Universidad Tecnológica de Chile INACAP
Informe Laboratorio Control Robusto
Integrantes:
Daniel Pavez Danilo Cornejo
Profesor:
Joel Vega
Introducción
Existen elementos, como computadores, que son utilizados prácticamente en todas partes, hogares y trabajos, lamentablemente el funcionamiento de estos elementos interfieren en la señal eléctrica creando ruido que son dañinos para otros elementos. Comúnmente una carga eléctrica que se alimenta de la red eléctrica no causa ninguna alteración o inconveniente para el resto de las cargas estas cargas son conocidas como cargas lineales. Sin embargo existen cargas que afectan la red eléctrica creando armónicos los cuales distorsionan la señal para las demás cargas provocando que estas fallen o no cumplan con un buen desempeño estas carga se denominan cargas no lineales. Anteriormente realizamos un sensor para poder ver como se distorsiona la red al poseer las cargas no lineales, y así pensar como poder evitar o más bien eliminar estos ruido, simplemente lo que hicimos fue tomar esta señal y empezar filtrar la frecuencia de la red. En esta ocasión nos encargaremos de eliminar la distorsión que pueda afectar a los elementos energizados a la red, por lo que esperando ya tener en claro lo visto con anterioridad, continuaremos nuestro informe basado en la experiencia anterior. Aunque solo tengamos que eliminar el ruido de la red, lo que parece simple considerando el trabajo anterior, antes de llegar y restar una señal con la otra debemos realizar ciertos ajustes para que esto se pueda realizar. En el presente informe nos enfocaremos a realizar en un principio las cargas no lineales de nuestro sistema y posteriormente un acondicionamiento de la señal para luego a esta señal la llevaremos a una etapa de potencia que se explica a continuación.
Desarrollo
Control Robusto
A continuación el esquema ilustra lo que realizamos en la experiencia anterior que fue el diseño del sensor y además se ilustra lo que se realizara a continuación que es la etapa del acondicionamiento de señales y la etapa de potencias para culminar con el diseño de nuestra experiencia.
Cabe destacar de nuestra experiencia pasada nuestras cargas no lineales y el sensor que realizamos para nuestro diseño de filtros de control de armónicos.
Cargas no lineal 1
Para realizar nuestra simulación realizamos a modo de replicar la red eléctrica estas cargas no lineales por medio de unos diodos con resistencias y condensadores estos se asemejan o tratan de demostrar la carga como un motor.
R= 5 Ω. C=1000µf.
Cargas no lineal 2
R= 5 Ω. C=100f.
Es importante mencionar que la carga no lineal 1 se conecta de 0 a 0.3 segundos mientras la carga no lineal 2 inicia su conexión a los 0.3 hasta los 0.6 segundos.
Acondicionamiento de señales
Tomamos la señal filtrada y la multiplicamos por una ganancia de valor 1 y a su vez le restamos una señal de diente de sierra y el resultado lo pasamos por medio del “Relay1” para que la señal quede cuadrada o como un tren de pulsos con valores de 0 a 1, PWM. Posteriormente el resultado del PWM lo negamos y luego lo pasamos a una etapa de potencia. La señal del to workspace pwm1 es una señal cuadrada entre 0 y 1 modulada por ancho de pulso
La señal del to workspace pwm2 es una señal cuadrada entre 0 y 1 modulada por ancho de pulso se diferencia a la anterior en que esta al estar negada invierte los pulsos en comparación a la anterior que se ilustro.
Etapa de potencia
Una vez obtenida la señal, por medio de una etapa de acondicionamiento de la señal que amplifica e invierte la señal la llevamos a un mosfet amplificando la señal para obtener un PWM de una amplitud que va desde -100 a 100. Esto se realiza con el objetivo de dar la potencia para inyectarlo a la red, el cálculo de los -100 y 100 es porque desde el 80 hacia arriba el filtro nunca se convierte en carga de la red mejor dicho pasa a ser fantasma y bajo los 80 pasa a ser carga es por ello el valor de los +- 100.
Filtro pasa bajo en la etapa de potencia
Una vez amplificada la señal es necesaria la disminución del THD a un valor normalizado (menor a 5%). Para ello el filtro pasa bajo es una gran solución, tan solo hay que darlo valores necesarios para alcanzar un THD que se encuentre dentro de la norma. R=50 Ω. L=0.01 Henrio. C=10Mili Faradios Con estos valores se obtuvo una respuesta satisfactoria a la disminución de armónicos. Por medio de la Transformada Rápida de Fourier (FFT) obtuvimos los siguientes valores.
Podemos apreciar que en un tiempo de 0.3 segundos, que es cuando se conecta la primera carga no lineal, la distorsión de armónicos totales se mantuvo bajo los 5% (THD=3.50%), lo que se puede considera aceptable o bueno.
Al conectar la segunda carga a los 0.6 segundos la distorsión de armónicos disminuye aún más. THD=3.36%
Conclusión
Esta experiencia, se centra principalmente en la conexión de dos cargas no lineales a la red. La carga no lineal 1 y la carga no lineal 2, las cuales son distintas, y generan señales de armónicos distintas. Es por ello que se diseña un sistema donde los primeros 0,3 segundos permanece activa la carga 1 y luego debe permanecer activa la carga 2 hasta los 0,6 segundos. De esta forma, comenzamos a medir la señal. Sin ningún sensor o filtro, el THD fluctúa en el 7%, lo que indica que debe ser controlado para disminuir a un porcentaje menor al 5% que establece la norma. En el acondicionamiento de una señal lo que realizamos fue llevar la salida de nuestro sensor a una señal modulada por ancho de pulso PWM lo cual una señal la sumamos con otra misma señal negada con el propósito de multiplexar para llevarlas a nuestra etapa de potencia. En nuestra etapa de potencias realizamos la simulación para medir nuestro THD que a los 0.3 segundos era de 3.85% lo que en consideración con los 7% registrados anteriormente disminuyo un 55% y se encuentra bajo la norma del 5%. Mientras que a los 0.6 segundos con nuestra carga no lineal 2 era 3.36% disminuye un 48%.
Agregar conclusión de el bode……………………… Xupaloooooooooooooooooooooooooo 8======================D
