Simulación del funcionamiento [de] un bloque constructivo de electrónica de potencia con funcionalidad bidireccional de conversión DC/AC y AC/DC trifásico y su aplicabilidad a sistema de distribución modernos

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(1)PROYECTO FIN DE CARRERA Presentado a. LA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA. Para obtener el título de. INGENIERO ELÉCTRICO Por. Javier Said Olivo Elias _______________________________________________________________________________________. Simulación del funcionamiento un bloque constructivo de electrónica de potencia con funcionalidad bidireccional de conversión DC/AC y AC/DC trifásico y su aplicabilidad a sistemas de distribución modernos. __________________________________________________________________________________. Sustentado el 11 de diciembre de 2012 frente al jurado:. Composición del jurado -. Asesor:. Gustavo A. Ramos , Profesor Asociado, Universidad de Los Andes.

(2) Escriba el título del documento 2 Contenido 1 2. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 4 OBJETIVOS ....................................................................................................................... 4 2.1 Objetivo General ...................................................................................................... 4 2.2 Objetivos Específicos ............................................................................................... 4 2.3 Alcance y productos finales ..................................................................................... 4 3 DESCRIPCIÓN DE LA PROBLEMÁTICA Y JUSTIFICACIÓN DEL TRABAJO ........................... 4 4 MARCO TEÓRICO, CONCEPTUAL E HISTÓRICO ............................................................... 5 4.1 Marco Teórico .......................................................................................................... 5 5 DEFINICION Y ESPECIFICACION DEL TRABAJO ................................................................ 5 5.1 Definición ................................................................................................................. 8 5.2 Especificaciones ....................................................................................................... 8 6 METODOLOGÍA DEL TRABAJO ......................................................................................... 8 6.1 Plan de trabajo ......................................................................................................... 8 6.2 Búsqueda de información ........................................................................................ 8 6.3 Alternativas de desarrollo ........................................................................................ 9 7 TRABAJO REALIZADO ..................................................................................................... 10 8 VALIDACIÓN DEL TRABAJO ............................................................................................ 18 8.1 Metodología de prueba ......................................................................................... 18 8.2 Validación de los resultados del trabajo ................................................................ 18 8.3 Evaluación del plan de trabajo............................................................................... 20 9 DISCUSIÓN ..................................................................................................................... 20 10 CONCLUSIONES.......................................................................................................... 21 11 REFERENCIAS ............................................................................................................. 22.

(3) Escriba el título del documento 3. Figura de imágenes. Figura 4.1 Distintos esquemas de conexión de celdas PEBB, a)serie/paralelo b) paralelo/serie c) Paralelo/cascada…………………………………………………………………….7 Figura 4.2 Apariencia física de un sistema PEBB ................................................................... 7 Figura4.3. Esquema general de un sistema de distribución zonal DC…………………………………8 Figura 4.4. Ejemplo de un sistema de distribución Zonal DC, abordo……………………………….. 9 Figura 7.1 Identificación de célula base en Distintos tipos de conversores………………………12 Figura 7.2 Topologías básicas simuladas en multisim………………………………………………………12 Figura 7.3. Resultados de las simulaciones para a) inversión medio puente, b) rectificación puente completo, c) inversión puente completo……………………………………..……...13 Figura 7.4 Características principales del IRFP 250 tomadas del datasheet (Izquierda), y las características que muestra el modelo de Multisim (Derecha)………………….…….14 Figura7.5. Esquemático utilizado para realizar la simulación de rectificación trifásica.…….14 Figura 7.6 Resultados simulación rectificación trifásica…………………………….…………………….15 Figura 7.7 Esquemático para simulación de inversión trifásica………………………………………..15 Figura7.8 Resultados inversión trifásica. Voltaje ab, en rojo y voltaje bc en verde. ........... 15 Figura 7.9 Salidas de voltaje con carga de 200KW y 20KW………………………….…………….……..16 Figura7.10 Salidas de voltaje con carga de 200KW y 20KW utilizando 3 PEBB para la carga de 200KW………………………………………………………………………………………………………..16 Figura 7.11 Esquemático del sistema completo de distribución zonal…………………………….17 Figura7.12. Diagrama de bloques del control para bloques trifásicos en LabView, y su enlace con Multisim……………………………….……………………………………………………..17 Figura 8.1 Resultados sistema completo miltisim…………………………………………………………….18 Figura 8.2. Interfaz del usuario en LabView con visualización de todas las señales de voltaje relevantes…………………………………………………………………………………………….19.

