Energy quality analysis of CH-bridge inverter and SPWM control

This document shows the results obtained by implementing a multicarrier SPWM level displacement control system to a singlephase seven level cascade H-bridge inverter. The tests consisted of using three multicarrier methods with different modulation rates in frequency and for every one different modulation rates in amplitude. Obtaining a set of results of the values of the harmonics present in them for each method. The control algorithm was programmed using SolidThinking Embed software and the digital signal processor TMDSCNCD28379D from Texas Instruments is used as an interface with the inverter. Experimental results show that energy quality varies using low frequency or amplitude modulation rates with respect to high frequency modulation rates and amplitude modulation rates close to unity. The results indicate that energy quality improves with increasing modulation rates in frequency or amplitude.En este documento se muestran los resultados obtenidos al implementar un sistema de control por desplazamiento de nivel SPWM multicarrier a un inversor monofásico de puentes H en cascada. Las pruebas consistieron en usar tres métodos multicarrier con diferentes índices de modulación en frecuencia y amplitud. Obteniéndose un conjunto de resultados de los valores de los armónicos presentes en las mismas para cada método. El algoritmo de control fue programado usando el software SolidThinking Embed y el procesador digital de señales TMDSCNCD28379D de Texas Instruments se utiliza como interface con el inversor. Los resultados experimentales muestran que la calidad de la energía varía usando índices de modulación en frecuencia o en amplitud bajos con respecto a índices de modulación en frecuencia altos y modulación en amplitud cercanos a la unidad. Los resultados indican que la calidad de la energía mejora al incrementar los índices de modulación en frecuencia o amplitud

Control adaptable de velocidad para servomotores usando la regla MIT

En este trabajo se presentan los resultados obtenidos de la implementación del control adaptable por modelo de referencia, para regular la velocidad de servomotores. Los controladores se desarrollaron a partir de la propuesta de Whitaker conocida como regla MIT (Massachusetts Institute of Technology) la cual se ha modificado agregándole parámetros de ajuste , adaptación y un compensador de fricción para mejorar el desempeño del controlador. En la realización del control se utilizó el PDS TMS320LF2407 de Texas Instruments y el programa VisSim 5.0 ECD (Embedded Controler Developer). Los resultados obtenidos indican que el controlador permite que el servomotor responda siguiendo la respuesta dada por el modelo de referencia

Incidence of harmonic in asynchronous three-phase motors

AbstractThe objective of this work is to analyze the incidence of the time superior harmonics over the characteristics of a motor behavior. For this purpose, a computer program in Matlab was made, and it was possible, for different voltage supply waves, by the Fourier Series Analysis, to find the incidence of each harmonic over the motor parameters. Besides this, the machine general behavior can be obtained when all the harmonics of the highest order are present applying the superposition method. The importance of this work is focusing firstly on the possibility to simulate the effect of each harmonic that is present in the wave that is analyzed over the motor behavior. In second term, from the didactic point of view because it allows to compare the machine characteristics over the influence of the different time harmonics

Análisis de calidad de la energía de inversor de puentes H y control SPWM

ABSTRACT This document shows the results obtained by implementing a multicarrier SPWM level displacement control system to a single-phase seven level cascade H-bridge inverter. The tests consisted of using three multicarrier methods with different modulation rates in frequency and for every one different modulation rates in amplitude. Obtaining a set of results of the values of the harmonics present in them for each method. The control algorithm was programmed using SolidThinking Embed software and the digital signal processor TMDSCNCD28379D from Texas Instruments is used as an interface with the inverter. Experimental results show that energy quality varies using low frequency or amplitude modulation rates with respect to high frequency modulation rates and amplitude modulation rates close to unity. The results indicate that energy quality improves with increasing modulation rates in frequency or amplitude.RESUMEN En este documento se muestran los resultados obtenidos al implementar un sistema de control por desplazamiento de nivel SPWM multicarrier a un inversor monofásico de puentes H en cascada. Las pruebas consistieron en usar tres métodos multicarrier con diferentes índices de modulación en frecuencia y amplitud. Obteniéndose un conjunto de resultados de los valores de los armónicos presentes en las mismas para cada método. El algoritmo de control fue programado usando el software SolidThinking Embed y el procesador digital de señales TMDSCNCD28379D de Texas Instruments se utiliza como interface con el inversor. Los resultados experimentales muestran que la calidad de la energía varía usando índices de modulación en frecuencia o en amplitud bajos con respecto a índices de modulación en frecuencia altos y modulación en amplitud cercanos a la unidad. Los resultados indican que la calidad de la energía mejora al incrementar los índices de modulación en frecuencia o amplitud

