Browsing by Author "Kouro Renaer, Samir Felipe"
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Thesis CONEXIÓN A RED DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS MEDIANTE CONVERTIDORES MULTINIVEL(Universidad Técnica Federico Santa María, 2010) Moya Obregón, Alvaro Andrés; Kouro Renaer, Samir Felipe; Universidad Técnica Federico Santa María UTFSM. Departamento de Electrónica. Dirección General de Investigación y Postgrado. Programas de MagísterActualmente, el desarrollo de nuevas técnicas de extracción de energía se centran en el uso de las energías renovables no convencionales. Una de estas fuentes energéticas corresponde a la energía fotovoltaica la cual se transforma en energía eléctrica mediante paneles fotovoltaicos. Si bien esta tecnología posee un alto costo de inversión inicial, su uso se extiende tanto en la industria como a nivel domiciliario con equipos para conexión a la red. Para poder inyectar a la red eléctrica este tipo de energía, se deben cumplir cierto tipo de requerimientos, principalmente que la corriente generada sea sinusoidal en fase con la red y con bajo contenido armónico. Esta tesis presenta el análisis y desarrollo de un nuevo método de control de conexión a la red mediante paneles fotovoltaicos utilizando una topología multinivel cascada puente H. Se analizan topologías propuestas por otros autores mediante simulaciones a fin de escoger la más adecuada para realizar una comparación en términos de calidad y eficiencia energética con el método propuesto, además se realiza la implementación experimental del método desarrollado obteniendo resultados tanto de la dinámica del método de control como de los indicadores en la calidad de energía generada. Mediante el uso de la topología de conexión cascada puente H y el método de control desarrollado, se obtuvo corrientes sinusoidales superiores a 15 A peak en el secundario del transformador con un factor de potencia de 0.99, corroborando así que la corriente inyectada está en fase con la red. La distorsión armónica de corriente, conocida como THD de corriente, corresponde al 2.49 %, menor al THD de tensión obtenido, con un valor de 4.35 %. El método de control puede ser extendido fácilmente a diversas aplicaciones con niveles de tensión variable, además permite la incorporación de una mayor cantidad de celdas mejorando así los indicadores de calidad en la energía.Thesis CONFIGURACIÓN MULTINIVEL DE MEDIA TENSIÓN PARA SISTEMAS DE CONVERSIÓN DE ENERGÍA MARINA(2013) Müller Pollmann, Nicolás Pablo; Kouro Renaer, Samir Felipe; Universidad Tecnica Federico Santa Maria UTFSM DEPARTAMENTO DE ELECTRONICALa disminucion de las reservas de combustibles fosiles, la contaminacion ambiental, el creciente aumento de la demanda electrica entre otros factores, han impulsado la investigacion y desarrollo de sistemas de conversion basados en Energas Renovables No Convencionales (ERNCs). Dentro de las ERNCs, la energa marina del oleaje destaca debido a la cantidad y disponibilidad del recurso. La gran mayora de los sistemas de generacion olamotriz estan conformados por arreglos de unidades generadoras de bajo voltaje y baja potencia. Los cuales inyectan a la red electrica potencia en el orden de los mega watts. La solucion actual a este problema consiste en utilizar, por cada unidad generadora, un convertidor fuente de voltaje de dos niveles en con guracion espalda con espalda. Los convertidores son conectados a la red electrica, en media tension, a traves de un transformador con alta tasa de elevacion. En esta tesis de grado se proponen dos con guraciones capaces de interconectar sistemas de conversion de energa marina, basados en multiples generadores, a la red electrica. Para ello se utiliza un convertidor o \Power Unit"por generador (puente de diodos completo + boost) y un unico convertidor multinivel para el lado de la red (NPC o CHB). De esta forma se tienen convertidores economicos al lado del generador y las ventajas propias de los convertidores multinivel en el convertidor de la red. Las con guraciones propuestas son reguladas mediante lazos de control, los cuales independizan al convertidor de la red del convertidor del generador. Este ultimo es implementado en simulacion por medio de un controlador PI externo, utilizado para controlar la velocidad del PMSG y un lazo interno de control por histeresis para regular la corriente por el Boost. Para