Search

The thesis takes a close look at the electronic architecture within a Formula Student single-seater racing car, the CAT15x, that was designed, fabricated, and validated by the BCNeMotorsport electronics department during the 2022-2023 season. It explores the overall design and function- ality of the electronic system with the goal of optimizing reliability, safety, and performance. The thesis begins by providing an introduction of the general electrical design of the CAT15x, followed by a detailed explanation of its electronic components to establish a comprehensive un- derstanding of the car. It provides overview schematics to achieve a better understanding of the design of each part of the electronics system. A thorough analysis of the Battery Management System for the Low Voltage Battery is presented, supported by detailed schematics and simu- lations. The thesis concludes with an in-depth examination of the Dashboard and Processing Unit.

En aquest document es descriu la utilització de filtres de Kalman per la millora en el control d’un motor d’imants permanents. L’objectiu del treball és millorar l’estabilitat del sistema davant soroll a les realimentacions, incrementar el rendiment i maximitzar el parell desenvolupat pel motor. Addicionalment, es busca reduir l’arrissat del parell així com estimar els paràmetres del motor. En el capítol 2 es repassa la base teòrica i l’estat de l’art en la qüestió dels filtres de Kalman així com la tecnologia emprada a l’inversor i modelització del motor. També s’introdueix breument els components principals del tren de potència d’un vehicle elèctric. En el capítol 3 s’estableix la metodologia emprada. Per a la realització del treball s’han realitzat simulacions mitjançant Simulink per avaluar els efectes de les millores proposades sobre el model del motor, inversor i ECU. En el capítol 4, es revisen els resultats obtinguts a les simulacions en diferents situacions de soroll, coneixement dels paràmetres de motor i l’estimació de paràmetres. Els resultats obtinguts mostren millores significatives respecte a no utilitzar els filtres presentats. Respecte l’estimació de paràmetres, la metodologia emprada ha resultat en una estimació precisa de la inductància del motor, mentre que l’estimació de Rs ha estat pobre. Per últim es proposen els passos futurs per poder realitzar la implementació sobre el vehicle al qual va destinat aquest projecte, el prototip de l’equip eRacing ETSEIB.

Actualment el món del transport es troba en un moment crític per l’evolució del sector. El desenvolupament de vehicles amb un sistema de propulsió alternativa al motor d’explosió es proclama un tema crucial. Aquest impàs desencadena un augment exponencial de la necessitat d’investigació sobre noves energies i el seu emmagatzematge dins del vehicle. En temps recents la principal alternativa als vehicles convencionals de combustibles fòssils ha estat el vehicle elèctric, el qual es basa en l’ús de bateries com a font d’emmagatzematge d’energia. Com a bateria s’entén una pila electroquímica que converteix l’energia química en energia elèctrica. Cal mencionar que no es objecte d’aquest document estudiar en detall aquest procés de transformació de l’energia i únicament es tractarà com a una font tèrmica. La modelització tèrmica de les bateries es una eina clau per comprendre el seu comportament optimitzant així el seu rendiment com a assegurar el correcte i segur funcionament d’aquesta. La temperatura és un factor crític que afecta tant l’eficiència com la vida útil de les bateries. Les fluctuacions de temperatura poden provocar canvis en la conductivitat i en les reaccions electroquímiques dins de les cel·les que composen la bateria influenciant les seves característiques. En aquest document es pretén elaborar una anàlisi detallat de la modelització tèrmica d’una bateria que serà construïda i testejada. L’objectiu principal es desenvolupar un model matemàtic precís que tingui la capacitat de predir l’evolució de la temperatura de la bateria durant el seu funcionament. Aquest projecte descriu el procés de desenvolupament de la bateria per la motocicleta de la competició estudiantil Motostudent en la categoria electric de l’escola ETSEIB. La memòria s’estructura en quatre grans apartats, el primer dels quals consta d’una breu introducció teòrica sobre els elements del powertrain del vehicle electric. La segona part es centra en l’elaboració i càlcul del model matemàtic de

Aquesta tesi presenta la implementació d'un sistema de control de llaç tancat per a un motor AC sense escombretes utilitzant un digital twin per al desenvolupament i proves. L'objectiu d'aquest estudi és dissenyar una estratègia de control fiable i eficient que es pugui utilitzar per controlar un motor síncron d'imants permanents (Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM) en diverses aplicacions, com ara vehicles elèctrics, robòtica i sistemes d'energies renovables. El primer pas d'aquesta investigació ha estat crear un digital twin que simuli el sistema físic, inclòs el motor, l'inversor trifàsic, la font d'alimentació i el controlador, mitjançant Simulink. El digital twin s'ha validat mitjançant un conjunt de senyals de prova i els resultats de la simulació van mostrar un bon acord amb el comportament esperat del sistema físic. L'algoritme de control s'implementa mitjançant la modulació d'amplada de pols de vectors espacials (Space Vector Pulse Width Modulation, SVPWM) en combinació amb altres conceptes matemàtics, com ara Clake i Parke, per simplificar la complexitat del sistema d'equacions restants. Així, s'obté un control més eficient tant per als càlculs com per a la commutació dels interruptors. La tècnica SVPWM genera un conjunt de vectors de tensió aplicats al motor per aconseguir la velocitat i el parell desitjats. L'algoritme de control s'ha optimitzat per obtenir una alta eficiència i una baixa distorsió harmònica. Un cop validada la simulació i produint els resultats esperats, es compila el codi del controlador per al desplegament. Esmenta que el model de controlador Simulink és la interfície de control del motor, on es mostren les variables a controlar. El rendiment del sistema s'avalua mesurant la velocitat del motor, el parell i el corrent i comparant els resultats amb la simulació. Els resultats experimentals demostren l'èxit d'implementació del digital twin, l'estimació dels paràmetres del motor i l'algorisme de control. El sistema assoleix un bon, This thesis presents the implementation of a closed-loop control system for an AC brushless motor using a digital twin for development and testing. The purpose of this study is to design a reliable and efficient control strategy that can be used to control a permanent magnet synchronous motor (PMSM) in various applications, such as electric vehicles, robotics, and renewable energy systems. The first step of this research has been to create a digital twin that simulates the physical system, including the motor, three-phase inverter, power source, and controller, using Simulink. The digital twin has been validated using a set of test signals and the simulation results showed good agreement with the expected behavior of the physical system. The control algorithm is implemented using Space Vector Pulse Width Modulation (SVPWM) in combination with other mathematical concepts, such as Clake and Parke, to simplify the complexity of the remaining system of equations. Thus, a more efficient control is obtained for both the calculations and commutation of the switches. The SVPWM technique generates a set of voltage vectors applied to the motor to achieve the desired speed and torque. The control algorithm has been optimized to achieve a high efficiency and low harmonic distortion. Once the simulation has been validated and produces the expected results, the controller code is compiled for deployment. Mencion that the Simulink controller model is the motor control interface, where the variables to be controlled are displayed. The performance of the system is evaluated by measuring the motor speed, torque, and current and comparing the results with the simulation. The experimental results demonstrate the successful implementation of the digital twin, estimation of the motor parameters, and control algorithm. The system achieves good dynamic performance. In conclusion, the developed control system offers a reliable and efficient control strategy for AC brushless motors, with pot

