Rectificador trifasico con corrección de factor de potencia (2021)
El proyecto de grado titulado "Rectificador trifásico con corrección de factor de potencia" presenta el diseño de un convertidor trifásico basándose en la necesidad actual del uso eficiente de la energía suministrada por la red eléctrica, orientado desde la perspectiva de la reducción de la contaminación de armónicos generados por diferentes dispositivos y dando cumplimiento a las medidas de nivel internacional que establecen limites del contenido armónico de la corriente de la red eléctrica. Estos convertidores conmutados se han utilizado para mejorar el rendimiento de varios sistemas de conversión de energía, particularmente el convertidor de voltaje de alimentación (VSC), comúnmente utilizado en sistemas de energía con la finalidad de facilitar el control de flujo de energía y mejorar la calidad de la misma. En consecuencia al realizar una revisión de las topologías trifásicas de convertidores CA/CD se selecciona el rectificador activo como la mejor opción para sustituir al rectificador tradicional, esta topología es seleccionada debido a que proporciona regulación el el bus de CD, control sobre el flujo de potencia y operación con corrientes de fase sinusoidales. El presente trabajo considera las aplicaciones del convertidor de voltaje o rectificador trifásico, analizando la compensación del factor de potencia (PFC) y el filtro de potencia activa (APF) que atenúa los armónicos generados por el sistema, contemplando condiciones de baja distorsión armónica, un bajo consumo de energía reactiva y las necesidades en términos de la eficiencia energética. El modelo matemático del sistema establecido en el marco de referencia síncrono, se emplea con la finalidad de desacoplar las variables del sistema, definir el comportamiento del sistema en régimen permanente y aplicar técnicas de control clásico, diseñando los compensadores de corriente y tensión con la capacidad de mantener constante la tensión del bus de salida y establecer una forma de onda sinusoidal en la corriente de entrada. Para el estudio de la topología del convertidor elevador se realiza el diseño de controladores proporcionales integrales a partir de técnicas tradicionales de la estructura de control compuesta una estructura de control con desacoplo de las potencias activa y reactiva, conformados por dos compensadores de corrientes en el marco de referencia síncrono y una estructura de control en cascada desacoplada por ancho de banda aplicada a la tensión de salida. Los resultados evidencian que el diseño presenta un buen rendimiento en estado estacionario y transitorio, observando la ausencia de armónicos en corriente de magnitud considerable, lo que se refleja en un alto nivel de distorsión armónica total y un bajo factor de potencia, haciendo evidente los beneficios que brinda el uso de la estrategia propuesta en comparación con la operación tradicional