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Passivity Based Control Control of a Three-Phase Front End Converter
No full textA passivity-based nonlinear controller for a three-phase front end converter used for connection of renewable energy sources to the grid is presented in this paper. The control objectives are to inject all the generated power into the grid and control the reactive power exchanged with the power system. The system is represented by its port-controlled Hamiltonian model and the controller is designed by interconnection and damping assignment. The design of the controller allows a direct control of the DC link dynamics and avoids the use of derivatives in the implementation of the control equations. The performance of the proposed control strategy is validated through simulations.Fil: Serra, Federico Martin. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Ingenieria. Grupo de Elctronica Aplicada; Argentina;Fil: de Angelo, Cristian Hernan. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Ingenieria. Grupo de Elctronica Aplicada; Argentina;Fil: Forchetti, Daniel Gustavo. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Ingenieria. Grupo de Elctronica Aplicada; Argentina
Control basado IDA-PBC de un convertidor trifásico de frente activo para un sistema de generación eólica autónomo
No full textEn este trabajo se presenta el diseño de un controlador para un convertidor trifásico de frente activo utilizado en un sistema de generación de energía eléctrica autónomo, a partir de un recurso eólico. El objetivo de control consiste en mantener la tensión de salida con amplitud y frecuencia constante independientemente de la carga solicitada. El controlador es diseñado utilizando la estrategia de asignación de interconexión y amortiguamiento y la estabilidad del sistema es asegurada mediante la elección de la función de energía del sistema a lazo cerrado. El desempeño de la estrategia de control propuesta es validado mediante simulaciones realizadas usando un modelo realista del convertidor.Fil: Serra, Federico Martin. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Ingenieria. Grupo de Elctronica Aplicada; Argentina;Fil: de Angelo, Cristian Hernan. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Ingenieria. Grupo de Elctronica Aplicada; Argentina;Fil: Forchetti, Daniel Gustavo. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Ingenieria. Grupo de Elctronica Aplicada; Argentina
Control basado en pasividad de un filtro activo shunt para compensación de armónicos
Full text linkSe presenta el diseño de un controlador no lineal, basado en pasividad, para un filtro activo shunt utilizado para compensar las componentes armónicas consumidas por una carga no lineal. El objetivo de control consiste en inyectar la corriente de compensación necesaria para que la corriente consumida desde el sistema de potencia sea sinusoidal pura y balanceada,independientemente de si la tensión de red presenta desbalance y/o armónicos. Las referencias de la corriente de compensación son obtenidas haciendo uso de la Teoría de la Potencia Reactiva Instantánea. El sistema es representado mediante su modelo hamiltoniano controlado por puerto, y el controlador es diseñado mediante asignación de interconexión y amortiguamiento utilizando un método constructivo basado en técnicaFil: Serra, Federico Martin. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Ingenieria. Grupo de Elctronica Aplicada; Argentina;Fil: de Angelo, Cristian Hernan. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Ingenieria. Grupo de Elctronica Aplicada; Argentina;Fil: Forchetti, Daniel Gustavo. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Ingenieria. Grupo de Elctronica Aplicada; Argentina
Interconnection and Damping Assignment Control of a Three-phase Front End Converter
Full text linkA new nonlinear control strategy for a three-phase front end converter used to connect renewable energy sources to the grid is proposed in this paper. The controller is designed in order to inject all the generated power into the grid, while the reactive power can be controlled to meet the power system requirements. The system is represented through its port controlled Hamiltonian model, and the controller is designed by interconnection and damping assignment. This design method allows an intuitive way to remove the undesired couplings between system dynamics while assigning the damping required to achieve the expected convergence rate. The proposed controller allows a direct control of the DC link voltage dynamics by proper selection of the controller parameters. Moreover, an integral action is added to the proposed controller in order to eliminate the steady- state error in the system variables. The proposal is validated through simulation tests performed using a realistic converter model.Fil: Serra, Federico Martin. Universidad Nacional de Rio Cuarto; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba; ArgentinaFil: de Angelo, Cristian Hernan. Universidad Nacional de Rio Cuarto; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba; ArgentinaFil: Forchetti, Daniel Gustavo. Universidad Nacional de Rio Cuarto; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba; Argentin
Maximizing Energy Transference in PMSG with Arbitrary EMF Waveform
Full text linkA control method is proposed with the objective of maximizing the energy transference in permanent magnet synchronous generators (PMSG). Such control is based on the evaluation of instantaneous power components. First, the conventional control strategy 6 steps for PMSG in compared with the strategy proposed for 3-wire systems where the latter has the advantage of minimizes copper losses and reduce torque ripple. Then a 4-wire systems is analyzed, the topology implemented connect the neutral point of the generator to the midpoint of the DC bus capacitor bank, in these case, the strategy proposed can increase the energy transfer exploiting the homopolar current flow. Simulation results are presented and analyzed to validate the proposed strategies for generators with three different EMF waveforms. From these results, it can be concluded that when neutral is connected, it is possible to take advantage of the homopolar components of the generator EMF by imposing and adequate current with the objective of maximizing the generator power.Fil: Catuogno, Guillermo Ricardo. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Ingeniería. Grupo de Electronica Aplicada; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Forchetti, Daniel Gustavo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Ingeniería. Grupo de Electronica Aplicada; ArgentinaFil: Garcia, Guillermo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Ingeniería. Grupo de Electronica Aplicada; ArgentinaFil: Leidhold, Roberto. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg; Alemani
IDA-PBC control of a DC–AC converter for sinusoidal three-phase voltage generation