la obtencion de resultados experimentales ambos lazos, externo e interno, utilizan controladores PI y modulaci on PWM. La estrategia de control del convertidor de la red corresponde a Control Orientado por Voltaje. El cual contiene en su etapa de modulacion una estrategia de regulacion de desbalances en el DC-link. Se prueban ambas con guraciones en condiciones adversas, simulando desbalances en las potencias de entrada al dispositivo. De esta forma las con - guraciones son validadas mediante simulacion. La con guracion basada en el convertidor NPC es validada tambien de forma experimental. Para ello fue necesario dise~nar, construir y probar los convertidores de esta con guracion.Thesis CONTROL DIRECTO DE TORQUE EN MÁQUINAS DE INDUCCIÓN ALIMENTADAS POR INVERSORES MULTINIVEL(2004) Kouro Renaer, Samir Felipe; Rodríguez Pérez, José Ramón[Resumen del autor] EL MOTOR de inducción es la principal máquina empleada en la conversión de energía electromecánica en los procesos productivos de la industria moderna. Muchos de estos procesos demandan un alto desempeño dinámico del control del motor, especialmente del torque desarrollado por éste. Tradicionalmente, el control de alta calidad del motor de inducción es realizado mediante el Control de Campo Orientado, también conocido como Control Vectorial. Sin embargo en los últimos años se ha vuelto popular el método Control Directo de Torque o DTC (Direct Torque Control), cuya diferencia principal con el control vectorial es la ausencia de la modulación del inversor. En su lugar el DTC se caracteriza por usar directamente la información de torque y flujo para determinar el estado de conducción del inversor que permita generar la acción correctiva deseada sobre el motor, con lo que se logra un control directo y de alta calidad del torque del motor. Sin embargo, el DTC posee dos grandes desventajas que han frenado su penetración en los mercados. La primera de ellas es que somete al inversor a un régimen de conmutación de frecuencia variable y la segunda es que produce un ripple considerable en el torque, lo que eventualmente puede producir vibraciones y ruido audible. En este trabajo se presentan diversas mejoras al método original, orientadas principalmente a minimizar los problemas mencionados anteriormente. Para ello se extienden los principios teóricos del DTC hacia los inversores multinivel, de manera de poder aprovechar los grados de libertad adicionales de actuación que son capaces de proveer, para lograr disminuir el ripple en el torque. Además, se estudian algoritmos adicionales, que se combinan con el DTC y que en conjunto permiten reducir la variabilidad de la frecuencia de conmutación del inversor. Todos los métodos desarrollados en este trabajo se encuentran generalizados para inversores de un número indeterminado de niveles, sin importar la topología que se emplee. En forma particular, se evalúa mediante simulación el desempeño de los métodos propuestos para inversores de 2, 3 y 11 niveles.Thesis CONVERTIDOR DC-DC DE POTENCIA PARCIAL PARA SISTEMAS FOTOVOLTAICOS EN CONFIGURACIÓN STRING(2017) Morrison Torres, Alexander Robert; Kouro Renaer, Samir Felipe; Universidad Tecnica Federico Santa Maria UTFSM ELECTRONICASolar photovoltaic energy has experienced an accelerated growth rate in thelast few years. This growth has enabled the development of power electronicssystems to enhance the cost savings and eficiency of this type of systems.This work proposes the design of a DC-DC converter for its application in photovoltaicsystems in string configuration. The proposed converter is based ina principle called partial power, in which the semiconductors of the converterhandle only a portion of the total power delivered by the photovoltaic system,which translates in a greater eficiency of the converter. This principle is studiedand a topology based on the Full-bridge converter is proposed.The system is controlled by two PI loops in cascade, one to control the currentand the other to control the voltage of the photovoltaic string. To set the voltagereference a MPPT algorithm is used to obtain the maximum power extractionfrom the system in diverse operating conditions.The converter is put to the test in diverse operating points, calculating theeficiency in each case. Simulations were made in Plecs software and a prototypeconverter and system is built in the laboratory, obtaining