(4) Escriba el título del documento 4 1. INTRODUCCIÓN. Se está desarrollando una nueva tecnología en el área de la electrónica de potencia con la participación de importantes investigadores en el mundo, la cual consiste en la implementación de un nuevo método de diseño basado en los que se denominan bloques constructivos de electrónica de potencia, que permitan versatilidad y eficiencia cuando sea necesario utilizar elementos como conversores AC/DC, DC/DC o DC/AC. El concepto clave de esta nueva tendencia es la modularidad, ya que si bien, las estructuras en las que se organizan los elementos no difieren de las topologías clásicas de la electrónica de potencia, y los sistemas de control también tienen la misma base teórica que los sistemas de control tradicionales, la versatilidad y los costos de los PEBB mejoran en comparación a los sistemas utilizados en la actualidad, ya que esta modularidad les permite un nivel de adaptación a situaciones donde existan distintos tipos de requerimientos tanto técnicos como económicos. Esto se debe a que al ser módulos pequeños que al irse integrando componen sistemas más complejos se puede fabricar al por mayor este módulo base, lo que reduce los costos en comparación a la fabricación de diseños específicos para diferentes requerimientos. Las células se pueden agrupar para cumplir distintos requerimientos de potencia, para cumplir requerimientos de funcionamiento monofásico o trifásico, o para cumplir con funciones de conversión AC/DC o DC/AC según sea la necesidad. Incluso se espera en conjunto con otras investigaciones lograr funciones de conversión multinivel utilizando los módulos del PEBB. El propósito de este proyecto de grado es realizar una simulación que muestre una posible aplicación que pueda tener el PEBB en los diferentes campos que existen hoy en día en cuanto a conversión de energía, de tal manera que se pueda identificar al menos un posible mercado para este producto una vez su implementación física sea una realidad, y también dejar las bases para que en un futuro, sea posible realizar este tipo de estudios a partir de células físicas implementadas en la universidad. Este proyecto es particularmente atractivo ya que el concepto de PEBB es nuevo en Colombia y la universidad seria pionera en la investigación de este campo, que tiene mucho potencial en la industria. Este proyecto se realiza en paralelo con el proyecto de grado de electrónica que consiste en la implementación física de una sola célula PEBB, y comparten el mismo cuerpo y base de diseño.. 2. OBJETIVOS 2.1 Objetivo General.

(5) Escriba el título del documento 5 Realizar el diseño de un bloque constructivo de electrónica de potencia con funcionalidad de conversor AC/DC y DC/AC trifásico y simular su funcionamiento en una aplicación de sistemas de potencia. El objetivo planteado en la propuesta fue realizar la simulación del PEBB en conjunto con un software de simulación de sistemas de distribución como Open DSS, pero para el momento de la entrega del avance se conoció que esto no era posible, razón por la cual se modificó el objetivo y se dejó planteado el que aquí se presenta.. 2.2 Objetivos Específicos -Realizar una amplia revisión del estado del arte de los PEBB y de herramientas de simulación de sistemas de distribución. -Realizar un diseño eficiente que pueda ser simulado con herramientas virtuales. -Investigar que aplicaciones tienen los bloques constructivos en la industria Colombiana, y simular su desempeño trabajando en conjunto con otros elementos propios de los sistemas de distribución colombianos. -Documentar apropiadamente el proceso de manera que sea reproducible para investigaciones futuras en el tema.. 2.3 Alcance y productos finales El objetivo final de este proyecto de grado es entregar una simulación donde se muestre una aplicación de los PEBB a un caso real. Esta aplicación debe ser de carácter trifásico y debe evidenciarse que el PEBB es capaz de cumplir con funcionalidad tanto de rectificador como de inversor. Este proyecto sirve de horizonte para el proyecto de grado de electrónica que se desarrolla en simultaneo con este.. 3. DESCRIPCIÓN DE LA PROBLEMÁTICA Y JUSTIFICACIÓN DEL TRABAJO El principal criterio para corroborar que la idea en la cual se basa el proyecto es válida, consiste en comprobar que el sistema construido a partir de células PEBB cumple por lo menos con las funcionalidades básicas que cumple cualquier otro sistema que no involucre PEBB. Si se logra comprobar se abre un camino interesante hacia una universalización de la electrónica de potencia, con los beneficios expuestos anteriormente que esto traería..