Design and testing of a CD-CD buck converter for educational purposes

946/5000 The high cost of commercial teaching-focused laboratory modules has been a limiting factor in learning power electronics. In this paper, we present the low-cost prototype of a small capacity Buck converter, for teaching modeling and control of the converter. The TMS320LF2407 digital signal processing card and VisSim ECD software were used to implement the prototype control, and the IGBT IRG4PC50U and the IR2110 controller were used to build it. In the analytical study of the prototype, the gains of the PID controller were determined to achieve the overdamped responses in a certain period of time. Tests carried out indicated adequate operation for different output voltage requirements. Also, the robustness of the PID controller was tested by varying the load, finding an output voltage with a high ripple value.El alto costo de módulos comerciales de laboratorio enfocados a la enseñanza ha sido un factor limitante en el aprendizaje de la electrónica de potencia. En este trabajo de presenta el prototipo de bajo costo de un convertidor Buck de pequeña capacidad, para la enseñanza del modelado y control del convertidor. Para la implementación del control del prototipo se utilizaron la tarjeta de procesamiento digital de señales TMS320LF2407 y al software VisSim ECD, y para su construcción se utilizaron al IGBT IRG4PC50U y al controlador IR2110. En el estudio analítico del prototipo se determinaron las ganancias del controlador PID para alcanzar las respuestas sobreamortiguadas en un cierto período de tiempo. Las pruebas efectuadas indicaron una operación adecuada para diferentes requirements de voltaje de salida. Asimismo, se probó la robustez del controlador PID variando la carga, encontrándose un voltaje de salida con alto valor de rizado

Step-Down Converter with PID Control for Educational Purposes

The low-cost prototype of a small capacity Buck converter is presented, for the teaching of converter modeling and control, using the TMS320LF2407 digital signal processing card and VisSim ECD software for control implementation, and the IGBT IRG4PC50U and to the IR2110 controller, for construction. The analysis determined the gains of the PID controller to achieve the overdamped responses in a certain period of time. Tests carried out indicated adequate operation for different output voltage requirements. Also, the robustness of the PID controller was tested by varying the load, finding an output voltage with a high ripple value.Se presenta el prototipo de bajo costo de un convertidor Buck de pequeña capacidad, para la enseñanza del modelado y control del convertidor, utilizando la tarjeta de procesamiento digital de señales TMS320LF2407 y al software VisSim ECD para la implementación del control, y al IGBT IRG4PC50U y al controlador IR2110, para su construcción. En el análisis se determinaron las ganancias del controlador PID para alcanzar las respuestas sobreamortiguadas en un cierto período de tiempo. Las pruebas efectuadas indicaron una operación adecuada para diferentes requirementos de voltaje de salida. Asimismo, se probó la robustez del controlador PID variando la carga, encontrándose un voltaje de salida con alto valor de rizado

Prospectiva de las energías eólica y solar fotovoltaica en la producción de energía eléctrica

The increase in the price of fossil fuels and the pollution problems arising from their burning has resulted in the intensification of the use of renewable energy sources to produce electricity. The purpose of this study was to estimate the development of solar photovoltaic and wind energy in electricity generation, compared to the generation produced with fossil fuels. Several reports issued by governmental and non-governmental bodies on global energy consumption to produce electricity from fossil fuels and from renewable energy sources, on climate change and on policies to incorporate renewable energy sources in the global energy portfolio were consulted. The results indicated that electric power from wind and solar photovoltaic energy generation plants are competitive with respect to the plants that use fossil resources. In the short run, regulatory laws that include pollution-related sanctions to limit the effects on climate change are expected to emerge. Such laws are likely to raise the cost of production of conventional plants, while favoring the development of renewable energy plants, mainly solar photovoltaic, which has the fastest growing renewable energy.El incremento en el precio de los combustibles fósiles y los problemas de contaminación derivados de su quema, han provocado la intensificación del aprovechamiento de las energías renovables para producir energía eléctrica. El objetivo de este estudio fue estimar el desarrollo de las energías renovables solar-fotovoltaica y eólica en la generación de energía eléctrica, comparándola con la producida con combustibles fósiles. Se consultaron varios reportes, emitidos por organismos gubernamentales y no gubernamentales, sobre el consumo energético mundial, para producir energía eléctrica a base de combustibles fósiles y de energías renovables, sobre la problemática del cambio climático y las políticas establecidas para incorporar energías renovables en el portafolio energético mundial. Los resultados indicaron que las plantas de generación de energía eléctrica, a partir de energía eólica y solar-fotovoltaica, son competitivas respecto a las plantas que utilizan recursos fósiles. A corto plazo, se esperan leyes regulatorias, con sanciones por contaminación, para limitar los efectos en el cambio climático, lo que elevará el costo de producción de las plantas convencionales, favoreciendo el desarrollo de las plantas de energías renovables, principalmente la solar-fotovoltaica, la cual tiene el mayor crecimiento de las energías renovables

