Universidad Nacional de San Luis
El próximo 16 de octubre de 2024, a partir de las 11 horas en el aula 5 del Campus, se llevará a cabo la séptima jornada del ciclo “Seminario de Investigación Actualización y Vinculación 2024 (SIAV FICA 2024)”.
El encuentro comenzará con la disertación del Ingeniero Electrónico, Matías Nicolás Tello, quien hablará sobre el “Control por Modos Deslizantes de un Convertidor CC/CC Boost Interleaved Aplicado a un Sistema Híbrido de Almacenamiento de Energía”. A continuación el Ingeniero Electrónico, Kevin Pavez tratará sobre el “Diseño de un método de diagnóstico de falla de circuito abierto para un convertidor DAB”.
Este ciclo está a cargo del Dr. Ing. Federico Serra, las doctoras Ing. María Laura Rodríguez e Ing. Nora Merino junto al Mgtr. Ing. Guillermo Magaldi. Es coordinado por los docentes Ing. Magdalena Costanzo; Dr. Ing. Pablo Belzunce; Dr. Ing. Francisco Esteban y la Dra. Ing. Agr. Marisa Garbero.
Resumen:
Una de las tecnologías que más influyen en el desarrollo de las necesidades en los rubros de operación de Vehículos Eléctricos (VE) y redes de generación de energías a partir de fuentes no convencionales son los sistemas de almacenamiento de energía (SAE), especialmente las baterías basadas en ion de litio, las cuales son vistas como la tecnología más prometedora en aplicaciones con gran densidad de energía. No obstante, emplear únicamente baterías puede llevar a una vida útil más corta de la misma en casos donde, por ejemplo, el VE realice muchas paradas y arranques. Para solucionar esto, se utilizan Ultracapacitores (UC) para compensar las densidades de potencias que requiera el vehículo en configuración conocida como Sistema Híbrido de Almacenamiento de Energía (SHAE).
Estos tipos de sistemas son considerados elementos críticos de operación debido al gran número de variables que aceleran su deterioro sin importar su tamaño, capacidad o tipo. Este fenómeno de envejecimiento depende de condiciones de almacenamiento y uso, dentro de las cuales intervienen variables como la temperatura, las tasas de carga/descarga, la profundidad de descarga, el rizado de corriente, entre otros. Los primeros tres factores son subsanados con Sistemas de Gestión de Baterías (BMS). Sin embargo, el rizado de corriente producto de la conmutación de los convertidores de potencia asociados son un problema cada vez más frecuente debido a la actualización de los SHAE.
Una solución encontrada en la literatura en la implementación de convertidores CC/CC tipo Boost en configuración Interleaved. Este convertidor realiza una disminución del rizado de corriente a partir de la suma de las corrientes de cada uno de los convertidores conectados en paralelo, cuyo proceso tiene un mejor rendimiento si cada de una de estas corrientes tiene el mismo nivel promedio, la misma magnitud de rizado y un desfase exacto entre cada una de estas corrientes. Este artículo se centra en la implementación de un control no lineal basado en modos deslizantes de modo tal de implementar una estrategia de control que permita mantener las condiciones requeridas por el convertidor Interleaved para mitigar el rizado de corriente, pero a su vez manteniendo la regulación de los niveles de tensión desde y hacia el UC.
Resumen
El desarrollo que los dispositivos electrónicos de potencia han sufrido en los últimos años ha ampliado el área de aplicación de los sistemas de conversión de energía hacia sectores tales como: transporte (aéreo, marítimo y aeroespacial), vehículos eléctricos, comunicaciones, energías renovables, entre otros. En estas aplicaciones, los convertidores electrónicos de potencia (PEC, Power Electronic Converters) se encargan de la adaptación y transmisión de energía eléctrica entre diferentes tipos de fuentes y cargas. Por este motivo, la estabilidad y la fiabilidad a largo plazo de los CEP es crucial. En estas aplicaciones, es altamente recomendable que el CEP sea capaz de seguir funcionando sin interrupción ni degradación de su comportamiento incluso frente a escenarios de fallas en algunos de sus componentes. Entre los componentes de un CEP más susceptibles de fallar se encuentran las llaves semiconductoras, los capacitores electrolíticos y los circuitos de disparo de las llaves semiconductoras. A su vez, las fallas en las llaves semiconductoras pueden ser fallas de corto circuito (SCF, Short Circuit Fault) o fallas de circuito abierto (OCF, Open Circuit Fault). De estas dos, las OCF son las más tratadas en la literatura, ya que son más difíciles de detectar que las SCF. Cuando ocurre una OCF, se espera que el CEP sea capaz de seguir transmitiendo potencia manteniendo a su vez la calidad de la energía transmitida. En la literatura se han propuesto varios métodos y estrategias de control tolerantes a OCF para CEP. Sin embargo, antes de ejecutar una estrategia de control tolerante a OCF, es necesario implementar un método de diagnóstico de falla que identifique cuándo una OCF ocurre en el CEP y logre detectar con precisión y rapidez cuál llave semiconductora es la que ha sufrido la OCF. En este trabajo se propone un método de diagnóstico que permite detectar una OCF en cualquiera de las 8 llaves semiconductoras que componen un CEP con puentes duales activos monofásico. El método diseñado es capaz de detectar una OCF en tan sólo 4 períodos de conmutación y midiendo únicamente las corrientes de entrada de ambos puentes. Los resultados de simulación llevados a cabo mediante Simulink de Matlab permiten validar el desempeño del método de diagnóstico presentado.