(6) Escriba el título del documento 6 4. MARCO TEÓRICO, CONCEPTUAL E HISTÓRICO 4.1 Marco Teórico. PEBB (Power Electronics Building Block): Los PEBB (PowerElectronicsBuilding Blocks) son un nuevo concepto que busca integrar distintos elementos de la electrónica de potencia en un solo sistema con el fin ahorrar tiempo, perdidas, espacio y conseguir mucha más versatilidad en un dispositivo que sea capaz de funcionar de acuerdo a unas necesidades específicas, o adaptarse si estas llegaran a cambiar. Los elementos típicos dentro del sistema suelen ser: Rectificador, Conversor DC/AC, Conversor DC/DC. El funcionamiento del sistema requiere conocimientos en las áreas de control y electrónica de potencia. Joseph C. Piff, define en un artículo publicado en el portal de negocios “Best Bussiness practices” de E.E U.U, a los PEBB como un procesador universal de potencia que transforma cualquier entrada de potencia eléctrica en una salida de cualquier forma deseada de voltaje, corriente o frecuencia. [3] El concepto de PEBB ya está siendo implementado por los grandes fabricantes de elementos de potencia, ABB por ejemplo, ilustra en su página web las cualidades de los PEBB y que funcionalidad ofrecen estos. Este tipo de sistemas tiene un uso potencial en la industria debido a que los tipos de conversores que integra son muy utilizados para el control de motores AC, Motores DC, Reguladores de voltaje para equipos electrónicos, o para acoplar determinadas fuentes de energía a la red. Como lo establece ABB en su página, con estos bloques, el trabajo de ingeniería y desarrollo se reduce al mínimo, recortando así los costos. [2] Los conceptos claves detrás de PEBB son estandarización y modularizacion. Esto permite enfocar las labores de diseño e implementación en un solo elemento básico que puede ser replicado y conectado de diversas formas según requiera la aplicación. Ahora, aunque la idea es llegar a la universalización de una única celda base, cada investigador y productor es libre de definir cuál va a ser para el bloque básico que compondrá sus sistemas de electrónica de potencia.. En el ámbito internacional se ha trabajado bastante en este tema, y hay varios trabajos e investigaciones que servirán de soporte para el desarrollo de esta tesis. A continuación se citan algunos de los títulos y autores de trabajos que pueden servir de guía y soporte: -A Direct Isolated Bi-directional Converter as a Power Electronic Building Block (PEBB)Todd Begalke.

(7) Escriba el título del documento 7 -PEBB - Power electronics building blocks from concept to reality- Terry Ericsen -PEBB Concept and the IEEE Power Electronics Standards - Yuri Khersonsky -Modeling and control of PEBB based boost rectifier system- Jenica Ileana Corcau. A continuación se muestra un ejemplo que ilustra las capacidades de conexión de un PEBB, tomado del paper de Todd Begalke.. Figura 4.1 . Distintos esquemas de conexión de celdas PEBB, a)serie/paralelo b) paralelo/serie c) Paralelo/cascada. [6]. Este proyecto, en conjunto con el proyecto de grado de electrónica, busca un sistema como el que propone Ericsen en su paper donde explica los conceptos del PEBB y como este ha sido acogido en la industria. El esquema tentativo se muestra a continuación.. Figura 4.2 Apariencia física de un sistema PEBB. Una tarjeta principal de control, encargada de manejar la conmutación de varias celdas individuales que pueden conectarse en la configuración y cantidad requeridos por el usuario. [5].