Diffuse control of a solar tracker

In this article, a polar axis solar tracker controlled by fuzzy logic was designed to increase the efficiency of the generation of electrical energy in a photovoltaic panel by 30% compared to a fixed panel system. It was possible to follow the path of the sun during the day to achieve the greatest possible amount of solar radiation incident on the surface of the panel. Wind is an important factor to consider, and a structure was designed that minimizes movements caused by the action of air currents, maintaining a low profile at height and obtaining acceptable stability. The control was designed using Fuzzy Logic Controller Design, which is a tool of the LabView platform, and the NI ELVIS module was used as the communication portEn este articulo se diseñó un Seguidor solar de eje polar controlado mediante lógica difusa, para aumentaren 30 % la eficiencia de la generación de energía eléctrica en un panel fotovoltaico con respecto a un sistema de panel fijo. Se logró seguir la trayectoria del sol durante el día para lograr la mayor cantidad posible de radiación solar incidiendo sobre la superficie del panel. El viento es un factor importante a considerar, y se diseñó una estructura que minimiza los movimientos causados por la acción de corrientes de aire, manteniendo un perfil bajo en su altura y obteniendo una estabilidad aceptable. El control fue diseñado utilizando Fuzzy Logic Controller Design, que es una herramienta de la plataforma LabView, y como puerto de comunicación se usó el módulo NI ELVI

Diffuse control of a solar tracker

In this article, a polar axis solar tracker controlled by fuzzy logic was designed to increase the efficiency of the generation of electrical energy in a photovoltaic panel by 30% compared to a fixed panel system. It was possible to follow the path of the sun during the day to achieve the greatest possible amount of solar radiation incident on the surface of the panel. Wind is an important factor to consider, and a structure was designed that minimizes movements caused by the action of air currents, maintaining a low profile at height and obtaining acceptable stability. The control was designed using Fuzzy Logic Controller Design, which is a tool of the LabView platform, and the NI ELVIS module was used as the communication portEn este articulo se diseñó un Seguidor solar de eje polar controlado mediante lógica difusa, para aumentaren 30 % la eficiencia de la generación de energía eléctrica en un panel fotovoltaico con respecto a un sistema de panel fijo. Se logró seguir la trayectoria del sol durante el día para lograr la mayor cantidad posible de radiación solar incidiendo sobre la superficie del panel. El viento es un factor importante a considerar, y se diseñó una estructura que minimiza los movimientos causados por la acción de corrientes de aire, manteniendo un perfil bajo en su altura y obteniendo una estabilidad aceptable. El control fue diseñado utilizando Fuzzy Logic Controller Design, que es una herramienta de la plataforma LabView, y como puerto de comunicación se usó el módulo NI ELVI

Accionamiento de un ventilador industrial para prueba de aerogeneradores; Drive of an industrial fan for wind testing

En este trabajo se implementó el control de un ventilador industrial utilizado para prueba de aerogeneradores, el cual es empleado como un dispositivo interno en la elaboración de un túnel de viento, para realizar pruebas de medición de viento. El proyecto consistió en regular la velocidad de un ventilador industrial utilizado en un túnel de viento, para realizar pruebas de sistemas de control en aerogeneradores, generándose señales de viento reguladas en valores constantes, ó que sigan un perfil definido por una base de datos de valores reales medidos con un anemómetro. Para implementar el sistema de control y la comunicación de los dispositivos, se empleó un procesador digital de señales (PDS de Texas Instruments EZDSP2407), que actúa como interfaz para transmitir los datos entre el entorno de programación (VisSim Embedded Control Developer (ECD)). Además se utilizó un variador de velocidad de 3HP de la marca SIEMENS modelo Micromaster 420. In this work, a fan control industrial wind turbines used for test, which is used as an internal device in the development of a wind tunnel for testing wind measurement. The project consists of regulating the speed of an industrial fan used in a wind tunnel to test control systems in wind turbines, wind generating regulated signals in constant, or to follow a profile defined by a database of values actual measured with an anemometer. To implement the control system and communication devices, in this project employed a digital signal processor (DSP from Texas Instruments EZDSP2407), which acts as an interface to transmit data between the programming environments (VisSim Embedded Control Developer (ECD)). Also uses a variable speed 3HP SIEMENS Micromaster model 420.</p