Mai s'insistirà prou en la importància dels vehicles elèctrics en el món actual. Aquests innovadors vehicles estan guanyant un ampli reconeixement i adopció a causa dels seus nombrosos avantatges, que van més enllà dels conductors individuals i abasten beneficis mediambientals, econòmics i socials. A més, en el panorama automobilístic actual, els vehicles s'han convertit en alguna cosa més que mers mitjans de transport. Són màquines complexes, controlades per ordinador i dissenyades per a oferir seguretat, eficiència i rendiment. En el centre d'aquesta evolució tecnològica es troba la unitat de control electrònic, un component fonamental responsable de gestionar diversos aspectes del funcionament d'un vehicle. Una unitat de control electrònic, sovint denominada ECU, és un ordinador compacte però potent dissenyat per a gestionar i optimitzar el rendiment de diversos sistemes d'un vehicle. Tot vehicle modern sol contenir diverses ECU, cadascuna d'elles responsable de funcions específiques. Alguns exemples són la gestió del control del motor, funcions de seguretat com el control del coixí de seguretat o el sistema antibloqueig de frens (ABS), o fins i tot el climatitzador i les funcions de confort dels cotxes moderns. A més, amb l'auge dels vehicles elèctrics i autònoms, les ECU exerciran un paper encara més central en la gestió de la distribució d'energia, el rendiment de la bateria i els sistemes avançats d'assistència al conductor. L'ECU és un testimoniatge del poder de l'electrònica i la informàtica per a revolucionar la indústria de l'automòbil, fent que els vehicles siguin més segurs, més eficients i agradables de conduir. Aquest projecte comprèn el disseny, desenvolupament i fabricació d'una ECU per a una motocicleta elèctrica de carreres que competirà en la setena edició de MotoStudent Electric, una competició biennal que reuneix equips d'estudiants d'enginyeria de tot el món, Nunca se insistirá lo suficiente en la importancia de los vehículos eléctricos en el mundo actual. Estos innovadores vehículos están ganando un amplio reconocimiento y adopción debido a sus numerosas ventajas, que van más allá de los conductores individuales y abarcan beneficios medioambientales, económicos y sociales. Además, en el panorama automovilístico actual, los vehículos se han convertido en algo más que meros medios de transporte. Son máquinas complejas, controladas por ordenador y diseñadas para ofrecer seguridad, eficiencia y rendimiento. En el centro de esta evolución tecnológica se encuentra la unidad de control electrónico, un componente fundamental responsable de gestionar diversos aspectos del funcionamiento de un vehículo. Una unidad de control electrónico, a menudo denominada ECU, es un ordenador compacto pero potente diseñado para gestionar y optimizar el rendimiento de varios sistemas de un vehículo. Todo vehículo moderno suele contener varias ECU, cada una de ellas responsable de funciones específicas. Algunos ejemplos son la gestión del control del motor, funciones de seguridad como el control del airbag o el sistema antibloqueo de frenos (ABS), o incluso el climatizador y las funciones de confort de los coches modernos. Además, con el auge de los vehículos eléctricos y autónomos, las ECU desempeñarán un papel aún más central en la gestión de la distribución de energía, el rendimiento de la batería y los sistemas avanzados de asistencia al conductor. La ECU es un testimonio del poder de la electrónica y la informática para revolucionar la industria del automóvil, haciendo que los vehículos sean más seguros, más eficientes y agradables de conducir. Este proyecto comprende el diseño, desarrollo y fabricación d, The importance of electric vehicles (EVs) in today's world cannot be overstated. These innovative vehicles are gaining widespread recognition and adoption due to their numerous advantages, which extend beyond individual drivers to encompass environmental, economic, and societal benefits. Furthermore, in the actual automotive landscape, vehicles have become more than mere modes of transportation. They are intricate, computer-controlled machines designed for safety, efficiency, and performance. At the heart of this technological evolution lies the Electronic Control Unit, a pivotal component responsible for managing various aspects of a vehicle's operation. An Electronic Control Unit, often referred to as an ECU, is a compact but powerful computer designed to manage and optimize the performance of various systems within a vehicle. Every modern vehicle typically contains several ECUs, each responsible for specific functions. Some examples include engine control management, safety features such as airbag control or Antilock Braking System (ABS), or even climate control and comfort features in modern cars. Additionally, with the rise of electric and autonomous vehicles, ECUs will play an even more central role in managing power distribution, battery performance, and advanced driver assistance systems. The ECU is a testament to the power of electronics and computing in revolutionizing the automotive industry, making vehicles safer, more efficient, and more enjoyable to drive. This project comprehends the design, development, and manufacturing of an ECU for an electric racing motorcycle that will compete in the seventh edition of MotoStudent Electric, a biennial competition that gathers engineering student teams from all over the world

