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Studio di fattibiltà di un sistema generalizzato per il power conditioning

L’uso massiccio di dispositivi elettronici ha portato negli ultimi decenni alla distorsione delle forme d’onda di tensione e corrente nelle reti in corrente alternata; come conseguenza si ha la presenza di armoniche, subarmoniche e interarmoniche nello spettro di tensione e corrente.
La distorsione armonica ha introdotto notevoli problemi sia nelle applicazioni industriali che nella trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica.
Inoltre la presenza di carichi distorcenti e a basso fattore di potenza, unita ai dispositivi elettronici, ha peggiorato la qualità dell’energia fornita dall’ente distributore.
Un primo passo per la risoluzione dei problemi dovuti alle armoniche è stato l’introduzione dei filtri passivi negli impianti industriali.
I classici filtri passivi presentano però dei problemi che possono essere invece facilmente superati con l’utilizzo di filtri attivi.
I filtri attivi non attuano solo una compensazione armonica ma permettono anche una modulazione di potenza istantanea, consentono il rifasamento, la compensazione di carichi squilibrati e la ricarica delle batterie dell’inverter.
Scopo della tesi è lo studio di fattibilità di un circuito in cui si utilizzano due filtri attivi: uno collegato in serie alla rete e l’altro in parallelo.
Questo dispositivo avrà il compito non solo di effettuare la compensazione armonica della tensione di rete e della corrente di carico ma anche quello di rifasamento; nello studio del circuito si prevederà anche la possibilità di compensare i buchi di tensione e le interruzioni di corrente.
Nel corso della tesi sarà affrontato prima uno studio teorico del circuito proposto, poi si provvederà al suo dimensionamento.
Inoltre si simulerà il funzionamento del sistema, attraverso le equazioni di stato, per verificare che i componenti dimensionati siano idonei.
Come parte finale si faranno degli accenni sul tipo di controllo utilizzato in questi sistemi, in particolar modo verrà proposta una soluzione da adottare per il dispositivo studiato.

L’uso massiccio di dispositivi elettronici ha portato negli ultimi decenni alla distorsione delle forme d’onda di tensione e corrente nelle reti in corrente alternata; come conseguenza si ha la presenza di armoniche, subarmoniche e interarmoniche nello spettro di tensione e corrente.
La distorsione armonica ha introdotto notevoli problemi sia nelle applicazioni industriali che nella trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica.
Inoltre la presenza di carichi distorcenti e a basso fattore di potenza, unita ai dispositivi elettronici, ha peggiorato la qualità dell’energia fornita dall’ente distributore.
Un primo passo per la risoluzione dei problemi dovuti alle armoniche è stato l’introduzione dei filtri passivi negli impianti industriali.
I classici filtri passivi presentano però dei problemi che possono essere invece facilmente superati con l’utilizzo di filtri attivi.
I filtri attivi non attuano solo una compensazione armonica ma permettono anche una modulazione di potenza istantanea, consentono il rifasamento, la compensazione di carichi squilibrati e la ricarica delle batterie dell’inverter.
Scopo della tesi è lo studio di fattibilità di un circuito in cui si utilizzano due filtri attivi: uno collegato in serie alla rete e l’altro in parallelo.
Questo dispositivo avrà il compito non solo di effettuare la compensazione armonica della tensione di rete e della corrente di carico ma anche quello di rifasamento; nello studio del circuito si prevederà anche la possibilità di compensare i buchi di tensione e le interruzioni di corrente.
Nel corso della tesi sarà affrontato prima uno studio teorico del circuito proposto, poi si provvederà al suo dimensionamento.
Inoltre si simulerà il funzionamento del sistema, attraverso le equazioni di stato, per verificare che i componenti dimensionati siano idonei.
Come parte finale si faranno degli accenni sul tipo di controllo utilizzato.

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2 INTRODUZIONE L uso massiccio di dispositivi elettronici ha portato negli ultimi decenni alla distorsione delle forme d onda di tensione e corrente nelle reti in corrente alternata; come conseguenza si ha la presenza di armoniche, subarmoniche e interarmoniche nello spettro di tensione e corrente. La distorsione armonica ha introdotto notevoli problemi sia nelle applicazioni industriali che nella trasmissione e distribuzione dell energia elettrica. Inoltre la presenza di carichi distorcenti e a basso fattore di potenza, unita ai dispositivi elettronici, ha peggiorato la qualit dell energia fornita dall ente distributore. Un primo passo per la risoluzione dei problemi dovuti alle armoniche Ł stato l introduzione dei filtri passivi negli impianti industriali. L utilizzo di questi dispositivi ha apportato miglioramenti a bassi costi, sia per quanto riguarda il fattore di potenza sia per le armoniche, grazie alla loro semplicit di progetto. I classici filtri passivi presentano per dei problemi che possono essere invece facilmente superati con l utilizzo di filtri attivi. I filtri attivi non attuano solo una compensazione armonica ma permettono anche una modulazione di potenza istantanea, consentono il rifasamento, la compensazione di carichi squilibrati e la ricarica delle batterie dell inverter. Diverse configurazioni dei filtri attivi sono tuttora oggetto di studio: infatti, pur essendo noto sin dagli anni 70 il principio generale di funzionamento, solo negli ultimi anni, grazie all evoluzione dei componenti dell elettronica di potenza, si Ł avuto uno sviluppo non solo teorico dei filtri attivi.

Tesi di Laurea

Facoltà: Ingegneria

Autore: Matteo Pirola Contatta »

Composta da 198 pagine.

 

Questa tesi ha raggiunto 2672 click dal 20/03/2004.

 

Consultata integralmente 2 volte.

Disponibile in PDF, la consultazione è esclusivamente in formato digitale.