La necessità di avere edifici e abitazioni sostenibili, energeticamente efficienti, dotati di sistemi di produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili e capaci di parziale autosufficienza energetica, fa sì che venga impiegato un numero sempre più elevato di convertitori elettronici di potenza. Essi adattano le caratteristiche della sorgente (rete elettrica nazionale, fonti rinnovabili o accumulatori) a quelle del carico (o del sistema di accumulo), modificandone la tensione, la corrente e la frequenza. Le sorgenti possono essere AC o DC e, nel caso di sorgenti rinnovabili, presentano livelli di tensione e correnti variabili in dipendenza dalle grandezze meteo-climatiche. Di contro il carico richiede livelli di tensione costanti a fronte di variazioni anche brusche della potenza assorbita. Inoltre, ormai diversi carichi funzionano intrinsecamente in DC e i relativi convertitori sono spesso integrati nell'apparecchio (PC, TV, telefoni, ma anche lavatrici con motori controllati mediante inverter). Per questo motivo, la comunità scientifica e, in particolare l'u.o.s. di Palermo dell'ISSIA (Istituto di Studi sui Sistemi Intelligenti per l'Automazione) del CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche), stanno investigando la possibilità di sfruttare sistemi di distribuzione dell'energia elettrica in corrente continua (DC) all'interno di edifici e abitazioni con il vantaggio di ridurre il numero di stadi di conversione, le conseguenti perdite e, potenzialmente, abbattere i costi di impianto e di esercizio. Tuttavia, la conversione AC/DC prevede l'utilizzo di un raddrizzatore, ossia un convertitore di potenza, il cui impiego presenta degli svantaggi in termini di sfasamento tra tensione di rete e corrente assorbita, di distorsione armonica e di inquinamento della rete lato AC. La soluzione a questo problema è la correzione del fattore di potenza (PF) del raddrizzatore attraverso metodi passivi o attivi. Tra i metodi attivi, una possibilità è offerta dal convertitore boost PFC (Power Factor Correction). Con riferimento a tale convertitore, è possibile migliorare le prestazioni dinamiche già ottenute in letteratura mediante la modifica del suo schema di controllo classico. In particolare, sarà introdotta un'azione di feed-forward, a partire da grandezze elettriche stimate mediante un controllo adattativo basato su modello di riferimento (MRAS).
Miglioramento delle prestazioni dinamiche di un convertitore boost PFC mediante azione feedforward ed osservatori MRAS
S M Collura;M C Di Piazza;M Luna;A Sauro;S G Scordato;G Vitale
2014
Abstract
La necessità di avere edifici e abitazioni sostenibili, energeticamente efficienti, dotati di sistemi di produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili e capaci di parziale autosufficienza energetica, fa sì che venga impiegato un numero sempre più elevato di convertitori elettronici di potenza. Essi adattano le caratteristiche della sorgente (rete elettrica nazionale, fonti rinnovabili o accumulatori) a quelle del carico (o del sistema di accumulo), modificandone la tensione, la corrente e la frequenza. Le sorgenti possono essere AC o DC e, nel caso di sorgenti rinnovabili, presentano livelli di tensione e correnti variabili in dipendenza dalle grandezze meteo-climatiche. Di contro il carico richiede livelli di tensione costanti a fronte di variazioni anche brusche della potenza assorbita. Inoltre, ormai diversi carichi funzionano intrinsecamente in DC e i relativi convertitori sono spesso integrati nell'apparecchio (PC, TV, telefoni, ma anche lavatrici con motori controllati mediante inverter). Per questo motivo, la comunità scientifica e, in particolare l'u.o.s. di Palermo dell'ISSIA (Istituto di Studi sui Sistemi Intelligenti per l'Automazione) del CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche), stanno investigando la possibilità di sfruttare sistemi di distribuzione dell'energia elettrica in corrente continua (DC) all'interno di edifici e abitazioni con il vantaggio di ridurre il numero di stadi di conversione, le conseguenti perdite e, potenzialmente, abbattere i costi di impianto e di esercizio. Tuttavia, la conversione AC/DC prevede l'utilizzo di un raddrizzatore, ossia un convertitore di potenza, il cui impiego presenta degli svantaggi in termini di sfasamento tra tensione di rete e corrente assorbita, di distorsione armonica e di inquinamento della rete lato AC. La soluzione a questo problema è la correzione del fattore di potenza (PF) del raddrizzatore attraverso metodi passivi o attivi. Tra i metodi attivi, una possibilità è offerta dal convertitore boost PFC (Power Factor Correction). Con riferimento a tale convertitore, è possibile migliorare le prestazioni dinamiche già ottenute in letteratura mediante la modifica del suo schema di controllo classico. In particolare, sarà introdotta un'azione di feed-forward, a partire da grandezze elettriche stimate mediante un controllo adattativo basato su modello di riferimento (MRAS).I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