(8) Escriba el título del documento 8 Por razones de recursos y conocimientos, este proyecto aspira a un grado de complejidad en las celdas mucho menor al mostrado anteriormente, pero que igual pueda cumplir con un cierto nivel de funcionalidad. Localmente no ha habido ninguna investigación en el tema en particular, pero si ha habido investigación en temas como rectificadores e inversores de potencia, que son elementos cuya funcionalidad busca incorporase a los PEBB, por eso será necesario revisar los métodos utilizados en proyectos anteriores de este tipo y buscar una forma de acoplarlos de manera que se pueda cumplir con ambas funciones. También sirven de base para analizar los posibles inconvenientes que se pueden presentar a la hora de la implementación, como problemas con la adquisición de elementos, o que configuraciones de seguridad fueron exitosas en los montajes y cuáles no.. DC Zonal DistributionSystem: Consiste en una nueva propuesta en cuanto a sistemas de distribución, que utiliza voltaje DC. Usualmente el HVDC se utiliza en configuraciones Back to Back, o multiterminal, pero esta nueva idea propone un sistema de transmisión DC para cargas relativamente concentradas, como parques industriales o cargas a bordo de barcos.. La nueva arquitectura propuesta es la siguiente:. Figura 4.3. Esquema general de un sistema de distribución zonal DC. [10]. Una investigación realizada en la universidad de Zhejiang en China, estudia la aplicación de este tipo de sistemas de distribución específicamente en barcos, e ilustran algunas de las ventajas que tiene este sistema contra distribución DC: -Incrementar la densidad de potencia.

(9) Escriba el título del documento 9 -Simplificación y modularización del sistema. -Mejorar la vitalidad de los elementos abordo -cumplir con las demandas de futuras armas de alta energía. También se muestra un ejemplo de cómo es un sistema de distribución zonal a bordo de un barco y los componentes típicos que este puede incluir. Aquí se puede apreciar que los PEBB tienen un potencial muy grande en este tipo de sistemas, debido a la gran cantidad de conversores que este usa en su funcionamiento. Teniendo en cuenta también, que cuando Terry Ericsenconsibio la idea de PEBB el primer ejemplo de aplicación que describió fue el de aplicaciones para la Naval Estado Unidense. A continuación se muestra el ejemplo de sistema de distribución zonal DC que plantea el paper de la universidad de Zhejiang.. Figura 4.4. Ejemplo de un sistema de distribución Zonal DC, abordo. [9]. 5. DEFINICION Y ESPECIFICACION DEL TRABAJO 5.1 Definición El trabajo consiste en realizar una simulación de un sistema de distribución zonal DC, utilizando el concepto de PEBB y evaluar el desempeño de las células en este sistema, para dar una validación al menos virtual de que el concepto de PEBB es aplicable a.

(10) Escriba el título del documento 10 sistemas eléctricos reales. La célula PEBB que se empleara para la simulación es la misma diseñada para el proyecto de grado de ingeniería electrónica.. 6. METODOLOGÍA DEL TRABAJO A continuación se procede a describir el proceso seguido para la realización del proyecto en el orden cronológico en que se realizó cada actividad.. 6.1 Plan de trabajo El plan de trabajo se basó en el cronograma entregado en la propuesta y en las modificaciones realizadas al objetivo del proyecto en el informe de avance. Revisión estado del Arte: Se realizó una amplia consulta en las bases de datos de la universidad en búsqueda de trabajos relevantes al proyecto en el campo de los PEBB, aquí se encontró una secuencia cronológica en las ideas del PEBB, desde sus antecedentes, la primera vez que se mencionó este concepto y los trabajos que se han desarrollado hasta al momento a partir de esta idea madre. Con base en la información aquí encontrada se sientan las bases para realizar el diseño con base en los objetivos planteados. Diseño:Esta etapa es común para ambos proyectos de grado, ya que en esta etapa se realizó el diseño de la célula con la cual se iba a trabajar tanto en simulación como en implementación, con base en la revisión del estado del arte realizada previamente. Para esta etapa se contó con el apoyo del estudiante de Maestría Juan Camilo Delgado. Simulación en Multisim: En esta etapa se realizaron las primeras simulaciones del funcionamiento de las células, primero individualmente y luego en conjunto, también se implementó el sistema de distribución zonal DC en Multisim. Cosimulacion Multisim-LabView: Esta fue la última etapa y consistió en lograr integrar el control implementado en LabView con el esquemático montado en Multisim y poder visualizar los resultados desde LabView. Documentación:Esta fue una etapa realizada en paralelo a todo el proyecto y consistió básicamente en ir almacenando los resultados obtenidos para al final del proyecto realizar el documento final.. 6.2 Búsqueda de información Como se mencionó anteriormente, la principal fuente de información para la consulta de estado del arte y proyectos donde se enfrentaran a problemas similares fue la base de datos IEEE Xplore. También fueron vitales los conocimientos adquiridos en la.

