Regulación de la tensión eléctrica de un convertidor CD-CD tipo Buck para una celda de electrocoagulación
Resumen
La electrocoagulación (EC) es un proceso electroquímico para desestabilizar contaminantes presentes en el agua mediante la aplicación de energía eléctrica, a través de electrodos sumergidos en el agua. Uno de los factores que afectan el proceso de EC es el suministro de la energía eléctrica, ésta se cuantifica mediante la densidad de corriente, que relaciona la corriente aplicada y el área de los electrodos. Diferentes autores sugieren que, para obtener un mejor desempeño en el proceso de EC, la densidad de corriente se debe mantener constante. Sin embargo, debido a la variación en la resistividad del agua, existirán cambios en la densidad de corriente aplicada, disminuyendo la eficiencia de remoción de contaminantes. Con el objetivo de mantener constante a la tensión en una celda de electrocoagulación, este trabajo se presenta el modelado, diseño y simulación de controladores Proporcional Integral Derivativo (PID) y Proporcional Derivativo más un Observador Proporcional Integral Generalizado (PD+GPI por sus siglas en inglés) para la regulación de la tensión eléctrica en el proceso de electrocoagulación para el tratamiento de aguas grises mediante un convertidor CD-CD tipo Buck.Descargas
Citas
Åström, K. J. and Hägglund, T. (2009). Control PID avanzado. Pearson, Madrid.
Cantera-Cantera, L. A. y Calvillo-T´ellez, A. (2020). Photovoltaic solar power for a wastewater electrocoagulation prototype alimentación solar fotovoltaica para un prototipo de electrocoagulación de aguas residuales. Journal of Scientific and Technical Applications, pages 32–36.
Cantera-Cantera, L. A., Calvillo-T´ellez, A., y Lozano-Hern´adez, Y. (2020). Turbidity, dissolved oxygen and ph measurement system for grey water treatment process by electrocoagulation. Journal of Technological Development, pages 4–14.
Garcia-Segura, S., Eiband, M. M. S., de Melo, J. V., y Martínez-Huitle, C. A. (2017). Electrocoagulation and advanced electrocoagulation processes: A general review about the fundamentals, emerging applications and its association with other technologies. Journal of Electroanalytical Chemistry, 801:267–299.
Garrido, R. y Luna, J. L. (2017). Micro-posicionamiento de un motor piezoeléctrico ultrasónico lineal basado en observadores proporcionales integrales generalizados.
Martínez Cruz, G., García Osornio, A., Hernández Palacios, V. O., y Ramírez Salgado, M. d. R. (2019). Manual de conductividad de electrolitos.
Ogata, K. (2003). Ingeniería de control moderna. Pearson Educación.
Omaña-Butrón, A. J., Leines-Martínez, A., Ramírez-Díaz, A., Galván-Guerra y R., Velázquez-Velázquez, J. E. (2020). Implementación de controladores por modos deslizantes en un convertidor boost. Pädi Boletín Científico de Ciencias Básicas e Ingenierías del ICBI, 8(15):82–91.
Restrepo Mejía, A. P., Arango Ruiz, A. ., and Garcés Giraldo, L. F. (2006). La electrocoagulación: retos y oportunidades en el tratamiento de aguas.
Sira-Ramirez, H. J. y Silva-Ortigoza, R. (2006). Control design techniques in power electronics devices. Springer Science & Business Media.
Velázquez-Velázquez, J.-E., Galván-Guerra, R., Ortega-Pérez, J.-A., Lozano-Hernández, Y., y Villafuerte-Segura, R. (2020). Finite-time current tracking in boost converters by using a saturated super-twisting algorithm. Complexity, 2020.
Zurita-Bustamante, E. W., Linares-Flores, J., Guzmán-Ramírez, E., y Sira-Ramírez, H. (2011). A comparison between the gpi and pid controllers for the stabilization of a dc-dc buck converter: A field programmable gate array implementation. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 58(11):5251–5262.
