Optimització d’un convertidor cc/ca push-pull/pont complet de 3 nivells, bidireccional amb aïllament d’alta freqüència per a instal·lacions fotovoltaiques autònomes
Tipus de documentProjecte/Treball Final de Carrera
Data2010-06
Condicions d'accésAccés obert
Llevat que s'hi indiqui el contrari, els
continguts d'aquesta obra estan subjectes a la llicència de Creative Commons
:
Reconeixement-NoComercial-SenseObraDerivada 3.0 Espanya
Abstract
El present projecte neix amb la finalitat de millorar els resultats experimentals obtinguts amb
el convertidor multinivell cc-ca push-pull/pont complet dissenyat per José Antonio Beristáin
a la seva tesi doctoral “Inversores bidireccionales con aislamiento en alta frecuencia para
aplicaciones de energías renovables” i per Anna Elias a “Muntatge i experimentació d’un
convertidor cc/ca push-pull/pont complet, bidireccional amb aïllament d’alta freqüència per
aplicacions fotovoltaiques”.
El convertidor proposat és un inversor monofàsic especialment dissenyat per aplicacions de
sistemes d’energies renovables. El convertidor consta d’una topologia push-pull, que
introdueix un transformador d’alta freqüència, seguit d’una topologia pont complet al
secundari del transformador. Per tal de poder realitzar ambdós topologies es requereix d’un
transformador amb 3 preses tant en primari com en secundari.
Es parteix d’una tensió continua a l’entrada, pròpia de les bateries, i mitjançant el
convertidor push-pull s’aconsegueix proporcionar una tensió quadrada alterna al primari del
transformador que es reflexa al secundari multiplicada per una relació de transformació de
5. Amb els tres nivells de tensió de les tres preses del secundari del transformador i
mitjançant l’aplicació d’una modulació PWM de vectors d’estat, anomenada dos vectors
més propers, sobre els transistors del pont complet, s’aconsegueix generar una ona alterna
de cinc nivells de tensió. Posteriorment es filtra aquesta tensió amb un filtre LC per tal de
sintetitzar una ona sinusoïdal de 50Hz de freqüència fonamental. Amb un índex de
modulació adequat es pot obtenir la tensió de xarxa de 230V RMS.
En el present projecte es millora el comportament de la simulació respecte els models dels
que es disposaven, aconseguint obtenir una simulació fidel a la modulació desitjada.
També s’han simulat les inductàncies de dispersió del transformador, amb els efectes
negatius de sobretensions que comporten sobre els semiconductors; i circuits snubber per
tal de contrarrestar-ne aquests efectes.
S’ha realitzat un anàlisi exhaustiu de tota la programació per controlar el convertidor i també
s’ha realitzat un nou muntatge del convertidor a partir dels mòduls dissenyats per Joan
Nicolás Apruzzese a “Diseño y realización de un convertidor multinivel cc-cc-ca en cascada
para la conexión a red eléctrica de sistemas fotovoltaicos”. Posteriorment s’ha realitzat
l’experimentació del convertidor obtenint unes prestacions millors a les obtingudes
anteriorment, però sense poder assolir l’objectiu d’arribar als 48V d’entrada amb una
potència pròxima als 2kW, degut a senyals d’error en els drivers dels elements del primari i
a sobreescalfaments de les resistències dels snubbers del primari.
MatèriesPhotovoltaic power generation, Electric current converters, Energia solar fotovoltaica, Convertidors de corrent elèctric
ProvinençaAquest document conté originàriament altre material i/o programari no inclòs en aquest lloc web
TitulacióENGINYERIA INDUSTRIAL (Pla 1994)
Fitxers | Descripció | Mida | Format | Visualitza |
---|---|---|---|---|
PFC MEMORIA.pdf | Memòria | 1,656Mb | Visualitza/Obre | |
PFC_ANEXES.pdf | Annex | 3,348Mb | Visualitza/Obre |