(11) Escriba el título del documento 11 materia de electrónica de potencia. También fue necesario un entrenamiento en el manejo de Multisim y su capacidad de co-simulacion con LabView.. 6.3 Alternativas de desarrollo En el momento del diseño, la estructura de la célula fue realizada con facilidad, ya que es un elemento en común de todos los conversores de energía fácilmente identificable. Los puntos donde había mayor cantidad de opciones eran la arquitectura de control y los elementos que debían constituir la celda de potencia. Para el sistema de control había una gran cantidad de posibilidades, entre las cuales estaban SPWM, SV-PWM, Lazo abierto, lazo cerrado, cada una ofreciendo distintas características en términos de complejidad, distorsión y controlabilidad. Finalmente se decidió implementar SPWM en lazo abierto, debido a que se trataba del primer prototipo a construir y la idea era mantenerlo lo más simple posible e irlo complicando poco a poco con futuras investigaciones. Para la elección de los componentes se tenía una inmensa variedad de donde escoger, y los criterios para esta selección fueron la capacidad de adquirirlo fácilmente, es decir que no fuera necesario realizar importaciones y esperas muy largas, que tuviera unas características eléctricas medianamente buenas, y entre los que cumplieran con esto, escoger el de menor costo posible. Se tuvieron en cuenta aspectos como la accesibilidad y costos debido a que la idea era que la simulación se realizara con los mismos componentes que se utilizarían para la implementación física de las celdas PEBB.. 7. TRABAJO REALIZADO El trabajo comenzó con la revisión del estado del arte, de donde salió el cuerpo del diseño, tanto del control como de la etapa de potencia de la célula. Para la definición del esquema de potencia se realizó una revisión de los distintos tipos de conversores que existen actualmente y se encontró un elemento básico en común..

(12) Escriba el título del documento 12. Figura 7.1 Identificación de célula base en Distintos tipos de conversores. [11]. Este elemento básico fue el que constituyo la celda de potencia de la célula PEBB, y una vez definida la topología se procedió a realizar modelos computacionales que corroboraran el funcionamiento que se espera de la célula para cada configuración. El software escogido para esta labor fue Multisim, debido a las características que se enuncian a continuación:. -Simulaciones más rápidas en comparación a SimuLink - Librerías más completas -Capacidad de co-simulación con LabView, lo que permite desarrollar el control y probarlo junto con el diseño.. En multisim se realizaron las simulaciones del funcionamiento básico de las topologías que se muestran a continuación utilizando los bloques de control SPWM que provee el programa.. Figura 7.2 Topologías básicas simuladas en multisim.

(13) Escriba el título del documento 13 Obteniendo los siguientes resultados: a). b). c). Figura 7.3. Resultados de las simulaciones para a) inversión medio puente, b) rectificación puente completo, c) inversión puente completo..

(14) Escriba el título del documento 14 Dado que la idea es realizar las simulaciones siendo lo más fieles al modelo que es implementado físicamente, se involucro el modelo del mismo transistor de las celdas físicas, el irfp250, cuyas características se muestran a continuación.. Figura 7.4 Características principales del IRFP 250 tomadas del datasheet (Izquierda), y las características que muestra el modelo de Multisim (Derecha). [2]. Una vez comprobados estos funcionamientos básicos se procede a realizar la simulación del funcionamiento trifásico de las células, tanto en rectificación como en inversión, ya que estos núcleos se volverán la esencia de la estructura del sistema que se desea simular.. Figura7.5. Esquemático utilizado para realizar la simulación de rectificación trifásica..

(15) Escriba el título del documento 15. Figura 7.6 Resultados simulación rectificación trifásica.. Figura 7.7 Esquemático para simulación de inversión trifásica.. Figura7.8 Resultados inversión trifásica. Voltaje ab, en rojo y voltaje bc en verde..

