Browsing by Author "Wilson Veas, Alan Hjalmar"
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Thesis Actualización de banco de motores controlados con plataforma MicroLabBox para aplicaciones de electromovilidad(2023-03-09) Ibáñez Mancilla, Manuel Ignacio; Wilson Veas, Alan Hjalmar; Universidad Técnica Federico Santa María. Departamento de Electrónica; Rojas Monrroy, Christian AlexisEn el marco del estudio de estrategias de control para accionamientos eléctricos de velocidad variable, se tienen 3 estrategias fundamentales que han dominado dicha área: el Control por Campo Orientado (FOC), el Control Directo de Torque (DTC) y el Control Predictivo Basado en el Modelo (MPC). Cada una de estas técnicas con sus respectivas ventajas y desventajas dependiendo de lo que se requiera y en donde se va a aplicar, ya sea un trabajo a alta o baja frecuencia de conmutación, a alta o baja potencia, entre otros aspectos. Debido a la amplia variedad de estos métodos, habiendo incluso métodos desarrollados en base a los antes mencionados, es necesario el estudio de los mismos y revisar así el desempeño de estos en los diversos ambientes y herramientas de control existentes. Hablando de herramientas de control existentes, el laboratorio PowerLab posee la plataforma dSPACE MicroLabBox, en conjunto con una tarjeta que permite la comunicación comunicación mediante fibra óptica entre la MicroLabBox y convertidores. La MicroLabBox internamente posee los módulos DS1202 (correspondiente a una DSP) y DS1302 (correspondiente a una FPGA), siendo de esta forma interesante para implementar y probar las técnicas de control mencionadas en el primer párrafo. En el contexto del cumplimiento de los objetivos de esta memoria, se tiene inicialmente el estudio del método de Control por Campo Orientado (FOC), posteriormente el estudio del banco de motores, pudiendo de esta forma implementar dentro de la DSP de la MicroLabBox tanto el método de control, como el modelo de la máquina de inducción a ser controlada, todo esto en SIMULINK. De forma de corroborar el algoritmo de control y su implementación. Luego de comprobar que funciona mediante el uso de ControlDesk para visualizar variables y modificar parámetros de referencia, se hacen las conexiones físicas pertinentes y se realizan las mismas pruebas al banco de motores físico. Los resultados obtenidos tanto de la simulación del sistema dentro de la DSP como del apartado experimental (solo algoritmo de control en la DSP), son mostrados con el objetivo de validar la simulación de la máquina de inducción como modelo HIL, y debido a que si en un futuro se quieren hacer pruebas, se puedan hacer de forma preliminar dentro de la simulación y así tener una estimación a priori de lo que se debería conseguir dentro de un apartado experimental, teniendo en consideración obviamente las limitaciones que posee la simulación, ya que este no emula lo que viene siendo el convertidor ni sus dinámicas, y tampoco considera las dinámicas del otro convertidor y el motor de carga.Thesis CONTROL PREDICTIVO DE CORRIENTE EN INVERSORES MULTINIVEL PUENTE-H EN CASCADA(Universidad Técnica Federico Santa María, 2010) Wilson Veas, Alan Hjalmar; Departamento de Electrónica; Cortés E., PatricioLos inversores multinivel son actualmente una atractiva alternativa para el control de sistemas eléctricos de alta potencia y media tensión, debido a sus ventajas respecto de los inversores convencionales, tales como la mejora en la calidad del voltaje y el uso de semiconductores estándar de menor voltaje. Además de las estrategias clásicas de control de convertidores de potencia, recientemente ha surgido una nuevo método llamado Control Predictivo basado en Modelos, el cual permite aprovechar la naturaleza discreta y no-lineal del sistema para determinar el estado de conmutación óptimo respecto de una referencia dada y de todas combinaciones de conmutación posibles, sin necesidad de métodos de modulación. Esta tesis presenta un breve estudio de las topologías y métodos de control de inversores multinivel, así como los fundamentos del Control Predictivo. También se propone un algoritmo de control predictivo de corriente en el inversor trifásico multinivel puente-H en cascada (CHB). Debido a la gran cantidad de estados de conmutación de este inversor, es necesario optimizar los algoritmos ya desarrollados, a fin de reducir la cantidad de cálculos