Actualment la tecnologia està sent l’eina evolutiva de la humanitat, permetent generar passos gegantins cap a un futur on tan sols fa uns anys hagués estat ficció. Gran part de les causes d’aquest fet les podem atribuir al desenvolupament dels sistemes elèctrics i electrònics cada cop més petits i més potents. A partir d’aquí, neix la necessitat de tenir un control sobre l’energia elèctrica, permetent canviar el seu comportament, emmagatzemar-la o convertir-la en altres energies. En aquest cas, entra en joc l’ondulador d’ona o inversor. Aquest és un sistema elèctric encarregat de transformar el corrent continu en corrent altern. Això pot ser aplicable a les motos de competició, transformant el corrent continu proporcionat per la bateria a corrent altern, aconseguint així alimentar el motor. En aquest treball es dissenya el sistema de commutació d’un ondulador d’ona trifàsica amb l’objectiu de que sigui implementat a una moto de competició, concretament al pròxim prototip de l’equip eRacing ETSEIB. Es comença amb un estudi exhaustiu dels semiconductors amb més potencial del mercat actual; es segueix amb l’elecció dels components, l’elaboració de l’esquema elèctric i la simulació d’aquest per tal d’estudiar el seu comportament, i s’acaba amb el disseny de la placa de circuit imprès, Actualmente la tecnología está siendo la herramienta evolutiva de la humanidad, permitiendo generar pasos gigantescos hacia un futuro donde tan sólo hace unos años hubiera sido ficción. Gran parte de las causas de este hecho podemos atribuirlas al desarrollo de los sistemas eléctricos y electrónicos cada vez más pequeños y potentes. A partir de ahí, nace la necesidad de tener un control sobre la energía eléctrica, permitiendo cambiar su comportamiento, almacenarla o convertirla en otras energías. En este caso entra en juego el ondulador de onda o inversor, éste es un sistema eléctrico encargado de transformar la corriente continua en corriente alterna. Esto puede ser aplicable a las motos de competición, transformando la corriente continua proporcionada por la batería a corriente alterna, consiguiendo alimentar así el motor. En este trabajo se diseña el sistema de conmutación de un ondulador de onda trifásica con el objetivo de que sea implementado en una moto de competición, concretamente en el próximo prototipo del equipo eRacing ETSEIB. Se comienza con un estudio exhaustivo de los semiconductores con mayor potencial dentro del mercado actual. Se sigue con la elección de los componentes, la elaboración del esquema eléctrico así como la simulación de este para así estudiar su comportamiento, y finalizando con el diseño de la placa de circuito impreso, Technology is currently being humanity's evolutionary tool, allowing giant steps to be taken towards a future where only a few years ago it would have been fiction. Much of the cause of this fact can be attributed to the development of ever smaller and more powerful electrical and electronic systems. From here, the need arises to have control over electrical energy, allowing it to change its behavior, store it or convert it into other energies. In this case, the wave inverter or inverter comes into play, this is an electrical system responsible for transforming direct current into alternating current. This can be applied to racing motorcycles, transforming the direct current provided by the battery into alternating current, managing to power the engine. In this work, the commutation system of a three-phase wave inverter is designed with the aim of implementing it on a competition motorcycle, specifically on the next prototype of the ETSEIB eRacing team. It begins with a comprehensive study of the semiconductors with the most potential in the current market. It continues with the choice of components, the preparation of the electrical diagram as well as its simulation in order to study its behavior, and ends with the design of the printed circuit board

Este trabajo de fin de grado se basa en el diseño de un sistema de refrigeración para el inversor de una moto eléctrica de competición, para ello se realiza en primer lugar un estudio detallado de las pérdidas generadas por el inversor. Una vez obtenido este valor, se estudia la posibilidad de implementar tanto un sistema de refrigeración por aire como uno de refrigeración líquida. Debido a la falta de datos por el estado prematuro del proyecto de diseño de la moto eléctrica, se decide implementar un modelo de Simulink para, una vez obtenidos ciertos datos al realizar pruebas con el prototipo de moto existente, poder seleccionar el mejor disipador de calor para el prototipo.

This paper presents a 2-level controller managing a hybrid energy storage solution (HESS) for the grid integration of photovoltaic (PV) plants in distribution grids. The HESS is based on the interconnection of a lead-acid battery pack and a supercapacitor pack through a modular power electronics cabinet. The inclusion of the HESS into the PV plant –and not an state-of-the-art energy storage system based on a single technology–, is motivated by the diversity of technical requirements for the provision of the services of grid peak power shaving and PV output power ramp limitation. The 2-level controller ensures a synergistic exploitation of the two storage technologies aiming for an optimal service level of the HESS and minimum battery degradation. The higher level of the controller is based on a mathematical optimization problem that solves with the optimal schedule of the storage technologies for peak power shaving purposes. The power setpoints of this optimization are then complemented by a real time controller managing PV plant output ramp limitation. The HESS performance and associated controller has been proved effective through two case studies. The first one adopts a 6.6 MW PV plant including a HESS solution combining a 5.5 MWh and 2.64 MW lead-acid battery pack with a 0.25 MWh and 1.32 MW supercapacitor pack. The second one reports experimental data from an analogous scenario scaled down to kW level and using a laboratory scale prototype for the HESS. All in all, the hardware and software solutions proposed in this paper contribute to a feasible exploitation of multi-purpose energy storages targeting the needs of renewables' and distribution system operators., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Este estudio tiene como objetivo evaluar el comportamiento de seguridad de los trabajadores de las minas en España y analizar los parámetros que inciden en la siniestralidad laboral. Se ha explorado la relación entre los accidentes laborales y las variables como la antigüedad en el puesto de trabajo, años de experiencia en la explotación minera y la edad de los operarios. Los accidentes laborales según la antigüedad en el puesto de trabajo tanto entre 2015-2019 como en el período 2005-2009 se dieron mayoritariamente en los trabajadores que tenían una antigüedad en la empresa entre 3 y 10 años. Según el tamaño del centro los accidentes se produjeron en mayor cantidad entre las explotaciones entre 250 y 499 trabajadores. Por edad los operarios entre los 40 y 44 años fueron los que más siniestralidad sufrieron en la década analizada., Peer Reviewed, Postprint (published version)

