Trabajo escrito para el curso: Filtros Activos de Corrientes Armnicas

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Trabajo escrito para el curso Filtros Activos
de Corrientes Armónicas

• Autor Ruben Chaer (rch_at_todo.com.uy)
• Prof. Gonzalo Casaravilla
• Feb. 2003, Montevideo-Uruguay.
• Análisis de la publicación
• Paolo Mattavelli, Compensación Selectiva de
  Armónicos en bucle-cerrado para Filtros Activos,
  IIE Trans. Ind. Applicat., vol. 37, Nº1,
  Jan./Feb. 2001.

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IL
IS
Sistema Eléctrico
Carga perturbadora
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Introducción.

• Los Filtros Activos de Potencia (APF) son una
  herramienta poderosa para la compensación no solo
  de los armónicos de corriente producidos por
  cargas distorcionantes sino también para
  compensar potencia reactiva y desbalances
  introducidos por cargas no lineales o
  fluctuantes.

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• Las soluciones clásicas en el dominio del
  tiempo,tienen el inconveniente de de introducir
  un retardo en el APF el cual causa una
  compensación incorrecta con la consecuencia de un
  remanente de armónicos no deseados en la
  corriente de línea.

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Estrategia de Control Planteada

• 1) Un loop de corriente rápido directamente sobre
  el inversor para asegurar la protección de las
  llaves.

• En la referencia analizada se comparan tres tipos
  posibles para esta realimentación.
• Control Lineal (analógico),
• Control deadbeat (digital)
• Control de Histéresis (analógico).

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• 2) Realimentar las corrientes de línea en un
  blucle de realimentación fino que actúe sobre
  la referencia del bucle anterior.

Mediate la operación de las señales en el dominio
de la frecuencia se logra una cancelación exacta
de los armónicos no deseados cuando el sistema
alcanza el estado estacionario.
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• 3) Si es necesaria una respuesta dinámica rápida
  frente a variaciones rápidas de la corriente de
  carga, se propone agregar una realimentación de
  la corriente de carga para generar una referencia
  en un bucle rápido.

En los transitorios, esta realimentación impide
un apartamiento grande del objetivo esperando la
actuación del control fino que se ocupará de la
exactitud.
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IL
IS
Sistema Eléctrico
Carga perturbadora
IF
VSI
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Voltage Source Inverter (VSI)
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Control Lineal del VSI.

-
PI
Iref_a
-


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Control de Tiempo Muerto (deadbeat) del VSI.
Medidas de corrientes
Micro controlador. Calcula las conmutaciones de
las llaves para el próximo período utilizándo el
vector espacial
Iref
Vdc
Vector espacial
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Control por Banda de Histéresis del VSI.
Comparador con histéresis
Iref_a
-


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Control selectivo de armónicos.

• Se propone realimentar las corrientes de línea
  mediante esta estrategia de control obteniendo
  una referencia de corriente para el
  control-directo del VSI antes visto.
• En palabras, lo que hace es el ESPECTRO de las
  señales de entrada calcula la diferencia con lo
  deseado y crea una referencia para compensar
  exactamente estos apartamientos.

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IL
IS
Sistema Eléctrico
Carga perturbadora
IF
VSI controlado en corriente

• Estado estacionario.
• Exactitud.
• Lentitud.
• Estabilidad.

Acción selectiva sobre los armonicos
(f)-gt(t)
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• REPRESENTACIONES DE UN SISTEMA TRIFASICO.
• PositivaNegativaHomopolar
• VECTOR ESPACIAL,
• ESPECTRO COMPLEJOHerramientas ______________.
• Marco de referencia Sincrónico.
• Filtros selectivos.

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El Complejo Gamma
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SERIE DE FOURIER
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Secuencia Positiva, Negativa y Homopolar. Mostrar
emos que es posible encontrar tres funciones
reales d(t), i(t) y h(t) tal que se puede
escribir
Cómo los coeficientes en (-n) son iguales a los
de (n) conjugados, tenemos que las señales (dhi)
son reales.
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El Vector Espacial
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Ejemplo 1. VECTOR ESPACIAL Tono puro en cada
fase. Orden directo (secuencia positiva). a(t)
cos( w t ) b(t) cos( w t - 2pi/3 ) c(t) cos(
w t 2pi/3 )
X(t) 3/2 e(j wt)
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Ejemplo 2. VECTOR ESPACIAL Tono puro en cada
fase. Orden inverso. (secuencia negativa) a(t)
cos( w t ) b(t) cos( w t 2pi/3 ) c(t) cos(
w t - 2pi/3 ) X(t) 3/2 e(-j wt)
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Ejemplo 3. VECTOR ESPACIAL Homopolar a(t)
cos(wt) b(t) cos(wt) c(t) cos(wt) X(t) 0
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Hasta aquí vimos que mirando la componente para
una frecuencia (fo) de las señales a(t), b(t) y
c(t) , separando a su vez estas componentes en
secuencia POSITIVA, NEGATIVA y HOMOPOLAR. Al
construir el vector espacial de esas componentes
y su espectro tenemos
La secuencia positiva corresponde a un vector
espacial girando a velocidad angular 2pifo lo
que llevado al espectro de X(f) es una barra en
ffo.
La componente negativa corresponde a un vector
espacial girando a velocidad angular -2pifo lo
que llevado al espectro de X(f) es una barra en
f-fo.
La homopolar no aparece en el vector espacial.
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Espectro COMPLEJO (del vector espacial)
Secuencias Negativas
Secuencias Positivas
k
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Marco de Referencia Sincrónico
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Espectro COMPLEJO Desplazado por -gt
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Filtrado SELECTIVO
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Estructura del Filtro Selectivo Propuesto en el
artículo analizado.
Is
dqk1
Filtro_k1
/dqk1
/dqk1
dqk1-
Filtro_k1
Iref

x(t)
dqk2
Filtro_k2
/dqk2
Cálculo del vector Espacial
dqk2-
Filtro_k2
/dqk2