Control de corriente de error integral cero de un ciclo para filtros activos de potencia en derivación
Autores: Orts-Grau, Salvador; Balaguer-Herrero, Pedro; Alfonso-Gil, Jose Carlos; Martínez-Márquez, Camilo I.; Gimeno-Sales, Francisco J.; Seguí-Chilet, Salvador
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
El control actual ha sido, durante décadas, uno de los campos de investigación más desafiantes en el desarrollo de convertidores de potencia. Métodos no lineales simples y robustos como los controladores de histéresis o sigma-delta han sido comúnmente utilizados, mientras que se han desarrollado controladores lineales sofisticados basados en la teoría de control clásico para convertidores basados en PWM. La técnica de control de corriente de un ciclo es una técnica no lineal basada en el cálculo ciclo a ciclo del tiempo de encendido de los interruptores del convertidor para el próximo período de conmutación. Este tipo de controlador requiere una medición precisa de voltajes y corrientes para lograr un seguimiento preciso de la corriente. Estas técnicas se han utilizado con frecuencia en el control de convertidores de potencia que generan corrientes de baja frecuencia, donde la referencia varía lentamente en comparación con la frecuencia de conmutación. Su aplicación no es tan común en controladores de corriente de filtros activos de potencia debido a la rápida variación de las referencias que exige no solo mediciones precisas sino también computación de alta velocidad. Este documento propone un nuevo controlador de corriente digital de un ciclo basado en la minimización del error integral de la corriente. Se presenta su aplicación en un filtro activo de potencia en derivación de tres patas y cuatro hilos, incluyendo un análisis de estabilidad considerando la selección del patrón de conmutación. Además, se presentan resultados simulados y experimentales para validar el controlador propuesto.
Descripción
El control actual ha sido, durante décadas, uno de los campos de investigación más desafiantes en el desarrollo de convertidores de potencia. Métodos no lineales simples y robustos como los controladores de histéresis o sigma-delta han sido comúnmente utilizados, mientras que se han desarrollado controladores lineales sofisticados basados en la teoría de control clásico para convertidores basados en PWM. La técnica de control de corriente de un ciclo es una técnica no lineal basada en el cálculo ciclo a ciclo del tiempo de encendido de los interruptores del convertidor para el próximo período de conmutación. Este tipo de controlador requiere una medición precisa de voltajes y corrientes para lograr un seguimiento preciso de la corriente. Estas técnicas se han utilizado con frecuencia en el control de convertidores de potencia que generan corrientes de baja frecuencia, donde la referencia varía lentamente en comparación con la frecuencia de conmutación. Su aplicación no es tan común en controladores de corriente de filtros activos de potencia debido a la rápida variación de las referencias que exige no solo mediciones precisas sino también computación de alta velocidad. Este documento propone un nuevo controlador de corriente digital de un ciclo basado en la minimización del error integral de la corriente. Se presenta su aplicación en un filtro activo de potencia en derivación de tres patas y cuatro hilos, incluyendo un análisis de estabilidad considerando la selección del patrón de conmutación. Además, se presentan resultados simulados y experimentales para validar el controlador propuesto.