La unitat de mesura inercial, IMU de les seves sigles en anglès, és un aparell àmpliament usat a nivell quotidià. Inicialment va ser usat en el sector aeroespacial i militar i poc a poc s’ha introduït en dispositius com cotxes, motos i smartphones. L’aparell permet mesurar les acceleracions a les quals està sotmesa. Per aquest motiu, em els últims anys s’està obrint pas en el mon de l’esport. Diverses empreses com Garmin, Polar o Sunto fabriquen dispositius anomenats sportswatch o sports wearables. Aquests permeten obtenir mètriques com la freqüència de braceig, el temps de contacte amb el terra o la freqüència cardíaca mentre es realitzen activitats com córrer o anar amb bicicleta. Tot i el seu grau de sofisticació, quan es realitza una activitat de natació, aquests no recullen moltes dades que podrien ser útils per un entrenador. L’objectiu d’aquest treball és plantejar la base per un sistema de mesura compost per IMU que ens permeti mitjançant el processament matemàtic de les dades analitzar els errors que comet un esportista al nedar. D’aquesta manera, poden ser-li prescrits uns exercicis que puguin ajudar a solucionar el problema que presenta. S’ha creat un dispositiu electrònic compost per una IMU i un Wireless uC que permetrà recollir emmagatzemar i enviar les dades necessàries per la realització dels estudis comentats anteriorment, Objectius de Desenvolupament Sostenible::3 - Salut i Benestar

Aquest Treball Final de Màster és el recull de més de dos anys de treball i evolució en el disseny de la nova motocicleta elèctrica de l’equip e-Ride ETSEIB, la e-Two. Concretament, s’aprofundirà en el disseny del xassís, tema central del treball, i es repassarà des dels inicis, bases de disseny i conceptes, fins als últims detalls, pressupostos i fabricació de la peça. Així doncs, el treball vol ser una completa explicació amb una gran voluntat d’ajuda i guiatge per futurs dissenys. Un xassís és l’estructura principal d’una motocicleta, i per tant, l’encarregada de suportar gairebé tots els elements de la motocicleta i unir dos punts importants, l’eix de direcció amb l’eix del basculant. A més, aquesta unió ha de garantir unes prestacions de comportament dinàmic, per tal de fer una moto, ni massa flexible, ni massa rígida. Abans del propi xassís, s’haurà de dissenyar les dimensions generals de la motocicleta, pas important i decisiu que marcarà la guia del disseny general. El procés doncs del xassís, començarà amb la cerca d’una línia de disseny que ens ajudi a guiar-nos, decidint material, tipus d’estructura i rigideses desitjades segons referències d’altres prototips amb aplicació semblant al nostre. A partir d’aquí, podrem començar a modelitzar els primers dissenys, amb iteracions constants de comprovació de rigideses, per comprovar que la feina va per bon camí. Fets els primers dissenys, haurem de començar a tenir en compte tots els elements que haurà de suportar l’estructura, no tant pel pes, sinó per les seves dimensions, ja que hem d’assegurar que la nostra estructura s’adapti a tots els elements de la motocicleta, com el motor o la bateria. En aquest moment la comunicació amb els nostres companys serà clau, ja que un canvi de mesures ens pot canviar completament la línia de disseny. Comprovades i dissenyades totes les unions o encaixos amb els elements de la motocicleta, només ens quedarà validar l’estructura a nivell de tensions. Aquesta fase no serà tant

Avui en dia, la contaminació a les nostres ciutats està en gran part formada pels gasos de combustió emesos pels vehicles que circulen per elles. Gasos com el Diòxid de Nitrogen es troben en moltes ocasions per sobre dels nivells màxims establerts per l'OMS, afectant un 98% de la població de Barcelona segons l'ajuntament de la capital catalana. Mitjançant l'ús de vehicles elèctrics per transports urbans s'està aconseguint reduir molt aquestes concentracions de gasos nocius per nosaltres, fent que les vendes d'aquest tipus de vehicles s'hagi triplicat en els últims anys. Pel funcionament dels motors elèctrics és necessari conèixer amb exactitud la posició angular del rotor d'aquest. Per fer-ho, és molt usual usar un resolver el qual emet un senyal analògic que hem de saber llegir e interpretar. En aquest treball s'estudiarà com fer la conversió d'analògic a digital del senyal creada pel resolver, dissenyant l'algoritme per fer la conversió de la forma més precisa possible en tots els possibles casos. L'objectiu concret d'aquest projecte és poder aplicar l'algoritme desenvolupat en el prototip de motocicleta elèctrica de l'equip e-Ride ETSEIB, destinat a participar en la competició universitària Motostudent 2021. Aquesta competició és realitza en el circuit de Motorland a Aragó, on universitats de tot el món construeixen motocicletes elèctriques les quals corren una carrera que serveix per posar a prova els coneixements de cada equip. L'algoritme de conversió consisteix en una primera part la qual té com a objectiu normalitzar el senyal rebut pel resolver i una segona part que consisteix a transformar dita senyal arreglada a una dada angular la qual podrem usar a l'hora de fer els càlculs de les intensitats elèctriques enviades al motor. Per comprovar l'efectivitat de cada part de l'algoritme farem simulacions en un entorn de Simulink i veurem si realment interpretem de la millor forma possible el senyal emès pel resolver.