(16) Escriba el título del documento 16 Una prueba importante, que ilustra el concepto de modularidad del PEBB, es la prueba de potencia. En esta prueba se ensaya la capacidad de transmitir potencia de las celular PEBB. La prueba se realizo para la modalidad de rectificador. Y se colocaron dos cargas distintas. Una de 20KW, y otra de 200Kw, y se observaron las salidas de voltaje para cada caso. Como se muestra a continuación, cuando se le pide mucha potencia a las ramas de PEBB el voltaje empieza a caer.. Figura 7.9 Salidas de voltaje con carga de 200KW(Rojo) y 20KW(Verde).. Para probar que integrando varios módulos se mejora la funcionalidad, se realizo la misma simulación, pero esta vez conectando 3 Rectificadores PEBB en paralelo entre la fuente y la carga de 200KW. Esto logro mejorar considerablemente el nivel de la señal de voltaje sobre la carga, como se muestra a continuación.. Figura 7.10 Salidas de voltaje con carga de 200KW(Rojo) y 20KW(Verde) utilizando 3 PEBB para la carga de 200KW..

(17) Escriba el título del documento 17 Una vez comprobado el bloque esencial que compone el sistema se procede a realizar el esquema del sistema de distribución zonal DC en multisim, cuyo esquemático se muestra a continuación.. Figura 7.11Esquemáticodel sistema completo de distribución zonal.. Las primeras pruebas de este sistema se realizaron con el control SPWM que ofrece el programa, una vez comprobado su funcionamiento se procede a realizar el control en LabView, para controlar los bloques de conversión trifásica. El control de LabView enlazado con multisim se muestra a continuación.. Figura7.12. Diagrama de bloques del control para bloques trifásicos en LabView, y su enlace con Multisim..

(18) Escriba el título del documento 18 8. VALIDACIÓN DEL TRABAJO 8.1 Metodología de prueba. Para las realizar las pruebas simplemente se colocaron medidores en los nodos en los que se deseaba ver el voltaje. Para poder validar los resultados, los voltajes que se observaron fueron en el bus DC, y la señal AC en las cargas, también se examinaron los disparos.. 8.2 Validación de los resultados del trabajo Primero se realizó la prueba del sistema en multisim, utilizando el control del programa. Se midieron las señales de voltaje en los nodos indicados anteriormente y se obtuvieron los siguientes resultados.. a) Señal AC filtrada que llega a la carga fases A y B . 50V/Div en x y 10ms/Div. En y. b). Señal DC en el bus de distribución. 50V/Div..

(19) Escriba el título del documento 19. c). Señal AC la carga antes del filtro. 50V/Div en x y 10ms/Div. En y. Figura 8.1 Resultados sistema completo miltisim.. Con la comprobación del funcionamiento del sistema completo en Multisim, se procede a realizar la Cosimulacion, implementando el control desde LabView, y visualizando las señales de voltaje desde la interfaz de usuario de este programa. A continuación se muestra esta interfaz y los resultados obtenidos.. Figura 8.2. Interfaz del usuario en LabView con visualización de todas las señales de voltaje relevantes..

