Evaluación del compromiso entre distorsión armónica y eficiencia energética en los sistemas de mejoramiento del factor de potencia de los alimentadores Zeta, Luo y Cuk para motores de DC sin escobillas

• Autores: Saúl Eduardo Ruiz Sarzosa, Carlos Felipe Rengifo Rodas, Edinson Franco Mejía
• Localización: I+ T+ C: Investigación, tecnología y ciencia, ISSN-e 2805-7201, ISSN 1909-5775, Vol. 1, Nº. 11, 2017 (Ejemplar dedicado a: Revista I+T+C - Investigación, Tecnología y Ciencia), págs. 97-110
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Evaluation of the compromise between harmonic distortion and energy efficiency in the power factor improvement systems of the Zeta, Luo and Cuk feeders for brushless DC motors
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    El objetivo del presente artículo es evaluar el compromiso existente entre la distorsión armónica y la eficienciaenergética de los manejadores para motores de DC sin escobillas, basados en los convertidores Zeta, Luo y Cuk aislados para determinar las ventajas y contribuciones de cada convertidor respecto a la eficiencia energética. Así mismo, la relación que tiene dicha eficiencia con la calidad de la energía eléctrica. Para realizar la evaluación planteada se han utilizado los modelos de los convertidores encontrados en la literatura, como también los modelos de simulación del inversor y del motor encontrados en la herramienta Simscape Electronics del software Matlab. La investigación se centró en comparar el factor de potencia, la distorsión armónica total (THD) y la eficiencia energética (entendida como el cociente entre la energía activa consumida por el motor y la energía activa entregada por la red de AC) de un sistema alimentador para un motor BLDC. Para efectuar la comparación se definieron dos criterios de desempeño basados, respectivamente, en la simulación del sistema con los convertidores en modo ideal y en modo real. De las pruebas experimentales se observó que conforme aumenta la eficiencia energética del sistema aumenta la THD y disminuye el factor de potencia visto por la red de AC. Del trabajo se concluyó que el convertidor Luo es el que presenta el mejor compromiso entre distorsión armónica y eficiencia energética.

  • English

    The objective of this article is to evaluate the existing compromise between the harmonic distortion and theenergy efficiency of the drivers for brushless DC motors based on the isolated Zeta, Luo and Cuk converters to determinethe advantages and contributions of each converter with respect to the energetic efficiency, also, the relation that has thisefficiency with the quality of the electrical energy. In order to carry out the proposed evaluation, the inverter models foundin the literature were used, as well as the inverter and motor simulation models found in the Simscape Electronics tool ofthe Matlab software. The research focused on comparing the power factor, total harmonic distortion (THD) and energyefficiency (understood as the quotient between the active energy consumed by the motor and the active energy deliveredby the AC network) of a feeder system for a BLDC motor. To make the comparison, two performance criteria were definedbased on the simulation of the system with the converters in ideal mode and in real mode. From the experimental tests itwas observed that as the energy efficiency of the system increases, the THD increases and the power factor seen by the ACnetwork decreases. From the work it was concluded that the Luo converter is the one that presents the best compromisebetween harmonic distortion and energy efficiency