El vehicle elèctric esta sofrint un increment a la industria, no només en l’automoció, si no que en altres industries com la maquinària de construcció, on també s’està incrementant la mobilitat elèctrica. La necessitat de la transició energètica degut al canvi climàtic esta empenyent les empreses a electrificar els seus productes. El motor elèctric és un dels motors més eficients. Degut això és una de les millor opcions per fabricar màquines eficients i amb baix consum d’energia, que es tradueix en menor contaminació. Aquest projecte pretén ajudar a AUSA en la seva transició cap a la motorització elèctrica. Ajudarà a entendre com funcionen els motors elèctric i a tenir criteri a l’hora de seleccionar-los. La primera màquina elèctrica que AUSA produirà serà el dumper D150AHE. Aquesta màquina pretén obrir la porta a altres games de màquines elèctriques que AUSA està dissenyant., Electric vehicles are increasing in the automotive industry. But not only in the automotive trade also in other industries like the construction machinery industry. The necessity of green-powered transition despite the climatic change is pushing the brands to electrify their products. The electrical motor is one of the most efficient machines to turn energy into movement. Because of that is one of the better options to make an efficient and lower energy consumption machine. This project pretends to help AUSA in the transition of their machines from combustion engines to electrical engines. It would help to understand how the electric motors work and to have criteria during the motor selection. The first electric machine that AUSA is going to produce is the dumper D150AHE. This machine is going to open the door to other different machines that AUSA is designing.

This paper presents a steady-state comparison of two methods that generate an orthogonal voltage system for a single-phase Phase-Locked Loop (PLL) structure: a widely accepted one based on a Second Order Generalized Integrator (SOGI) and a new one based on a All-Pass Filter (APF) with Lattice structure. Both methods are very attractive because of their simple digital implementation, low computational load and good performance under harmonically distorted grid conditions and variable frequency, so they are a good alternative to other known methods. The paper derives and analyzes the full state space models of the two methods.It is shown that these two methods are equivalent in the most common operation conditions of distributed energy resources, although the APF structure is clearly better than the SOGI one because it maintains its orthogonal generation ability for any higher notch frequencies and any lower sampling frequencies. The comparative analysis were validated by simulation with MATLAB/Simulink and experimental results using a fixed-point DSP., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Single-Phase Phase-Locked Loops (PLL) have become a crucial component of grid-tied power converters. PLL accuracy and fast response are important for control and protection purposes, especially in the presence of voltage harmonics and frequency variations. In this paper, a new PLL structure based on an Adaptive Notch Filter (ANF) is presented. This ANF, which generates the orthogonal system of the PLL, is implemented with an All-Pass Filter (APF) having inherent advantages, such as low sensitivity to coefficient rounding when implemented in fixed-point microprocessors and easy implementation in a Digital Signal Processing (DSP). Both simulation with MATLAB/Simulink, and experimental results on a fixed-point DSP, are presented and analyzed to evaluate the performance of the introduced PLL and to support the theoretical development. A set of comparative simulations between the proposed PLL and a some single-phase PLL described in the literature are conducted to validate the method., Peer Reviewed, Postprint (published version)

En els últims anys, a causa de l’augment en els nivells de contaminació ambiental, la societat és més conscient que mai de la importància d’utilitzar mitjans alternatius al vehicle de combustió per desplaçar-se de forma més eficient, neta i sostenible possible. L’ús de vehicles elèctrics és una molt bona alternativa que ha crescut molt en els darrers anys, triplicant les vendes des de 2015. La previsió es que durant els propers anys, aquesta tendència es mantingui a l’alça, fent que cada cop es normalitzi més l‘ús d’ aquest tipus de vehicles. En aquest treball s’estudiarà i es dissenyarà un convertidor DC/DC, un sistema electrònic de potència que presenta grans avantatges no només a l’hora de fer ús de la bateria d’un vehicle elèctric sinó també en el control del motor i l’optimització del seu rendiment. En concret en aquest projecte es desenvoluparà una placa electrònica d’un prototip de moto elèctrica destinada a participar a la competició universitària MotoStudent. La MotoStudent és una competició on s’enfronten equips de tot el món al circuit de MotorLand a Aragó i que serveix de camp de probes per millorar, a cada edició, els prototips que hi participen. El disseny s’ha basat en l’estudi de les diferents tipologies de convertidor per escollir la que millor s’adapta a l’aplicació, i la comparativa de diferents alternatives per a la seva implementació en el prototip de moto elèctrica de competició. Finalment, s’ha simulat el circuit resultant de l’estudi comparatiu per garantir el seu correcte funcionament.

El sector minero español puede clasificarse en dos tipos, minería energética y no energética. La actividad minera implica riesgos para la salud y seguridad en el trabajo.En este estudio se ha evaluado los riesgos laborales de los empleados en la minería española, teniendo como base el ejercicio del año 2018. Los accidentes de trabajo se concentran en los trabajadores con menos de un año de experiencia en su dedicación a la explotación minera. El sobreesfuerzo físico fue el que causó más bajas laborales en el transcurso de los últimos diez años. Los centros de trabajo de menos de 10 personas, que en España son mayoritarios, las lesiones por persona son más numerosas que en empresas con más personal. Los empleados de menos de 24 años son los que más sufren la siniestralidad laboral en los centros mineros., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Durant els últims anys les energies renovables i la mobilitat sostenible han anat prenent importància en la societat. Cada cop és més evident que els vehicles elèctrics són el futur de l’automoció. Per tal d’aconseguir vehicles elèctrics capaços de competir amb els vehicles de combustió actuals, cal estudiar amb deteniment els diferents sistemes que permeten el seu funcionament i optimitzar el seu rendiment. Aquest treball consta d’un estudi introductori dels motors elèctrics utilitzats a la indústria i del desenvolupament d’una ECU (Electronic Control Unit) per a controlar el funcionament d’un motor. Aquest motor s’utilitzarà en el prototipus e-Two de l’equip de Motostudent e-Ride ETSEIB. Aquesta ECU funcionarà amb el prototipus e-Two per a competir en la edició de Motostudent Electric 2020