experimental resultsthat validate the design of the converter.Thesis CONVERTIDOR FOTOVOLTAICO DC-DC PARA LA INTERFAZ DIRECTA DE ENERGÍA CON EL PROCESO DE ELECTRODEFINICIÓN DE COBRE(2015) Castillo Parra, Paz Camila; Kouro Renaer, Samir Felipe; Universidad Tecnica Federico Santa Maria UTFSM DEPARTAMENTO DE ELECTRONICAESTE documento presenta la operacion de una planta de electrorre nacion con una interaccion directa con energa fotovoltaica dc-dc. Hoy en da, para alimentar una planta de electrorre nacion con paneles solares es necesario transformar la potencia PV a ac, y conectar en paralelo a la red en el punto de acople comun, esto implica un uso innecesario de convertidores de potencia dc-ac y transformadores reduciendo las potenciales perdidas en la transmision de energa. Diferentes con guraciones PV dc-dc son presentadas como alternativas para parcialmente alimentar el proceso de electrorre nacion. La con guracion propuesta nalmente esta basada en un sistema de conversion dc-dc multi-string que busca obtener el maximo punto de potencia para cada arreglo de paneles. La planta de electrorre nacion es alimentrada mediante convertidores aislados dcdc puente H entrelazados. La con guracion propuesta y el esquema de control fueron validados mediante los resultados de simulacion y corroborados obsercando la respuesta ante condiciones dinamicas. Ademas un setup experimental fue desarrollado para comparar los resultados con los obtenidos mediante las simulaciones.Thesis MULTILEVEL CONVERTERS PERFORMANCE IMPROVEMENTS.(Universidad Técnica Federico Santa María, 2008) Kouro Renaer, Samir Felipe; Rodríguez Pérez, José Ramón; Universidad Técnica Federico Santa María UTFSM. Escuela de Graduados. Departamento de ElectrónicaLos convertidores multinivel son usados en aplicaciones de media tensión y alta potencia (típicamente sobre lMW), en las que se demanda alto desempeo dinámico y alta calidad de la energía, como lo son los accionamientos de velocidad variable. Esta tecnología ha estado en desarrollo durante el último par de décadas, motivado principalmente por el aumento en la demanda de potencia de los procesos industriales. Aunque han encontrado una importante aceptación en la industria, y es de alguna manera considerada una tecnología madura, aun quedan diversos problemas abiertos por resolver. Además, existen desafíos y oportunidades que pueden ser abordadas a medida que los requerimientos y las aplicaciones industriales evolucionan. El objetivo general de este proyecto de doctorado, es contribuir al desarrollo de la tecnología de convertidores multinivel, abordando algunos de estos tópicos para mejorar el desempeo de operación y resolver problemas existentes. Entre los temas específicos que son tratados en este trabajo se encuentran: - Análisis y desarrollo de nuevos métodos de modulación, capaces de reducir la frecuencia de conmutación y las pérdidas correspondientes, para mejorar la eficiencia de los convertidores multinivel.. - Desarrollo de estrategias de control con pre-alimentación, para compensar perturbaciones presentes en los convertidores multinivel, tales como las oscilaciones de baja frecuencia en el enlace DC. - Adaptación de técnicas de control directo de torque para motores de inducción alimentados por convertidores multinivel, con baja oscilación en el torque y reducción en la frecuencia de conmutación. - Construcción de un convertidor multinivel puente H en cascada trifásico como prototipo de laboratorio, lo suficientemente flexible para ser alimentado por fuentes independientes iguales o asimétricas, y capaz de generar hasta 81 niveles diferentes de tensión. Las soluciones que se proponen son desarrolladas considerando importantes aspectos de la conversión de potencia, tales como complejidad del control, eficiencia y flujo bidireccional de potencia. Se ha puesto especial atención a la topología puente H en cascada alimentada por fuentes asimétricas, en vista de poseer mejor calidad en la tensión de salida, su novedad y problemas abiertos. Adicionalmente, este trabajo contiene una revisión del actual estado del arte sobre convertidores multinivel, y dos capítulos dedicados a las distintas topologías multinivel y métodos de modulación, para introducir conceptos y nomenclatura empleados en esta tesis. Las contribuciones realizadas en este trabajo son avaladas por análisis teórico, simulación y validación experimental.
