Modelamiento y Diseño de un Convertidor Bidireccional con Supercapacitor en Aplicaciones con Generador Eléctrico de Velocidad Variable

Abstract

El presente proyecto de tesis desarrolla el modelamiento y diseño de un convertidor bidireccional con supercapacitor en aplicaciones con generador eléctrico de velocidad variable, este diseño permitirá que la energía de regeneración proveniente del motor de inducción principal de elevación cuando el contenedor es transportado hacia abajo, cargue los supercapacitores a través del convertidor bidireccional, que se comportara en modo buck, luego en el siguiente ciclo de operación del equipo, es decir, cuando el contenedor es izado o cuando el spreader se traslada hacia arriba, esta energía almacenada se descargara, cambiando el modo de operación del convertidor a modo boost, alimentando el bus DC, esta energía será aprovechada por el inversor de elevación o de hoist haciendo posible el movimiento hacia arriba.

La energía almacenada se ira descargando, reduciendo la potencia neta, en ese momento la energía será que necesita el motor de hoist será compensado por el generador diésel, reduciendo así el consumo de combustible que es el objetivo principal de este proyecto. En el desarrollo del proyecto, se ha visto por conveniente ejecutarlo en dos fases, la primera en mejorar el lazo de control de demanda de potencia, el cual, el actual control es un control PI a un controlador PID con filtro en la parte derivativa con dos etapas, la segunda fase el diseño del convertidor bidireccional simulado en Matlab.

La implementación de la primera fase se ha realizado en el equipo, recolectando la suficiente data para poder generar indicadores de litros / movimiento, que son comparados con la simulación del convertidor bidireccional para así determinar el porcentaje de ahorro entre las mejoras, dando resultados muy interesantes y que dan un retorno de inversión la segunda fase es implementada en el equipo

Palabras claves: Convertidor, Controlador PID, Ultracapacitores, Regeneración