DISEÑO DE UN CONVERTIDOR PARA APLICACIONES EN ILUMINACION DE NAVES INDUSTRIALES CON ALTO FACTOR DE POTENCIA A 480 VCA (DESIGN OF A 480 VAC CONVERTER WITH HIGH POWER FACTOR FOR INDUSTRIAL BUILDING LIGHTING)

Resumen En este trabajo se presenta el diseño de un convertidor para el manejo de luminarios tipo LEDs de suspensión en alturas utilizados en la industria. El convertidor de potencia es alimentado de la red eléctrica de 480 V CA y proporciona un voltaje de salida de 48 V CD, presenta un factor de potencia mayor a 0.9 para una potencia de 150 W. El convertidor se compone de dos etapas: la primera es un convertidor SEPIC operando en modo de conducción continua, se utiliza el circuito integrado UC3853 para corregir el factor de potencia y la segunda etapa es un convertidor puente completo operando en modo de conducción continua para el manejo del arreglo de LEDs, esta etapa tiene la capacidad de hacer dimming (atenuación). Se presenta el diseño de cada etapa y las simulaciones en el software LTspice considerando los modelos de componentes reales para reducir el tiempo en su implementación. Palabras Clave: Luminaria de Gran Altura, alto factor de potencia, puente completo, convertidor SEPIC, atenuación. Abstract In this work, the design of a converter for the management of suspension type LED luminaires at heights used in the industry is presented. The power converter is powered from the 480 V AC mains and provides an output voltage of 48 V DC, presents a power factor greater than 0.9 for a power of 150 W. The converter is composed of two stages: the first is a SEPIC converter operating in continuous conduction mode, the UC3853 integrated circuit is used to correct the power factor, and the second stage is a full bridge converter operating in continuous conduction mode for the management of the LED arrangement, this stage has the ability to dimming. The design of each stage and the simulations in the LTspice software are presented considering the models of real components to reduce the time in their implementation. Keywords: High-bay luminaire, high power factor, full bridge, SEPIC converter, dimming

ANÁLISIS, DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN CONVERTIDOR ĆUK PARA ILUMINACIÓN LED

El presente artículo describe el análisis, diseño, implementación y resultados experimentales de un convertidor Ćuk cómo fuente de alimentación para un luminario LED. Para el análisis del convertidor se utilizó el modelado mediante espacio de estados, a través del cual se determinó la solución en estado estable y las funciones de transferencia necesarias para cerrar el lazo de control. El convertidor implementado opera en modo de conducción continua (MCC) cuyo voltaje de salida son 68 V y una corriente de 0.88 A para manejar el luminario comercial de 60 W

MICROINVERSOR CON CAPACIDAD PARA MANEJAR UNA LÁMPARA DE LEDs

Resumen  El presente artículo propone una novedosa topología que consiste en la integración de un microinversor con un driver de lámpara LEDs. El convertidor tiene la capacidad de funcionar como microinversor durante el día, inyectando toda la energía proveniente del panel fotovoltaico. Durante la noche el convertidor cambia de modo de operación y actúa como rectificador con alto factor de potencia para alimentar a una lámpara LEDs. Ambos convertidores (microinversor y Driver) están basados en un convertidor Flyback que operan en modo de conducción discontinua (MCD).Se muestra un análisis detallado del funcionamiento de la topología, las ecuaciones para el diseño de la misma y finalmente se presentan resultados de simulación.Palabra(s) Clave: Driver LEDs, Iluminación vial, Inversor Flyback, Microinversor. MICROINVERTER WITH CAPACITY TO HANDLE A LED LAMPAbstractThe present paper proposes a new topology integrating PV panel microinverter system and street lighting driver for a LED luminaire. The converter has the capacity for working as microinverter during daylight injecting the energy provided of PV panel to the grid. Meanwhile at night the converter changes its operation, then it acts as rectifier with high power factor to provide energy for the LED luminaire. The topology present two integrated converters. These converters are based in Flyback converter opering in discontinuous-current mode (DCM).The paper shows a detailed review of the topology function as well the equations used to design the topology and finally it shows the simulations results. Keywords: Flyback Inverter, LED Driver, Microinverter, Street lighting

