Stefany Garzn M.

CAPITULO IINTRODUCCIN

CAPITULO IIMARCO TEORICO

CAPITULO IIISIMULACIN Y ANLISIS DE CONVERSORES

CAPITULO IVCONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Objetivo PrincipalAnalizar las diferentes topologas de convertidores de potencia DC-DC, en cuanto a su comportamiento dinmico

Objetivos EspecficosEstablecer y analizar las distintas topologas de convertidores DC-DC existentes en la actualidad.Utilizar un simulador de sistemas fsicos, Openmodelica, que permita plantear el modelado de cada uno de los convertidores.Analizar la respuesta dinmica de cada uno de los convertidores en Scilab.

Los convertidores de potencia permiten transformar el tipo de energa para que sta sea utilizada en diferentes aplicaciones. De esta manera stos se dividen en:

Conversor de AC a DC (Rectificador)Conversor de DC a AC (Inversor)Conversor de DC a DC (Troceadores)Conversor de AC a AC (Cicloconversores)

Los convertidores DC-DC son circuitos que controlan el flujo de energa entre dos sistemas de corriente continua. Se los puede definir como circuitos que controlan la carga y descarga de sus elementos pasivos almacenadores de energa (condensadores y bobinas) consiguiendo un cambio en el nivel de tensin continua.

La tensin de salida es igual o menor a la tensin de entrada.Dos modos de Trabajo

La tensin de salida es mayor a la tensin de entrada.Dos modos de Trabajo

La tensin de salida puede ser menor o mayor que el voltaje de entrada pero de polaridad opuesta

La tensin de salida puede ser menor o mayor que el voltaje de entrada pero de polaridad opuesta

La tensin de salida puede ser menor o mayor que el voltaje de entrada.

Modelica es as, un lenguaje de simulacin y modelaje orientado a objetos. Permite el modelamiento de sistemas elctricos, mecnicos, hidrulicos, sistemas de control, as como el modelamiento de aplicaciones orientadas a procesos y sistemas dinmicos. El lenguaje modlica fue diseado de manera que pueda ser utilizado en forma similar a como un ingeniero construye un sistema real, es decir con el uso de ecuaciones.

Scilab es un software desarrollado en el instituto francs INRIA Institut National de Recherche en Informatique et Automatique, con la colaboracin de la escuela de ingenieros ENPC, Ecole Nationale de Ponts et Chausses. Scilab permite compilar y utilizar otros lenguajes como Fortran y C, de esta forma libreras externas pueden ser utilizadas como si fuesen parte de Scilab. Este software es compatible con Matlab por lo que cualquier archivo de matlab M-File, puede ser simulado directamente desde Scilab.

u-Posicin del elemento conmutador : 1 conduce, 0 no conduce

Modelo MatemticoConvertidor Buck

Convertidor Boost

Convertidor Buck-Boost

Convertidor Cuk

Convertidor Sepic

Conversor BuckConversor BoostConversor Buck-BoostConversor CukConversor SepicTensin de Entrada24 V12 V24 V24 V24 VTensin de Salida12 V24 V12 V12 V12 VFrecuencia Conmutacin20 KHz20 KHz20 KHz20 KHz20 KHz

Inductor 10.1688mH 0.18mH 0.48mH 0.51mH 0.178mH Inductor 2------------------------------------0.51mH0.178mH Capacitor 11.04 mF 1.16 mF 2.29 mF 47 uF10uFCapacitor 2------------------------------------47 uF 4.7mF Carga1.09 2.16 0.81 52 0.81

Se analizo el funcionamiento de los conversores de potencia DC-DC, mediante el uso de dos simuladores gratuitos como son: OpenModelica y Scilab.

Se pudo comprobar la importancia de los simuladores, ya que son herramientas indispensables para el estudio de un sistema o circuito, en ste caso para el estudio de los convertidores de potencia dc-dc.

Se pudo observar que Scilab es un programa que posee gran similitud al simulador comercial Matlab, de hecho es posible transformar programas realizados en Matlab a Scilab, con un conversor que viene integrado en el programa, por lo cual se lo puede reemplazar en algunas aplicaciones.

En las seales resultantes obtenidas se puede observar que existe sobreimpulsos en la tensin de salida del circuito, por lo cual se debera utilizar una seal de control realimentada para evitar tener estos picos de tensin que pueden ser perjudiciales para las cargas.

Se pudo observar que el software OpenModelica, es un simulador muy verstil, que permite trabajar no solo con modelos elctricos, sino tambin con modelos hidrulicos, mecnicos, entre otros. Sin embargo, ste presenta fallas al trabajar en el editor grfico.

Si bien se ha trabajado en ambos simuladores con lnea de comandos, al observar los cdigos utilizados en los diferentes simuladores, se puede concluir que la programacin utilizada en OpenModelica es ms corta y sencilla. Esto se debe por una parte a que se utiliz una librera de modlica para la creacin de la seal cuadrada y por otro lado a que el lenguaje utilizado es especfico para trabajar con ecuaciones matemticas lo cual simplifica la programacin. Para la resolucin de las ecuaciones diferenciales utilizadas para modelar los conversores de potencia, se utiliz el comando ode en scilab, mientras que en Openmodelica no es necesario hacer esto, basta con determinar las ecuaciones y el momento de ejecutar la simulacin, stas se resolvern automticamente.

Se recomienda profundizar el estudio de los simuladores OpenModelica y Scilab, ya que, al ser estos programas gratuitos, pueden ser utilizados en la universidad reemplazando otros simuladores comerciales.Para trabajar con el simulador OpenModelica, se recomienda utilizar la plataforma Os x o Linux debido a que en el sistema operativo Windows este programa demora demasiado en ejecutar los comandos sobretodo en procesar las graficas resultantes.Se recomienda abrir nicamente una ventana del simulador OpenModelica y verificar no exista ms que un proceso de omc.exe y OMShell.exe, caso contrario los procesos tardaran ms tiempo en realizarse.

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