High-quality power of the packed U-cell 5 inverter using PID and Fuzzy Logic Control

Resumen

Esta investigación analiza el rendimiento de los inversores PUC (Packaged U-Cell) de cinco y siete celdas, destacando sus ventajas en la reducción de la distorsión armónica y la mejora del rendimiento del sistema, especialmente cuando se utilizan con filtros de baja potencia y menos componentes, en comparación con inversores tradicionales como los de punto neutro fijado, los de puente H en cascada y los de condensadores flotantes. Ambos inversores emplean un método PWM sinusoidal (técnica de Modulación por Ancho de Pulso). El estudio evalúa la eficacia de los inversores PUC 7 y PUC 5, destacando sus diferencias estructurales. El inversor PUC 7 presenta una mayor complejidad debido a la inclusión de numerosos sensores y sistemas de control que regulan la tensión del lado del condensador, manteniéndola aproximadamente a un tercio de la tensión de CC de entrada para garantizar un correcto equilibrio de tensión. Este inversor presenta dificultades para el equilibrio de tensión y requiere mediciones precisas de los sensores. En cambio, el inversor PUC 5 funciona sin estos problemas, utilizando tecnología sin sensores que elimina la necesidad de equilibrar la tensión, lo que lo convierte en una alternativa más sencilla y rentable. Este estudio también investiga la mejora de la distorsión armónica total (THD) en el inversor PUC 5 mediante la aplicación de control de lógica difusa y controladores PID. Estas estrategias de control buscan reducir la THD y mejorar el rendimiento general del sistema. La eficacia de los métodos propuestos se valida mediante simulaciones, que demuestran las ventajas del inversor PUC 5 en términos de simplicidad, rendimiento y reducción de la distorsión armónica, en comparación con el inversor PUC 7, más complejo. Los resultados proporcionan información valiosa para seleccionar la configuración óptima del inversor en aplicaciones donde la mitigación de la distorsión armónica es crucial.