IMPLEMENTACIÓN DE ALGORITMOS DE CONTROL DIFUSO PARA SISTEMAS FOTOVOLTAICOS APLICADOS EN MICRO-REDES DE CD

ResumenEl uso de sistemas de inteligencia artificial como redes neuronales artificiales, lógica difusa y algoritmos evolutivos han demostrado con el paso del tiempo una mejora significativa contra los sistemas clásicos al utilizarse como sistemas de predicción, aproximación de modelos, regresión, optimización y control de sistemas complejos en diversos ámbitos. Esto debido a características como la no linealidad y la no necesidad de modelos matemáticos complejos. En esta investigación se presenta una propuesta de aplicación de lógica difusa en algoritmos de control para sistemas de generación eléctrica fotovoltaica utilizados en una micro-red de CD (μR-CD). La μR-CD maneja una potencia máxima de 1 kW con un bus de CD de 190 V, esta μR-CD cuenta con dos Paneles Fotovoltaicos (PFs) de 0.6 kW cada uno, un convertidor CD-CA para interconectar la μR-CD con la Red Eléctrica Principal (REP) de 1 kW, y un banco de baterías de 115 Ah a 120 V. Los algoritmos de control difuso propuestos cuentan con dos modos de operación, el primero es el modo de control de voltaje, el cual se encarga de mantener estable el voltaje de salida de los sistemas fotovoltaicos; mientras que el segundo se encarga de extraer la potencia máxima de los mismos. La implementación de los controladores difusos se realizó utilizando el software LabVIEW, realizando pruebas experimentales con la tarjeta de desarrollo NI-myRIO. Por último, se presentan pruebas experimentales donde se demuestra que los algoritmos de control difuso propuestos presentan mejorías al compararlos con los algoritmos clásicos.Palabra(s) Clave: LabVIEW, Micro-Redes de CD, Sistemas de control difuso, Sistemas fotovoltaicos. IMPLEMENTATION OF FUZZY CONTROL ALGORITHMS FOR PHOTOVOLTAIC SYSTEMS APPLIED IN MICRO-NETWORKS OF CDAbstractThe use of artificial intelligence such as neuronal networks, fuzzy logic and evolving algorithms have demonstrated through the years a significant improvement in comparison with the classic systems when are used as prediction systems, model approximation, regression, optimization and complex system control in different topics, mainly due to features such as non-linearity and the lack need for complex mathematic models. This research presents an application proposal for a fuzzy control in algorithms for photovoltaic electric generation applied to a DC microgrid (μG-DC) capable of managing a 1 kW and a DC bus of 190 V. This μG-DC has two 0.6 kW photovoltaic panels each, a DC-AC for interconnect the μG-DC and the electric main grid. Also, it has a 115 Ah, 120 V battery bank. The proposed fuzzy control algorithms have two operation modes. The first one is the voltage control mode, which is in charge of keeping the output voltage level stable prevenient from the panels. The second one extracts the maximum possible power from the panels. The fuzzy control implementation was made using the software LabVIEW, making experimental tests with the NI myRIO. Finally, experimental results are shown, where is demonstrated an improvement of the functioning of the proposed fuzzy control algorithms in comparison witch classic algorithms.Keywords: Diffuse control systems, LabVIEW, Micro-Networks CD, Photovoltaic systems

CONVERTIDOR CD-CD PUENTE COMPLETO EN MODO DE CONDUCCIÓN CONTINUA, AISLADO, A 1.2 KW PARA SU APLICACIÓN EN UNA MICRO-RED DE CD. (COMPLETE BRIDGE DC-DC CONVERTER IN CONTINUOUS DRIVING MODE, ISOLATED AT 1.2 KW FOR APPLICATION IN A DC MICRO-NETWORK)

