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Filtro Activo Paralelo Monofásico Basado en un Convertidor de Celda en U Empaquetada de 5 Niveles

Single-Phase Shunt Active Filter Based on a Five-Level Packed-U Cell Converter

   Lara   Cardoso Jorge
   Instituto Tecnológico Superior de Lerdo
   jorge_lara_c@yahoo.com
   https://orcid.org/0000-0002-2746-7044
   Hernández Flores Concepción
   Instituto Tecnológico de la Laguna
   coni.hernandez@ieee.org
   https://orcid.org/0000-0002-4757-5309
   Arjona López Marco Antonio
   Instituto Tecnológico de la Laguna
   marjona@ieee.org
   https://orcid.org/0000-0003-1826-4066

Volumen:

1 Edición:

12 Resumen

Este trabajo presenta un filtro activo paralelo basado en un convertidor modificado de celda en U empaquetada (CMCUE) para mejorar la calidad de la energía eléctrica en una red monofásica de baja tensión. Esta topología tiene la gran ventaja de generar cinco niveles de voltaje y de constar de tan solo seis interruptores de potencia, por lo que resulta muy atractiva para la industria. Sin embargo, este convertidor requiere implementar una técnica para regular el voltaje de sus dos capacitores. Para este fin, se propone una estrategia directa que selecciona, en cada instante de conmutación, una ruta de carga o descarga, tanto en el segundo como en el cuarto nivel. Por otro lado, para compensar los armónicos se propone un controlador proporcional-resonante (PR) capaz de seguir la señal senoidal de la red eléctrica, gracias a su ganancia infinita en la frecuencia de resonancia de 60 Hz. Los resultados de la simulación del filtro activo se han validado en la plataforma de MATLAB-Simulink/Simscape. Se han realizado diversas pruebas bajo distintas condiciones de carga. Es destacable la correcta regulación del voltaje de los capacitores ante variaciones de carga, así como el buen desempeño del controlador PR, lo que permite reducir, en estado estable, la distorsión armónica total (DAT) de la señal de corriente de la red a 2.8%, cumpliendo así con el estándar IEEE 519 y demostrando, en general, la viabilidad de utilizar el convertidor MCUE en aplicaciones de filtrado activo

Palabras clave

Controlador PR, Convertidor MCUE, Distorsión Armónica, Filtro Activo, MATLABSimulink/Simscape.

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