Evaluation of DC-AC Single-Phase Solid-State Transformers (original) (raw)
This paper presents the development of a data acquisition system and the evaluation of the electromagnetic phenomena associated with power quality according to the IEEE Standard 1159-1992 and applied to the particular case of single-phase electrical power systems. The evaluation software is implemented in the Labview® professional software using a NI 6009 USB board of the National Instrument® as acquisition device. The hardware implementation of the sensors was shown. Also the development of the algorithm and the design of a graphical user interface for viewing of the voltage and current waveforms, spectra, frequency and the power quality disturbances such as sags, swells, undervoltage, overvoltage, so on. Likewise, at the end a concise analysis of costs is presented to show that the developed system has a lower price to current solutions that are available in the market. Finally a study case was shown.
Análisis de Transformador Monofásico con Carga
Resumen-Este informe presenta las características del transformador monofásico DL103 con carga en el secundario, la variación de la carga RL y RC, asi como su topología de conexión, presenta los circuitos equivalentes del transformador referidos al primario, diagramas fasoriales, cálculos de la potencia perdida, el índice de carga, la regulación de voltaje, eficiencia del transformador, valores por unidad. También se enfatiza en el análisis de las perdidas variables al conectar carga y observa la variación de las magnitudes eléctricas. Abstract-This report presents the characteristics of the single-phase transformer DL103 with a load on the secondary, the variation of the RL and RC load, as well as its connection topology, presents the equivalent circuits of the transformer referred to the primary, phasor diagrams, calculations of the lost power, load index, voltage regulation, transformer efficiency, values per unit. It is also emphasized in the analysis of the variable losses when connecting the load and observes the variation of the electrical quantities.. I. INTRODUCCIÓN l análisis de los transformadores monofásicos con carga, es indispensable para identificar el comportamiento de estas máquinas eléctricas al ser sometidas a diferentes tipos de cargas como pueden ser inductivas, capacitivas, resistivas o alguna combinación de ellas. La carga que se conecta a un transformador absorbe cierta cantidad de energía que es entregada por el transformador, así como también es la responsable de la exigencia de potencia a este mismo, por lo cual, el análisis de la carga es fundamental para determinar en qué condiciones de trabajo se encuentra el transformador en términos de su capacidad de suministrar potencia. II. OBJETIVOS Analizar el comportamiento del transformador monofásico sometido a cargas inductivas y capacitivas, por medio de su diagrama fasorial y su circuito equivalente exacto. III. MARCO TEÓRICO Partiendo del análisis del circuito equivalente (Figura 1) de un transformador monofásico [3], que permite identificar sus parámetros principales como son las pérdidas de cobre, flujo de dispersión e hierro, aplicando las pruebas pertinentes de cortocircuito y vacío. Fig. 1.0. Circuito equivalente del transformador referido al devanado primario. Fuente: [2]. R p = 4.4573 Ω R s ′ = 8.5184 Ω X p = 2.5887 Ω X s ′ = 2.5887 Ω R N = 9.709kΩ X M = 4.206kΩ. Con los parámetros del circuito equivalente definidos, se puede identificar que el transformador se encuentra sin carga, por lo cual, cuando se conecta una carga ya sea inductiva o capacitiva, existirá una caída de tensión en el secundario debida a la impedancia interna del transformador [1], se puede describir mediante las ecuaciones 1.0 y 1.1 respectivamente, las cuales establecen la diferencia aritmética de las tensiones del secundario sin carga y con carga , así mismo la relación entre la caída interna del transformador y la tensión de vacío, que recibe el nombre de regulación. = − (.) = −. % (.) Si se desea trabajar con las variables reflejadas en el primario, se puede utilizar la relación de transformación para convertir Ecuación 1.0 en 1.2, como se sugiere en muchas ocasiones para los análisis del transformador con carga [1], con el valor del voltaje nominal aplicado. = − ′. %
DESIGN AND IMPLEMENTATION OF STATE ESTIMATORS FOR DC-DC CONVERTERS BY USING ARDUINO BOARD
2024
In this work, the implementation of state observers in an integrated platform combining Matlab®, Simulink® and Arduino® is carried out, by means of which the state variables of an electronic converter can be accurately estimated. The plant is emulated in Matlab-Simulink, while the observers are implemented in Arduino. For this purpose, three types of observers are designed: the Luenberger observer, the Kalman filter and the sliding mode observer, for a DC-DC boost converter. The results are evaluated, allowing to highlight their advantages and disadvantages for obtaining the state variables of the converter. The methodology used has proved to be easily reproducible, which opens the possibility of future research and practical applications in the field of power electronics and control.