Diseño de un controlador digital aplicado a sistemas de sincronismo con la red monofásica eléctrica de convertidores electrónicos de potencia

Abstract

En la actualidad existen diversos estudios sobre aplicaciones de sistemas de sincronismo utilizados en convertidores electrónicos de potencia que interactúan con la rede eléctrica. Estos convertidores requieren conocer la fase instantánea de la red con el fin de interactuar con la misma, ya sea suministrando o adquiriendo energía de la red. Existen muchos algoritmos desarrollados para los sistemas de sincronismo monofásico, siendo uno de los más usados el método del integrador de segundo orden generalizado (SOGI). Entre las principales ventajas que ofrece frente a otros métodos, se destaca lo siguiente: la robustez que presenta el sistema frente a perturbaciones, su facilidad al implementar debido a la poca complejidad del algoritmo y su respuesta en frecuencia que lo define como filtro con resonancia en la frecuencia de la red. En este trabajo de tesis se realizó el diseño, análisis e implementación de un controlador digital aplicando a sistemas de sincronismo monofásico basado en el método SOGI. El controlador digital se implementó sobre la plataforma FPGA De0-Nano de Altera utilizando el software de desarrollo DSP Builder. Asimismo, se realiza un análisis exhaustivo de todas las operaciones matemáticas del algoritmo de control, con la finalidad de optimizar el hardware utilizado. Con el fin de validar el sistema PLL, se diseñó e implementó la tarjeta de adquisición utilizando el transconductor de voltaje de efecto Hall LV-25P, además se utilizó la tarjeta DAP PMOD DA4 de Digilent para visualizar los resultados obtenidos en el osciloscopio.