METODOLOGÍA DE SINTONIZACIÓN PARA CONTROLADORES PI EN FILTROS ACTIVOS DE POTENCIA

Abstract

RESUMEN: Una estrategia común de control aplicada a filtros activos monofásicos de potencia es aquella llamada "control en cascada" la cual se compone de un lazo interno para el control de la corriente de salida y de un lazo externo para la regulación del voltaje en el bus de cd; en cada lazo de control es asignado un controlador PI, mismo que se requiere sintonizar de manera adecuada. Con esto, la finalidad este trabajo es proponer una metodología de sintonización sistemática que permita la obtención de la ganancia proporcional kP y la constante de tiempo Ti para los controladores PI en aplicaciones de filtros activos monofásicos. Se han elegido controladores PI debido a su simplicidad, facilidad de implementación y a que es uno de los más utilizados en la industria. Aun cuando el modelo del filtro activo es no lineal, se encontró una manera de representarlo como dos funciones de transferencia conectadas en cascada. A partir de esta representación y haciendo las suposiciones adecuadas, el modelo se simplificó de manera que se logró sintonizar de forma separada tanto el lazo externo como el lazo interno. Asumiendo que el esquema de control se implementa en un dispositivo digital, se ha tomado como referencia la frecuencia de muestreo fs. La sintonización del PI del lazo interno se basa en hacer que la función de transferencia en lazo cerrado tenga ganancia unitaria y una fase cero, para lograr un buen seguimiento en el rango de frecuencias que se desea compensar. Así mismo la sintonización del PI del lazo externo se basa en el cálculo de los parámetros de respuesta al escalón, con el fin de regular el voltaje del bus de cd. Para validar la consistencia de la metodología se presentan resultados con distintos valores de frecuencia de muestreo y voltaje de la red eléctrica. Se muestran resultados en simulación y experimentación. Palabras clave: Control en cascada, Filtro activo de potencia, Compensación de armónicos de corriente, Controladores PI, Calidad de la energía, Compensación de potencia reactiva.