Construcción y puesta a punto de un prototipo de inversor CC/CA programable de forma remota que se puede usar conectado a red o para alimentar cargas aisladas

Un inversor de vanguardia para redes eléctricas y cargas aisladas

Programable de forma remota de acuerdo a las tendencias actuales de Industria 4.0

Resumen del proyecto

El objeto de la invención es un inversor monofásico que permite generar una forma de onda senoidal con unas características determinadas (frecuencia, amplitud, desfase con respecto a la fase de la red eléctrica o a otra forma de onda cualquiera que se tome como referencia y número de puntos de muestreo por ciclo para definir la forma de onda). Los valores de entrada pueden ser proporcionados por el usuario de forma remota desde una interfaz preparada a tal efecto o pueden ser el resultado del módulo de control, que variará según el inversor esté conectado a red o alimentando cargas aisladas. A partir de esos parámetros, el inversor genera directamente la forma de onda requerida, independientemente de las condiciones a la entrada del mismo, siempre que la potencia entrante sea suficiente.

En el caso de que funcione alimentando cargas aisladas, el inversor se encarga de mantener la tensión requerida por esas cargas, que puede ser la tensión nominal de 230 V u otra cualquiera con la única limitación de que sea compatible con la tensión a la entrada del inversor. Esto es, la tensión en el lado de alterna del inversor tiene que ser menor o igual que la del lado de continua dividido por la raíz de dos. Asimismo, puede alimentar a cargas que trabajen a la frecuencia nominal de 50 Hz en nuestro país o de 60 Hz en algunos otros países o a otra frecuencia distinta porque el inversor puede variar la frecuencia de trabajo de forma continua entre los valores de 20 y 150 Hz y mantenerla en el valor elegido.

En el caso de que el inversor trabaje conectado a la red eléctrica, la tensión y la frecuencia de trabajo vienen determinadas por ella, pero el inversor permite controlar la potencia activa y reactiva entregada o recibida de la red eléctrica a través de la amplitud y la fase de la onda generada por el inversor, que pueden ser establecidas de forma automática para seguir una determinada ley de control o de forma manual en la interfaz de usuario del inversor.

Un último parámetro que puede variar el usuario es el número de puntos por ciclo que el inversor usa para definir la onda senoidal. Este parámetro permite mejorar el valor de distorsión total (Total, Harmonic Distortion, THD) de la onda generada en función de las características de la tensión a la entrada del inversor y de otros parámetros que puedan afectar.

Para conseguir esta versatilidad, y al contrario de como se hace tradicionalmente, la onda generada por este inversor no sigue una señal de referencia (que es, tradicionalmente, el verdadero resultado del módulo de control), sino que se genera directamente con los parámetros requeridos, que son el resultado del control correspondiente a cada modo de funcionamiento o son aportados por el usuario de forma remota a través de una interfaz adecuada.

Convocatoria: Convocatoria 2017 de ayudas a actividades de transferencia de conocimiento entre los agentes del sistema andaluz del conocimiento y el tejido productivo.

Entidad financiadora: Junta de Andalucía. Incentivos a los agentes del sistema andaluz del conocimiento ayudas a la I+D+i, en el ámbito del Plan Andaluz de Investigación, Desarrollo e Innovación (PAIDI 2020).

Equipo

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José Manuel Andújar Márquez

Doctor Ingeniero por la Universidad de Huelva y Catedrático desde 2010 en el Dpto. de Ing. Electrónica, de Sistemas Informáticos y Automática. Responsable del proyecto.

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María Reyes Sánchez Herrera

Doctora Ingeniera Industrial y Profesora Titular de Universidad desde 2010 en el Dpto. Ingeniería Eléctrica y Térmica, de Diseño y Proyectos.

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Andrés Mejías Borrero

Doctor Ingenierio Industrial y Profesor Titular de Universidad desde 2012 en el Dpto. de Ing. Electrónica, de Sistemas Informáticos y Automática.

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Marco A. Márquez Sánchez

Doctor Ingenierio Industrial con 33 años de experiencia docente en Institutos de Secundaria de Formación Profesional.

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Resultados

Este proyecto ha producido distintos resultados significativos. Los más importantes se enumeran a continuación:

  • Artículos publicados en revistas. (Acceso público).
  • Artículos publicados en congresos. (Acceso público).
  • Informes. (Acceso restringido).
  • Videos. (Acceso restringido).
  • Memorias de seguimiento y final del proyecto. (Acceso restringido).

Qué tipos de inversores existen hoy en el mercado.

Qué características suelen presentar dichos inversores.

De qué características carecen habitualmente.

El objetivo general es la construcción y puesta a punto de un prototipo de inversor CC/CA con programación remota para uso conectado a red o para cargas aisladas.

Esto se traduce en múltiples objetivos específicos distintos.