Resumen   En este documento se presenta el desarrollo de un convertidor CD-CD para su aplicación en una Micro-Red de CD. El convertidor se diseñó para operar en lazo cerrado a una potencia de 1.2 KW y ser interconectado entre un bus de 190 V y uno de 125 V; en la sección 1 se presenta el principio de operación del convertidor. La sección 2 presenta la metodología de diseño del convertidor; se desarrolló un instrumento virtual en LabVIEW, en donde se implementó el procedimiento de diseño para obtener los valores mínimos necesarios de los elementos almacenadores de energía para operar al convertidor en modo de conducción continua. Se desarrolló también un instrumento virtual en LabVIEW para generar los pulsos de control del convertidor; desde la Interfaz Gráfica de Usuario se pueden configurar los diferentes modos de operación de los pulsos de control de los puentes activos que se están generando en el dispositivo programable MyRIO. En la sección e se presentan los resultados experimentales obtenidos al conectar diferentes cargas al convertidor.Palabra(s) Clave: Aislamiento, Bidireccional, Bus, Convertidor CD-CD, Micro Red. AbstractThis document presents the development of a DC - DC converter for application in a DC Micro-Grid. The converter was designed to operate in a closed loop at a power of 1.2 KW and be interconnected between a 190 V bus and a 125 V bus; Section 1 presents the principle of operation of the converter. Section 2 presents the converter design methodology; a virtual instrument was developed in LabVIEW, where the design procedure was implemented to obtain the minimum necessary values of the energy storage elements to operate the converter in continuous driving mode. A virtual instrument was also developed in LabVIEW to generate the control pulses of the converter; from the Graphical User Interface the different modes of operation of the control pulses of the active bridges that are being generated in the MyRIO programmable device can be configured. In section e the experimental results obtained by connecting different loads to the converter are presented.Keywords: Isolated, Bidirectional, Bus, DC-DC converter, Micro-grid

IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE ADMINISTRACIÓN Y CONTROL PARA UNA MICRO-RED DE CD UTILIZANDO PLATAFORMAS DE NATIONAL INSTRUMENTS

ResumenEn este trabajo se presenta el desarrollo e implementación de un Sistema de Administración y Control (SAC) aplicado a una micro-red de CD utilizando la tarjeta de desarrollo NI myRIO programada con el software de instrumentación virtual LabVIEW. El prototipo experimental de la micro-red tiene una capacidad máxima de 1 kW alimentada por dos simuladores de paneles fotovoltaicos con una potencia máxima de 600 W cada uno. El SAC opera dependiendo del nivel de voltaje del bus de CD y la demanda de energía en la micro-red, el objetivo principal de este sistema es mantener el bus operando en un rango de 190 V ±5% aprovechando al máximo la energía generada por los simuladores de paneles fotovoltaicos. Para las pruebas experimentales presentadas se utilizan como cargas luminarias led, luminarias fluorescentes y computadoras; demostrando que el SAC mantiene el bus de CD operando establemente en el rango propuesto.Palabras Claves: Administración y control, micro-red CD, LabVIEW. IMPLEMENTATION OF AN ADMINISTRATION AND CONTROL SYSTEM FOR A CD MICRO-NETWORK USING NATIONAL INSTRUMENTS PLATFORMSAbstractThis paper presents the development and implementation of a Management and Control System (MCS) applied to a micro-grid CD using the device of development NI myRIO programed with LabVIEW a virtual instrumentation software. The experimental prototype of the microgrid has a maximum capacity of 1 kW energized by two simulators of photovoltaic panels with a maximum power of 600 W. The MCS operates depending on the voltage level for the DC and the demand for energy in the microgrid, the main objective of this system is to keep the bus operating in a range of 190 V ±5% taking maximum advantage of the energy generated by the simulators of photovoltaic panels. For the experimental tests submitted are used as loads LED and fluorescent lighting, and also computers; demonstrating that the MCS keeps the bus CD operating stably in the proposed range.Keywords: DC Microgrid, LabVIEW, management and control

