = 10kHzMF = π/3 radR11 = 10kΩ∟TMR(fc) = -2.57 rad|TMR(fc)| = -12dB

Cálculo del regulador

Valores

C1 = 5.22nF ; C2 = 4.67nF ; C3 = 0.40nF R1 = 856Ω ; R2 = 12.14k Ω




LAZO CERRADO CON REGULADOR PI (PROVISIONAL)

Regulador PI en tiempo discreto

Parte de potencia simulada en PSIM

Parte de controlsimulada en SIMULINK




LAZO CERRADO CON REGULADOR PI (PROVISIONAL)

Resultado de la simulación.Tensión de referencia (morado), tensión de salida DC (amarillo)




BIBLIOGRAFÍA

Hiti, S.; Borojevic, D.; Ambatipudi, R.; Zhang, R.; Yimin Jiang, "Average current control of three-phase PWM boost rectifier," Power Electronics Specialists Conference, 1995. PESC '95 Record., 26th Annual IEEE, vol.1, no., pp.131-137 vol.1, 18-22 Jun 1995.

Apuntes asignatura Modelado de sistemas electrónicos de potencia. Andrés Barrado, Antonio Lázaro. 2007.

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