Control difuso para la corrección activa del factor de potencia

The harmonic distortion introduced to the power grid by the massive use of low-power electronic equipment, is currently a major global problem of quality and efficiency of the network. The nonlinear characteristic of these devices produces large harmonic currents, which generate heat, faults and over current in a system designed for 60 Hz. Traditional solutions based on passive filters not only fail to solve the problem completely, but are to be bulky and expensive. Active solutions, on the other hand, require the use of high performance control schemes, given the need to rebuild the current wave while output regulation is made, all at a much higher rate than that of network. In this sense, we present here a proposal for a scheme based on fuzzy logic control for active correction of power factor on a DC/DC boost converter. The structure and design are raised according to the operational and performance requirements for a typical medium power application. The final performance is verified by tests on a laboratory prototype, assessing and analyzing the behavior to changes in input voltage. The results show a significant reduction in harmonic content (PF = 0.924, THD = 21.2%), and high dynamic response around the operating point (response times below 100 ms).La distorsión armónica que se introduce a la red eléctrica de potencia por el uso masivo de equipo electrónico de baja potencia es actualmente un gran problema de calidad y eficiencia de la red a nivel mundial. La característica no lineal de estos equipos produce grandes armónicos de corriente que generan calentamientos, fallas y sobrecorrientes cuando circulan en un sistema diseñado para 60 Hz. Las soluciones tradicionales basadas en filtros pasivos no logran resolver completamente el problema, si bien diseñarlas a frecuencias de red y potencia del equipo resulta voluminoso y costoso. Por otro lado, las soluciones activas exigen el uso de esquemas de control de alto desempeño, dada la necesidad de reconstrucción de la onda de corriente mientras se realiza regulación de salida, todo ello a una velocidad muy superior a la de la red. En este sentido, se presenta aquí una propuesta de esquema de control basado en lógica difusa para la corrección activa del factor de potencia sobre un convertidor DC/DC tipo boost. La estructura y diseño se plantean de acuerdo a las necesidades de operación y desempeño para una aplicación típica de media potencia. El desempeño final se verifica con base en pruebas sobre un prototipo de laboratorio, evaluando y analizando el comportamiento frente a cambios en el voltaje de entrada. Los resultados demuestran una significativa reducción en el contenido armónico (PF = 0.924, THD = 21.2%), y una gran respuesta dinámica alrededor del punto de operación (tiempos de respuesta inferiores a los 100 ms)