(20) Escriba el título del documento 20 8.3 Evaluación del plan de trabajo El proyecto comenzó con un poco de retraso con respecto al proyecto de montaje de electrónica, debido a los cambios que se presentaron en el proyecto, pero en general el proyecto arrojo resultados satisfactorios, no solo en el modelo computacional sino en la investigación del estado del arte, ya que se encontraron una gran cantidad de aplicaciones y posibilidades de este concepto de PEBB en la industria. A consideración propia, aun falta realizar análisis importantes, como la potencia que se transmite a lo largo del sistema, la capacidad máxima de potencia de una sola célula, y lograr observar las formas de corriente en distintos puntos del sistema. En estos aspectos se continúa trabajando en el momento de la realización de este documento, se espera completarlos para lograr un porcentaje de desarrollo del 100% del proyecto.. 9. DISCUSIÓN Se desarrollo un proyecto de modelación computacional en el que se buscaba demostrar las posibilidades de los sistemas basados en PEBB en la industria. Se buscaba también desarrollar la herramienta de cosimulacion entre LabView y multisim, un área que aun no ha sido muy desarrollada en la universidad. El proyecto fue desarrollado en paralelo con el proyecto de grado de ingeniería electrónica, razón por la cual ambos comparten los primeros pasos de diseño y comprobación computacional. Hubo algunos problemas al tratar de enlazar LabView con multisim, como el hecho de que las señales a veces no ingresaban bien al modulo de multisim, o que no se podían visualizar las señales extraídas de este, pero estos problemas fueron superados. Durante el desarrollo y la comprobación del modelo de multisim se presentaron cuatro problemas claves. Los cuales se enuncian a continuación. Cuando se utilizo el control que viene con Multisim, este no permitía un nivel de modulación de 1, es decir, cuando se trato de que la señal de control tuviera la misma amplitud que la referencia el programa arrojaba errores de convergencia, esto logro solucionarse cuando el control emigro a LabView. La señal de voltaje en el bus DC no logro rectificarse completamente, a pesar de que se utilizaron capacitancias considerablemente grandes, y este rizado se puede apreciar en la forma de las señales de inversión antes de ser filtradas. Es un error que aun no se ha logrado corregir pero se continúa trabajando en ello. Los niveles de voltaje de las señales de inversión salían muy bajos, (del orden de 15 voltios a una entrada de 120 v DC), para corregir esto fue necesario aumentar el nivel de voltaje de las señales de disparo que entraban a los Gates de los transistores, a pesar de que ya estaban al voltaje de activación que aparece en el datasheet del IR250..

(21) Escriba el título del documento 21 10 CONCLUSIONES . La modularización de la electrónica de potencia facilita de gran manera el proceso de diseño de conversores, y maneja una gran variedad de funcionalidades.. . LabView es un programa ideal para la programación de señales de control en este tipo de dispositivos, gracias a su capacidad de funcionar tanto para comprobaciones computacionales como para modelos implementados físicamente.. . Los bloques se pueden interconectar vertical u horizontalmente, para cumplir con requerimientos de potencia o de funcionalidad según sea el caso.. . Los modelos computacionales aunque pueden ser mas fáciles de trabajar que una implementación física, suponen a veces inconvenientes en cuanto a su capacidad de computación, o a la compatibilidad de algunos modelos de elementos con los algoritmos de simulación del programa. . Se requiere más trabajo para lograr obtener datos importantes como las capacidades de potencia o las formas de corriente en distintos nodos del sistema. . En este trabajo solo se abordaron conversión AC/DC y DC/AC trifásica, pero se considera que es posible lograr también conversión DC/DC e inversión multinivel. . Una línea interesante de investigación puede ser la distribución Zonal en DC, ya que propone varias ventajas en puntos donde se encuentran cargas concentradas, como barcos o parques industriales..

(22) Escriba el título del documento 22 11 REFERENCIAS [1] R.A. Dougal, A. Monti, F. Ponci.. “The Incremental Design Process for Power Electronics Building Blocks”. Power Engineering Society General Meeting, 2006. [2] International Rectifier. IRFP250 Datasheet.. Joseph C. Piff. Power Electronics Building Blocks (PEBB) Program .http://www.dau.mil/pubscats/PubsCats/PM/articles03/pif-ma03.pdf [3]. [4] Pagina Web ABB,. http://www.abb.com/product/ap/seitp322/03806c7d1658bcadc1256dfa00449e0e.as px [5] Ericsen, Terry; Khersonsky, Yuri; Schugart, Perry; Steimer, Peter. “PEBB. – Power. Electronics Building Blocks, from Concept to Reality”. [6] Todd Begalke , A Direct Isolated Bi-directional Converter as a Power Electronic. Building Block (PEBB) , T.I.P.S., llc., Minneapolis, USA [7] Modeling and control of PEBB based boostrectifier system[8] PEBB Concept and the IEEE Power Electronics Standards. Jenica Ileana Corcau. - Yuri Khersonsky. [9] An overview of the application of DC zonal distribution system in. shipboard integrated power system, Shen Chen, Jiang Daozhuo, Lv Wentao, Wang Yufen, Zhejiang University [10] System Protection for Power Electronic Building Block Based DC Distribution. Systems, Nikhil Ravindra Mahajan. [11] Hingorani, N.G, “Power electronics building block concepts”, Power Engineering Society General Meeting, 2003, IEEE Volume 3, 13-17 July 2003..

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