En les últimes dècades hem viscut una revolució tecnològica sense precedents que ha impulsat diferents sectors i indústries cap a una ràpida modernització. Un factor clau pels grans avenços vistos en alguns d’aquests sectors com els telèfons intel·ligents, els ordinadors portàtils, les vivendes autosuficients o els vehicles elèctrics entre d’altres, han sigut les bateries d’ió de liti. Amb aquestes s’ha aconseguit, amb el pas dels anys, augmentar la densitat d’energia emmagatzemada, ampliar el rang de les condicions de treball i, el més important, reduir cada cop més el cost. Tot i això aquest tipus de bateries segueixen tenint una zona operacional segura que s’ha de respectar en tot moment per assegurar un bon funcionament de la bateria. L’element encarregat de protegir tant la bateria com l’usuari d’aquesta mantenint-la dins de la zona segura de treball és el sistema de gestió de bateries o battery management system (BMS) en anglès. L’objectiu principal d’aquest projecte, doncs, és analitzar el funcionament general i les característiques dels sistemes de gestió de bateries i, a partir d’aquí dissenyar-ne un de propi per controlar i assegurar el bon funcionament de la bateria de la moto elèctrica de competició de l’equip e-Ride ETSEIB. S’utilitzaran diferents programes de disseny de circuits impresos i s’hauran de definir totes les connexions i els components electrònics necessaris intentant sempre minimitzar el cost del sistema. Al llarg del treball es detallen tots els passos seguits, des de l’explicació de les funcionalitats bàsiques dels BMS fins l’obtenció d’un disseny 2D i 3D plenament acabat d’una placa, passant per l’elecció de les diferents alternatives possibles, o la tria dels components necessaris.

Recent years have denoted an unexpected, but positive,increase of Electric Vehicles (EV) registrations in Europe, North America, China and Japan. New policies and regulations are pushing the automotive market to develop a robust and reliable electric mobility network: from its charging network infrastructure to the development of new electric vehicles. Many Original Equipment Manufacturers (OEMs) have launched (or are planning to) new electric vehicles to the market, showing a real commitment towardsthe electric revolution the future is expected the world to come. With a focus on Germanyand its current State-of-the-Art regarding EV Charging Infrastructureand EV registrations, public charging equipment seems not to be in accordance with the EV sales increase. Manufacturers and OEM are opting for developing its self-developed charging equipment (so AC Charging Stations), focusing on relieve the stress feeling the drivers have. This Thesis has as objectives to study the State-of-the-Art of the current solutions of 2x22kW AC Charging Stations that complies with the German Calibration Law, summarize the most relevant standards and regulations in order to develop a reliable AC EV Charging Station, list the requirements needed in order to produce a dual 22kW AC Charging Station and propose a solution according the mentionedlist. In order to propose an electrical-safe and competitive AC Charging Station, a market analysis of the current solutions is needed. Moreover, the understanding of the regulations and standards that definewhether an AC Charging Station is qualifiedto be placed in publicand/or private spaces is essentially necessary. Listing all the relevant points of the central documents and comparing it to the current solutions,gives the reader a valuableoverall view of the key points to develop a Charging Pillar. The results demonstrates a “Proof of Concept” for a 22kW AC Charging Stations, centering the solution on the thermal, mechanical and electrical requiremen

Aquest projecte consisteix en fabricar un inclinòmetre i transmetre les dades que aquest ens proporciona remotament. Un cop fabricat l’aparell, s’estudiarà el seu comportament estàtic i el seu comportament dinàmic. En aquest cas, es vol estudiar el seu comportament en una motocicleta, per tal de poder veure les seves inclinacions a temps real. Particularment es vol aplicar aquest aparell per poder veure les inclinacions de la motocicleta quan aquesta estigui dins d’un circuit, per tant amb un abast limitat (aproximadament 1Km). A part també s’ha pensat amb una aplicació com a detector de caigudes per la motocicleta, d’aquesta forma també volem transmetre les dades via Bluetooth per que les pugui tractar un Smartphone. En aquest projecte ens centrarem en el disseny de l’aparell, per tant en la seva fabricació, construcció, i tractament de dades obtingudes per aquest. Tanmateix, buscarem la forma de poder aplicar aquest aparell, per detectar les inclinacions d’una motocicleta. Ens centrarem en buscar un microcontrolador adient pel processat de les dades de l’aparell, així com en trobar un sensor que ens permeti detectar les inclinacions dels objectes de varies formes. Farem proves estàtiques i dinàmiques amb aquests per poder estudiar els resultats i buscar la millor solució per poder-lo aplicar en un objecte en moviment. Seguidament estudiarem els sistemes LoRa i Bluetooth per tal de transmetre les dades remotament a aparells externs.