a efectuar, además de poder controlar tanto corriente como otras variables del sistema, tales como voltaje de modo común o potencia consumida por las celdas. El desarrollo teórico planteado es corroborado a través de simulaciones y resultados experimentales usando un prototipo de un inversor multicelda CHBThesis Diseño e implementación de un rectificador trifásico ANPC utilizando SiC MOSFETS(2023-03) Aranda Estay, Cristóbal Fernando; Wilson Veas, Alan Hjalmar; Departamento de Electrónica; Pérez Leiva, Marcelo AlejandroLa topología de convertidores multinivel ha tenido un fuerte impacto en aplicaciones de media tensión, y si bien ya es una tecnología consolidada, están en constante estudio y desarrollo con la finalidad de poder encontrar un equilibrio entre una topología simple y mejorar el rendimiento del convertidor. Hoy en día existen una multitud de topologías de convertidores multinivel, siendo la más popular y estudiada la NPC (Neutral Point Clamped), y si bien esta topología presenta grandes prestaciones, no está exenta de desventajas como las perdidas de conducción y conmutaación que pueden experimentar los semiconductores de potencia. Así, a modo de repartir mejor estas pérdidas, surge como alternativa el convertidor ANPC (Active Neutral Point Clamped). Este proyecto tiene por objetivo el diseño de un convertidor trifásico ANPC de tres niveles en su modo rectificador. Para ello se realiza un breve análisis sobre el estado del arte y el cómo ha evolucionado la tecnología de los rectificadores de la mano de los semiconductores de potencia, especialmente de la tecnología SiC MOSFET permitiendo alcanzar mayores puntos de operación. El convertidor de potencia se divide en etapas, lo que va a permitir el poder diseñarlo de manera modular. Se presentan los distintos requisitos que debe cumplir el convertidor, lo que va a permitir el poder diseñar cada una de sus etapas, y en específico todos los componentes pasivos que se ven involucrados, además de los componenetes necesarios, ya sea para la conexión, control, entre otro. Con base en los componentes diseñados, se presenta los componenetes seleccionados que se necesita en cada etapa, realizando la debida justificación de su elección, ya sea por un punto de vista técnico, físico o económico(...).Thesis Estudio de perdidas y eficiencia en rectificadores trifásicos 2L-VSC, Vienna y T-type con modelamiento térmico en PLECS(2022-07) Moreno Carrasco, Karinna Loreto; Wilson Veas, Alan Hjalmar; Universidad Técnica Federico Santa María. Departamento de Electrónica; Llor Carrasco, Ana MaríaA partir de un estudio de topologías de rectificadores trifásicos, y con base en una lista de especificaciones técnicas para una aplicación de alta potencia, se seleccionan tres topologías para hacer un análisis y comparación de acuerdo con el desempeño mostrado por estas en simulaciones hechas en PLECS, aplicando modelos térmicos para cada semiconductor involucrado en la etapa de rectificación analizada a partir de un previo estudio teórico de las perdidas relacionadas. Las topologías consideradas son el Boost bidireccional de dos niveles (2L-VSC), el Vienna y el T type. Se utilizan en este trabajo los semiconductores SiC-MOSFETs y Diodos SiC-Schottky. Se consideran tres etapas de comparación. La primera consiste en que todas las topologías funcionan con una frecuencia de conmutación de 50 [kHz] y todos los semiconductores involucrados en la etapa de rectificación soportan hasta 1200 [V]. La segunda etapa considera una optimización en las topologías de tres niveles que considera que funcionan con una frecuencia de conmutación de 25 [kHz]. La tercera etapa consiste en una segunda optimización en que los semiconductores bidireccionales en las topologías de tres niveles se cambian por unos que soportan hasta 650 [V]. De acuerdo con los resultados obtenidos a partir de esta comparación, que considera la eficiencia y las perdidas en la etapa de rectificación, es posible determinar algunas ventajas y desventajas de cada topología estudiada en relación con algunas consideraciones adicionales que pueden ser requeridas por ciertas aplicaciones. Se pudo determinar que en todos los casos la topología de dos niveles mostró la mayor cantidad de pérdidas y que, también en todos los casos, la topología T-type mostró la menor cantidad de perdidas
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