Diseño y construcción de un convertidor multinivel en cascada basado en celdas monofásicas de corriente

91 p.En este trabajo se presenta el desarrollo de la topología de un convertidor multinivel en cascada basado en celdas monofásicas de corriente. El trabajo de esta memoria consta de simular esta topología de convertidor multinivel en cascada, con el fin de obtener la base del desarrollo posterior del convertidor, el diseño de las celdas de corriente, la construcción de las tarjetas electrónicas correspondientes al rectificador e inversor, así como su interconexión y el montaje sobre el set-up para conformar las celdas a fin de conectarlas en cascada y la realización de pruebas de estas celdas monofásicas de corriente y ver el desempeño global del convertidor. Este informe muestra los aspectos fundamentales en las etapas correspondientes del desarrollo del convertidor, así como la comparación de los resultados proporcionados por las simulaciones y por las pruebas experimentale

Sistema de generación de energía eléctrica basado en una máquina de ejercicio usando un convertidor cuasi-Z

152 p.En el escenario energético actual, Chile se enfrenta con el desafío de contar con los recursos energéticos suficientes y competitivos para alcanzar el desarrollo anhelado para las décadas venideras en cuanto a abastecimiento de potencia eléctrica al país. Un aspecto destacado del actual escenario lo constituye la proliferación de proyectos de energías renovables, que sólo en el Sistema Interconectado Central suma más de 2000 MW de capacidad a enero de 2017. Esto proporciona un crecimiento y a la vez un beneficio ya que, la energía limpia otorga una credencial atractiva que pocos países pueden exhibir a escala global. Otro aspecto importante, es la captura de energía por distintas actividades para generar energía eléctrica en pequeñas cantidades, denominada como Energy Harvesting (Cosecha de Energía). La cosecha de energía puede utilizarse para el consumo o inyección a la red, y así contribuir a la reducción del consumo eléctrico desde la matriz energética del país. En este documento se presenta el diseño, construcción y puesta en marcha de un sistema de generación de energía basado en una máquina de ejercicio, para la inyección de corriente de forma controlada en una carga CA, conectada en la salida de potencia. Este sistema es un prototipo de generación de energía renovable no convencional innovador, que se diferencia de las actuales fuentes como; eólicas, solares, geotérmicas, hidráulicas, entre otras, ya que está basado en la propulsión humana a través pedaleo en una bicicleta de spinning, y se considera como renovable debido a que al mismo tiempo que se realiza ejercicio aeróbico, la energía que se ocupa para actividad física humana se renueva día a día gracias a la energía contenida en los alimentos que se ingieren. La idea de este sistema es obtener energía eléctrica mediante actividad física estacionaria sobre bicicletas de spinning. Para ello, se pretende aprovechar la energía cinética del volante de inercia adquirida por el pedaleo y transformarla a energía eléctrica por medio de un sistema de transmisión que mueva un generador eléctrico. Por otra parte, para acondicionar la energía eléctrica que entrega el generador es necesario el uso de convertidores de potencia. En este trabajo, se propone usar la topología de convertidores fuente cuasi-Z. Estos convertidores permiten regular tanto el voltaje del enlace CC, como el voltaje y corriente del lado CA, en una sola etapa de conmutación de la etapa inversora, además no emplea tiempos muertos, lo que disminuye la distorsión armónica total y aumenta la confiabilidad del sistema

Desarrollo de un sistema inalámbrico para monitoreo de humedad de suelo en diversos puntos de un viñedo

99 p.El objetivo de esta memoria es desarrollar un sistema inalámbrico de comunicación usando la topología de red “malla” (o como se conoce comúnmente por el lenguaje inglés “mesh”), cuya principal función es conectar sensores para monitorear la humedad de suelo en múltiples sectores de un viñedo. La aplicación del sistema es conocer la humedad de suelo de un viñedo para optimizar riego. De esta forma se planea afrontar la escasez del recurso hídrico y mejorar la calidad de las vides. La solución propuesta consta de nodos interconectados con configuración “mesh”. Cada nodo está basado en la plataforma de hardware “Arduino” con la capacidad de conectar hasta 3 sensores, redundantes o diferentes, entre los que se pueden contar sensores de: humedad de suelo, temperatura ambiental, velocidad del aire y/o radiación solar. Para la conexión inalámbrica se utilizan módulos “XBee”, los que trabajan con el protocolo DIGIMesh. Además, se buscó reducir al máximo el consumo eléctrico, para ello se utilizaron las opciones de auto apagado mientras el sistema no está en uso, para así garantizar la autonomía de cada nodo. Cabe mencionar que el sistema desarrollado es lo suficiente resistente para soportar las inclemencias del tiempo y su uso en condiciones de campo. En conjunto con los nodos sensores se cuenta con una estación o nodo central, que se encarga de enviar los datos recogidos (Gateway), en tiempo real o como resumen diario para su posterior procesamiento y análisis. Finalmente, el sistema completo es modular, escalable y de bajo costo respecto de sistemas similares ya existentes

Diseño y construcción de un inversor en cascada e implementación de su control lineal

103 p.Este trabajo presenta la implementación de un inversor fuente de corriente en cascada de dos celdas, además de un control lineal para este, de manera de tener una salida controlada, el cual se simuló en el software Psim y construyó en el laboratorio. Este convertidor permite convertir corriente continua (CC) como la obtenida de un panel fotovoltaico, batería u otra fuente de corriente continua, a corriente alterna (CA) monofásica, pudiendo ser suministrada o almacenada según se requiera. En este trabajo se muestran las ecuaciones dinámicas obtenidas del modelamiento del sistema, las cuales fueron llevadas al plano dq usando la transformada de Park para su análisis y respectiva linealización y así diseñar el control lineal que permite ajustar la amplitud, frecuencia y fase en la salida del convertidor, permitiendo probar el comportamiento del sistema ante perturbaciones en la entrada de corriente. Finalmente se comparan los resultados de las simulaciones con los resultados experimentales del prototipo construido, tanto en lazo abierto como cerrado y así se verificar su funcionamiento. Dando la posibilidad de utilizar más este tipo de inversores en aplicaciones que trabajen con fuentes renovables, permitiendo su integración, siendo de vital importancia en la reducción del efecto invernadero causado en gran medida por la quema de combustibles fósiles