This paper proposes a novel Space Vector Pulse Width Modulation strategy extending conventional 2-D SVPWM strategies for its use in three-phase four-leg inverters. The methodology is based on the segregation of the zero sequence from any initial desired unbalance voltage set-points. In this way, the operation of the fourth leg is reserved to manage the desired homopolar component and to compensate for the inherent homopolar component provided by any 2-D SVPWM technique. This choice not only minimizes the complexity and effort to determine the location of the reference voltage space vector from a 3-D to a 2-D space but also enables to use 75% of the affordable space to synthesize voltages under a 3-D SVPWM technique. Furthermore, the proposal is compared with other four 3-D SVPWM techniques analysing the advantages in terms of execution time, memory program, simplicity and neutral to mid-point voltage quality, resulting into a really good implementing alternative compared with the major 3-D SPVWM techniques analysed. The new modulation strategy is presented in detail, and a complete set of simulations using this particular modulation strategy has been done, and the results of these simulations have been validated on a laboratory set-up using a four-leg inverter., Postprint (author's final draft)

El projecte consisteix en la implementació d’un controlador de vehicles elèctrics. Aquest projecte ha estat realitzat conjuntament amb el Marc Brunet Preses. El projecte ha quedat dividit i documentat en dos grans blocs, un que seria el gestor de la bateria i l’altre que seria el driver del motor. Aquest projecte en concret, explica el funcionament de les bateries elèctriques, dels gestors de bateries a nivell teòric i de la implementació teòrica d’un prototip de gestor de bateries. En aquest projecte s’expliquen els diferents tipus de bateries, diferents mètodes de càrrega, diferents càlculs en els gestors de bateries, anivellació de cel·les, control de temperatura, funcionament de l’integrat del prototip, entre moltes més coses. El que s’ha volgut aconseguir amb aquest projecte és l’adquisició de tot el coneixement que envolta el món de les bateries elèctriques.

El projecte consisteix en la implementació d’un controlador de vehicles elèctrics. Aquest projecte ha estat realitzat conjuntament amb el Marc Brunet Preses. El projecte ha quedat dividit i documentat en dos grans blocs, un que seria el gestor de la bateria i l’altre que seria el driver del motor. Aquest projecte en concret, explica els diferents motors, diferents controls, diferents mètodes de càlculs en els motors, control de velocitats, funcionament del projecte emprat per al prototip, etc. El que s’ha volgut aconseguir amb aquest projecte és l’adquisició de tot el coneixement que envolta el món dels motors elèctrics i l’electrònica de potència.

Aquest projecte consta d’un estudi de l’ecosistema del vehicle elèctric, per més tard explicar, dissenyar i simular el control del motor del vehicle. Es parla de les diferents bateries possibles en un vehicle elèctric i es comparen les seves característiques, de dos tipus de motors AC i de les diferents configuracions automotrius possibles en un vehicle elèctric. Llavors s’explica el sistema de control del PMSM FOC (control de camp orientat), detallant els diferents passos que el componen, i es dissenya i simula utilitzant Simulink, un programa dintre de l’entorn de MATLAB. Finalment, s’analitzen resultats i es realitza un estudi econòmic i mediambiental del projecte.

Aquest treball final de màster tracta sobre una aplicació d’energia solar fotovoltaica d’autoconsum amb injecció zero en el sector terciari, en concret, en un centre docent d’educació secundària. Amb l’autoconsum podrem reduir el consum d’electricitat que comprem a la companyia elèctrica aconseguint així un estalvi econòmic, una major independència energètica i una reducció de les emissions de CO2, objectius d’aquest treball. Aquest model d’instal·lació es pot entendre més com un sistema de reducció de consum integrat en el mateix edifici que un sistema de generació d’energia, donat que el resultat global deriva en un important estalvi d’energia. La instal·lació plantejada en aquest treball adapta el perfil de consum de l’activitat amb la corba de generació energètica estimada, ja que l’horari de funcionament de l’activitat del centre docent és predominantment diürn i en dies laborables, solapant-se en gran mesura amb la generació. Durant l’execució del treball va entrar en vigor el nou Reial Decret 900/2015, de 9 d’octubre, pel qual es regulen les condicions administratives, tècniques i econòmiques de les modalitats de subministrament d’energia elèctrica amb autoconsum i de producció amb autoconsum. Es tracta de l’anomenat “impost al sol”. Primer es treballa amb la legislació vigent que hi havia en el moment de començar la redacció del treball i s’afegeix també la nova legislació i tramitació d’instal·lacions solars fotovoltaiques d’autoconsum.

This master thesis has as an objective the development of an electricity market. It is a research project that aims to be the foundation for a bigger and more thorough analysis. It examines the implementation of a local electricity market in a residential network equipped with renewable generation and storage technologies. In the context of this project the electricity market is defined as a real-time market focused on the exchange of active power. This thesis focuses on examining the effects on electricity prices that different pricing and consumption strategies have. In this context the feasibility of the results, from a power flow point, are not examined. The network in question is considered to be connected to the low voltage, alternating current grid and it comprises exclusively of households. It is a perfectly competitive market in the sense that no single player can exercise market power on his own, in order to raise prices. Simulations are conducted in a MATLAB environment to investigate the effects of different pricing and consumption strategies on the clearing prices of the market, as well as to determine the viability of such a market. The viability of the project in the context of this thesis is examined only from a financial aspect. Prices are not chosen arbitrarily but aim to mirror real world costs and more specifically the Levelized Costs of Energy and Storage. It is against these quantities that the resulting prices are compared to conclude about the viability of the project. Furthermore a cartel situation is simulated to investigate possible outcomes. Again in the context of this thesis a cartel is assumed to be a consortium of players colluding for financial gain, a fraction of the market players that offers higher prices and instigate atypical market operation. The results demonstrate the viability of such a market, as well as the effects of the cartel situation. Each scenario is examined separately and then compared against the rest. Finally a c

Aquest projecte consisteix en el disseny d’un variador de freqüència des d’un punt de vista modular, en el qual separem en tres etapes diferents el seu desenvolupament. Aquestes consisteixen en una primera etapa per a la rectificació de corrent alterna monofàsica a corrent contínua (Bus contínua), una segona etapa dedicada a l’inversor per a l’alimentació d’un motor trifàsic de corrent alterna -incloses les adaptacions necessàries per a les senyals dirigides al control-, i una última etapa de control que consisteix en un conjunt d’eines de desenvolupament ja establert que pot ser monitoritzat en un PC, des del qual podem controlar els diferents paràmetres per aconseguir la variació de freqüència, el canvi de sentit, per a un motor de 750W.