Full text linkAn interconnection and damping assignment (IDA) controller is proposed for regulating the output voltage and frequency of a three-phase DC–AC converter, independently of the supplied load. A modified IDA strategy is used to design the controller, in order to obtain a proper tracking of the reference variables. Moreover, the closed-loop stability is ensured through a proper choice of the desired energy function. Different from classical approaches, such as conventional PI control in dq coordinates, the proposed controller provides a better dynamic response while it allows performing a joint design of the voltage and current control loops. Besides, the proposed modified IDA design allows a more precise output voltage control when supplying nonlinear loads, when compared with the classical IDA design. Simulations and experimental results are presented for validating the proposal.Fil: Serra, Federico Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis; Argentina. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ingeniería y Ciencias Agropecuarias. Laboratorio de Control Automático; ArgentinaFil: de Angelo, Cristian Hernan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Ingeniería. Grupo de Electronica Aplicada; ArgentinaFil: Forchetti, Daniel Gustavo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Ingeniería. Grupo de Electronica Aplicada; Argentin
Power Flow Maximization in Permanent-Magnet Generators
Full text linkThe main hypothesis proposed in this paper is that by controlling the harmonic and zero-sequence components of the current in nonsinusoidal permanent-magnet synchronous generators (PMGs), additional energy can be obtained, thereby increasing the machine power density without increasing the Joule effect losses. Two different strategies are proposed for three- and four-wire topologies; therefore, four different cases are analyzed. The strategies consist in controlling the PMG stator currents, following a function that depends on the waveform of the back electromotive force (EMF). The current function is obtained from the instantaneous reactive power theory. An experimental system was built to validate the proposal. Experimental results prove that it is possible to increase power in a tested PMG by 7% using the four-wire topology in comparison with the conventional block commutation and same losses. Higher power gain can be obtained for machines with almost rectangular-shaped EMF waveforms.Fil: Catuogno, Guillermo Ricardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Ingeniería. Grupo de Electronica Aplicada; ArgentinaFil: Forchetti, Daniel Gustavo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Ingeniería. Grupo de Electronica Aplicada; ArgentinaFil: Leidhold, Roberto. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg; AlemaniaFil: Garcia, Guillermo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Rio Cuarto. Facultad de Ingeniería. Grupo de Electronica Aplicada; Argentin
Adaptive observer for sensorless control of stand-alone doubly fed induction generator
Full text linkA sensorless control strategy for a doubly fed (wound rotor) induction machine working in variable-speed stand-alone power systems without using mechanical sensors is presented in this paper. Stator voltage magnitude and frequency are regulated using two field-oriented control loops. A Luenberger observer is used to estimate the stator flux, while an adaptive scheme modifies the rotor position required in the stator flux estimation. Stator voltage magnitude and frequency control loops behave very well for steady state as well as for transient states like startup, speed variations, or electric load changes. Experimental results are presented to validate this proposal.Fil: Forchetti, Daniel Gustavo. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: García, Guillermo Osvaldo. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; ArgentinaFil: Valla, Maria Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señales. Universidad Nacional de La Plata. Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señales; Argentin
A control strategy for stand-alone wound rotor induction machine
Full text linkA control strategy to regulate the frequency and voltage of a stand-alone wound rotor induction machine is presented. This strategy allows the machine to work as a generator in stand-alone systems (without grid connection) with variable rotor speed. A stator flux-oriented control is proposed using the rotor voltages as actuation variables. Two cascade control loops are used to regulate the stator flux and the rotor currents. A closed loop observer is designed to estimate the machine flux which is necessary to implement these control loops. The proposed control strategy is validated through simulations with satisfactory results.Fil: Forchetti, Daniel Gustavo. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ingeniería. Grupo de Electrónica Aplicada; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Solsona, Jorge Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages". Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería Eléctrica y de Computadoras. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica "Alfredo Desages"; ArgentinaFil: Garcia, Guillermo. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ingeniería. Grupo de Electrónica Aplicada; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Valla, Maria Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrotecnia. Laboratorio de Electrónica Industrial, Control e Instrumentación; Argentin
Application of the modified IDA‐PBC for shunt active power filters control
Full text linkThe design of a passivity-based nonlinear controller for a shunt active power filter to be used for the compensation of harmonic currents consumed by nonlinear loads is presented in this paper. The main objective of designed controller is to inject the necessary compensation current into the system so that the grid current is sinusoidal and balanced, regardless of whether the grid voltage is unbalanced and/or distorted. The references for the compensation currents are obtained from applying the pq theory. The controller is designed on the basis of a modified interconnection and damping assignment technique, which allows solving a tracking control problem. An integral action controller is added to the proposed controller using the same design technique, in order to eliminate the errors produced by parameter variations or uncertainties. The behavior of the proposed control strategy is validated through simulation using a realistic model, which includes converter switching and losses, grid distortion, and parameter variations.Fil: Serra, Federico Marti. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ingeniería y Ciencias Agropecuarias. Laboratorio de Control Automático; ArgentinaFil: de Angelo, Cristian Hernan. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; ArgentinaFil: Forchetti, Daniel Gustavo. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentin
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