Convertidores balanceadores de voltaje: Estado del arte

Las microredes han sido propuestas como una alternativa para la integración de módulos de energía distribuida, los cuales tienen un menor impacto ambiental, además se han presentado estudios comparativos entre sistemas de distribución de energía en CD y el convencional en CA, resultando favorable trabajar en CD. Es por ello que actualmente se están desarrollando microredes con sistemas de distribución en corriente directa. Tradicionalmente un bus de CD está compuesto por dos hilos (positivo y negativo), sin embargo un bus de dos hilos no es suficiente para cubrir las necesidades de todos los tipos de cargas y es por ello que se opta por un sistema de distribución de 3 hilos (positivo, negativo y neutro). Estos últimos tienen un problema de desbalance de voltaje al conectar cargas entre uno de los rieles y el neutro, siendo necesario un convertidor que regule dichos desbalances en el bus. En este artículo se presenta una revisión de los convertidores balanceadores de voltaje reportados en laliteratura.Palabra(s) Clave(s): balanceador de voltajes, micro-redes, sistema de distribución en CD

DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN CONTROLADOR EMBEBIDO PARA UN SISTEMA FOTOVOLTAICO (DESIGN AND IMPLEMENTATION OF AN EMBEDDED CONTROLLER FOR A PHOTOVOLTAIC SYSTEM)

Resumen En este trabajo se presenta el desarrollo un controlador embebido para un sistema fotovoltaico. El sistema fotovoltaico consta de un panel solar de 240 W, un convertidor CD-CD elevador y un convertidor CD-CA. El diseño e implementación del controlador embebido se realizó sobre la plataforma de desarrollo NI myRIO-1900. Este sistema de control consta de dos etapas, la primera etapa es el algoritmo de control perturbar y observar para el seguimiento del punto de máxima potencia, mientras que la segunda etapa se encarga del monitoreo de la red eléctrica principal de corriente alterna y la sincronización de la salida del convertidor CD-CA con la señal monitoreada, para esta acción se utilizó la técnica de Modulación de Ancho de Pulso Sinusoidal (SPWM por sus siglas en ingles). Para comprobar el funcionamiento del controlador embebido se utilizó un prototipo experimental del sistema fotovoltaico, el cual extrae la máxima potencia del panel fotovoltaico y genera una señal de corriente eléctrica igual a la suministrada por CFE. Palabras Clave: Control Embebido, Convertidor Electrónico de Potencia, LabVIEW, Panel Fotovoltaico, Prototipo Experimental. Abstract The design necessary to develop a control system for a DC-AC converter was realized in this project. The control part was embedded in a NI myRIO-1900 card. From Direct Current (DC) energy produced by the sunlight incidence on a Photovoltaic Panel (PVP) of 240 W, Alternating Current (AC) like the one CFE provides of 60 Hz electrical energy is produced. Connecting a DC-DC Boost converter and a DC-AC inverter to the PVP this was possible. A control integrated the Perturb and Observe (P&O) technique in the Maximum Power Point Tracker (MPPT) embedded in the system. In the control the Sinusoidal Pulse Width Modulation technique (SPWM) was used to synchronize with the CFE signal. Electricity like the one provided by CFE was produced in this project. Keywords: Embedded Control, Experimental Prototype, LabVIEW, Photovoltaic Panel, Power Electronic Converter

Sistema Didáctico para el Diseño de Compensadores Utilizando LabVIEW

En el presente trabajo se describe un sistema para el diseño de compensadores implementado en un instrumento virtual (IV). Los compensadores que se utilizan son compensadores en cascada, para su diseño se emplea una técnica de control clásico llamada “Lugar Geométrico de las Raíces” (LGDR).El IV se realizó en LabVIEW utilizando un lenguaje de programación gráfico, este software ofrece la ventaja de poder realizar cálculos de manera concurrente. El IV cuenta con un sistema resistivo – capacitivo (RC) de segundo orden donde es posibleelegir los valores de las resistencias y capacitancias, obteniendo la función de transferencia en lazo abierto que se utilizará como proceso. En el IV se puede analizar gráficamente el comportamiento del sistema en lazo abierto ante diferentes entradas de posición.El proceso se puede compensar utilizando sistemas de control: Proporcional, Proporcional -  Integral (PI), Proporcional – Derivativo (PD), Proporcional – Integral – Derivativo (PID), compensador en atraso, compensador en adelanto y compensador en atraso – adelanto.Todos los resultados obtenidos en cada una de las compensaciones se pueden analizar gráficamente en simulación y en línea, además de observar los nuevos LGDR (Lugar geométrico de la raíz) de los sistemas compensados