Diseño de una fuente de alimentación de dos etapas: AC-DC con corrección de factor de potencia y DC-DC con un convertidor de contrafase (Push-Pull Converter) e implementación de su etapa AC-DC

Este documento muestra el diseño completo de una fuente de alimentación conmutada de dos etapas, la primera etapa es un convertidor AC-DC el cual incluye un corrector de factor de potencia basado en un convertidor Boost, única etapa que ha sido implementada, y la segunda etapa es un convertidor DC-DC basado en el convertidor PushPull. Para ambas etapas se realiza el dimensionamiento de los componentes, principalmente los valores de potencia, voltaje y corriente, además de otros parámetros considerando las especificaciones de diseño planteadas. Este proyecto solo presenta implementación de la etapa AC-DC por lo tanto el funcionamiento de la fuente, unión de ambas etapas en lazo cerrado, solo puede ser verificada mediante la simulación. En dicha simulación se realizan algunas pruebas, por ejemplo funcionamiento a plena carga y cambios de carga, para verificar mediante las formas de onda de las señales el funcionamiento adecuado de la fuente. Todas las simulaciones han sido realizadas con las herramientas SIMULINK de MATLAB y PLECS de PLEXIM. Finalmente se muestran los resultados de la implementación de la etapa AC-DC, los cuales se comparan con los resultados de la simulación.This document presents the complete design of a switching power supply in two stages, the first stage is an AC-DC converter which includes a power factor correction based on a Boost converter, the only stage that has been implemented, and the second stage is a DC-DC converter based on the Push-Pull converter. For both steps the sizing of the components is performed, mainly the power, voltage and current ratings, and other parameters considering the design specifications. This project only presents AC-DC implementation therefore the operation of the switching power supply, joining both stages in closed-loop, can only be verified by simulation. In this simulation some tests are performed, for instance full load operation and load changes, to verify by the waveforms of the signals the suitable operation of the power supply. All simulations were performed with Simulink from MATLAB and PLECS from PLEXIM. Finally the implementation results of the AC-DC stage are shown which are compared against the results of the simulation

Software para el diseño y la optimización de motores de reluctancia autoconmutados (SRM)

En la actualidad los motores de reluctancia autoconmutados (SRM) y su variante con imanes permanente los denominados motores de reluctancia híbridos (HRM) son accionamientos que se están estudiando de manera intensa debido a las grandes ventajas que presentan en comparación con otro tipo de motores. El cálculo y el diseño de un motor HRM es proceso muy complejo ya que están involucradas una gran cantidad de variables. Por tal motivo se necesitan herramientas faciliten el poder realizar el estudio de este tipo de motores El objetivo del presente trabajo es el desarrollo de un software que permita generar la geometría de un motor HRM 12/10 con estructuras tipo U independientes y realizar un análisis de elementos finitos para obtener los valores y sus curvas características de Flujo y Par de una manera más sencilla y práctica. El dibujo del motor y el análisis de elementos finitos se lo realiza en el programa FEMM (Finite Element Method Magnetics) de manera indirecta a través del software que se ha programado en MATLAB. Para validar los resultados obtenidos se realiza una simulación en dinámico en un programa de MATLAB-SIMULINK. Por otro lado, existen aspectos sobre la geometría de este tipo de motores que no se han abordado tales como los efectos de una estructura tipo U recta y una estructura tipo U radial. También se realiza la verificación de los efectos del imán en un motor híbrido realizando una comparativa de las curvas obtenidas mediante este software entre un motor HRM y un motor SRM con las mismas medidas geométricas. El software que se ha diseñado permite ahorrar tiempo ya que se ha estimado que el generar la geometría de un motor mediante esta herramienta disminuye en aproximadamente 100 minutos que realizar el dibujo del motor manualmente en el software FEMM. Además, el realizar cambios en las medidas es mucho más fácil ya que se lo hace directamente cambiando los valores en el programa.Nowday self-commutated reluctance motors (SRM) and hybrid reluctance motors (HRM), a SRM motor with permanent magnet, are drives that are being highly studied due to the great advantages they have compared to other types of motors. The calculation and design of an HRM engine is a very complex process since a large number of variables are involved. For this reason tools are needed to facilitate the study of this type of engine. The objective of the present work is the development of a software that allows to generate the geometry of a HRM 12/10 motor with independent U-type structures and to perform a finite element analysis to obtain the values and their characteristic curves of Flow and Torque in a way simpler and more practical. The drawing of the motor and the analysis of finite elements is made in the FEMM program (Finite Element Method Magnetics) indirectly through the software that has been programmed in MATLAB. To validate the results obtained, a dynamic simulation is performed in a MATLAB-SIMULINK program. On the other hand, there are aspects of the geometry of this type of motors that have not been studied, such as the effects of a straight U-type structure and a radial U-type structure. Verification of the effects of the magnet in a hybrid motor is also showed by comparing the curves obtained by this software between an HRM motor and an SRM motor with the same geometric measurements. The software that has been designed saves time since it has been estimated that generating the geometry of a motor using this tool decreases in approximately 100 minutes compared to drawing the motor manually in the FEMM software. In addition, making changes to the measurements is much easier since it is done directly by changing the values in the program

Diseño de una fuente de alimentación de dos etapas: AC-DC con corrección de factor de potencia y DC-DC con un convertidor de contrafase (push-pull converter) e implementación de su etapa AC-DC

El presente trabajo consiste en el diseño completo de una fuente de alimentación conmutada de dos etapas, la primera etapa es un convertidor AC-DC el cual incluye un corrector de factor de potencia basado en un convertidor boost, única etapa que ha sido implementada, la segunda etapa es un convertidor DC-DC basado en el convertidor push-pull; se aplica un control distribuido, es decir un controlador para cada etapa, utilizando la técnica de control promedio de una señal (average mode control).GuayaquilIngeniero en Electricidad Especialización Electrónica y Automatización Industria