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hector-velez-piza
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diseño de filtro
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DISEO DEL FILTRO DE CONEXIN A REDEl inversor se debe disear para 200VA nominales, una tensin de salida de 120 VAC, una frecuencia de 60 Hz para la moduladora y 20Khz para la portadora y cumplir con un THD menor a 5%. Para poder satisfacer esta ltima condicin y obtener una tensin de salida sinusoidal es necesario filtrar la tensin de salida, para esto utilizaremos una configuracin LCL.El filtro LCL puede ser visto como una combinacin entre un filtro LC y la inductancia del transformador de aislamiento, adems como consideracin fundamental se debe tener en cuenta la regulacin de corriente y de tensin para asegurarnos de que la transferencia de energa al sistema elctrico sea la mxima posible, lo que sera dicho de otra manera como los lmites mximos de corriente que pueden pasar por el condensador y el voltaje mximo que deberan caer en la bobina a la frecuencia fundamental . Para esto estableceremos que la corriente mxima en el condensador sea menor al 5% de la corriente nominal y que la inductancia ser menor al 5% de la carga nominal.
Otro factor importante a tener en cuenta es la frecuencia de resonancia ya que ubicar el punto de funcionamiento del inversor en un valor cercano a esta frecuencia puede causar inestabilidad en el sistema debido a la baja amortiguacin, as se define como un criterio de diseo ubicar esta frecuencia entre 10 veces la frecuencia de red y la mitad de la frecuencia de conmutacin.
Donde res es la frecuencia de resonancia del filtro LCL.
Finalmente se considera Lg 10 veces menor que L para asegurarnos que se cumplan las condiciones anteriormente descritas, aunque este valor de inductancia est condicionado por los valores de inductancia en el cableado o en el transformador.
El valor del condensador a la entrada del inversor puede ser calculado como sigue suponiendo un valor de rizado mximo de 1% y VDC de 230
SIMULACION FUNCIONAMIENTO DEL FILTROPara verificar el correcto funcionamiento del filtro diseado procedemos a simular el sistema con una carga nominal de 200w puramente resistiva y con una modulacin bipolar, luego se midi el THD y la forma de onda del voltaje en la carga y verificar si logra satisfacer la condicin de una distorsin armnica menor al 5%
Como se puede observar se obtuvieron valores de thd cercanos a cero en rgimen permanente y en rgimen transitorio tenemos una distorsin en la seal de tensin que no supera el 5% del valor nominal de la tensin, con lo cual son satisfechas las condiciones previas de funcionamiento del filtro.Adems de esta prueba se procedi a cambiar el valor de la carga desde valores bajos de potencia hasta valores superiores a los 200w nominales con lo cual se examinaron la regulacin de la tensin a diferentes valores de carga y la forma de onda para asegurar el funcionamiento del filtro
SIMULACION CON ENTRADA Y SALIDA DE CARGAUno de los aspectos de calidad de energa examinados a la hora de conectar un sistema de generacin de energa a la red elctrica son los posibles transitorios y eventos que pueden suceder ante entradas y salidas de carga cuando estos ocurren de manera brusca, para esto se utilizan interruptores controlados por tiempo en los cuales entran una carga al sistema que puede o no generar perturbaciones en la red elctrica.