The dynamic behaviour of rapid movement systems is often counterintuitive, and the major decisions regarding the drive chain (motor, transmission and auxiliary components) are adjusted by means of alterations in the control strategy. This thesis presents a methodology for selecting motors and transmissions for rapid movements based on the power rate vs. kinetic energy method, representing the characteristics and solicitations of the motor in the P ¿-K diagram. The methodology developed in this thesis is based on two important aspects of the rapid movement drive selection. The first aspect refers to the shape of the movement diagram and its implications on strategies for different displacement movements, as well as their relationship to the specifications of the motor and transmission. The second aspect is the definition of a model that represents the system behaviour with sufficient accuracy. The shape of the movement diagram is analysed in two stages. The first stage refers to the optimal movement strategy for a given load, being either triangular or trapezoidal. The result of this stage is a methodology to select a transmission for a load (or a set of loads) given an adequate motor for all cases. After selecting the transmission, this methodology can determine the error for each loading case relative to the optimal solution (triangular or trapezoidal movement strategy). The resulting parameter of the first analysis, the load acceleration, is employed in the dimensioning of the motor and transmission. In the second stage of the movement diagram analysis, the effects of the acceleration variation are studied if the case of smooth speed transitions. The result of this stage is an acceleration value of the load as a function of acceleration variation ratio. In previous research, the definition as proposed in this thesis takes into consideration the global efficiency, while ignoring the torque associated with the motor as negligible. In this thesis, those parameters ar, El comportament dinàmic de sistemes amb moviments ràpids és sovint contrari a la intuïció i la major part de les decisions de la cadena de transmissió (motor, transmissió i components auxiliars) s'obtenen en base a l’ajust de l'estratègia de control. Aquest treball presenta una metodologia de selecció de motors i transmissions per a moviments ràpids basada en el mètode de la potència transitòria i l'energia cinètica, representant les característiques del receptor i del motor en el diagrama P ̇-K. La metodologia desenvolupada en aquesta tesi doctoral es basa en dos aspectes importants de la selecció d’accionaments per a moviments ràpids. El primer fa referencia a la forma del diagrama de moviment i les seves implicacions en estratègies per a moviments de recorreguts diversos i la seva relació amb el dimensionat de l’accionament. El segon aspecte és la definició del model que representa de forma ajustada el comportament del sistema. La forma del diagrama de moviment s’aborda en dues parts. La primera fa referència a l’estratègia de moviment òptima per un determinat receptor, ja sigui triangular o trapezial. El resultat d’aquesta part és una metodologia que permet relacionar el receptor o conjunt de receptors amb l’accionament i determinar quin és l’error respecte la disposició òptima per una estratègia triangular o trapezial. Un cop determinada l’estratègia més adequada el paràmetre que s’utilitza per al dimensionat de l’accionament és l’acceleració del receptor. La segona part de l’anàlisi del diagrama de moviment estudia l’efecte de la variació de l’acceleració si les transicions de la velocitat és suavitzen. S’obté d’aquesta part un valor de l’acceleració del receptor en funció de la variació de l’acceleració en el temps. La definició del model proposada en treballs anteriors a aquest treball considera el rendiment unitari i es negligeix el parell associat al receptor. En aquesta tesi doctoral es consideren aquests paràmetres el les equacions ampliant, així, el cam, Postprint (published version)

El meu projecte s’ha fet amb col·laboració amb l’empresa MEPSA dedicada a la creació de màquines de polir. El projecte està basat en estudiar i desenvolupar un programa per tal de poder gestionar el moviment automàticament de l’eix Z d’una màquina de polir de proves que MEPSA té en les seves instal·lacions. En la primera part del projecte explico una mica els diferents elements que composen la màquina i la seva funció en ella. També explico de forma poc detallada els passos seguit per fer la posada en marxa del capçal 1 de la màquina. Un cop la màquina va estar en marxar vaig fer una captura de dades per tal de poder valorar si el projecte d’automatització que volia portar a terme era possible. Fem una captura de dades i una valoració sobre els resultat obtinguts. Tot i que els resultat no són tant bons com esperava decideixo tirar endavant el projecte. Desenvolupem un programa de control de l’eix a partir de la comparativa del parell real i del parell programat. Un cop tenim el programa fem diferents proves canviant la velocitat de moviment de l’eix. Aquestes proves tot i no són del tot dolentes no m’acaben de satisfer. Decideixo desenvolupar un altre programa gestionat a través d’una funció de bloc integrada en el Step7 que és un PID. Desenvolupem tot el programa de control del PID i comencem el procés per trobar les variables del PID que siguin més adequades per adapta el PID al nostre projecte. Un cop tenim les variables de PID correcte fem les proves per donar el sistema com a bo.

En el present projecte es pretén establir una metodologia per a seleccionar motors de diferents tipologies i característiques. Com que l’empresa impulsora d’aquest projecte pertany al sector agroalimentari aquesta metodologia hi està encarada, però tot i així és bastant genèrica i es podria extrapolar fàcilment a d’altres sectors. Per arribar a concretar un bon mètode de càlcul que tingui en compte totes les variables i factors determinants s’ha hagut d’estudiar els sistemes motrius a fons, així com diferenciar-los uns dels altres i concretar-ne unes funcionalitats i prestacions per a cada un. Aquesta metodologia s’ha plasmat de forma pràctica i efectiva en una aplicació realitzada amb Microsoft Excel i programada, en part, amb Visual Basic; fet que ha suposat el repte més significatiu per l’autor del present projecte. L’objectiu principal d’aquesta aplicació és facilitar el procés de selecció del motor als enginyers i d’altra banda aconseguir escollir la millor opció en cada cas. Finalment, s’ha dut a terme un estudi econòmic per determinar els costos de cada opció i poder decidir d’una forma més completa quina surt més a compte. Aquest estudi té d’altres finalitats, tals com demostrar i justificar els costos de cada sistema, els quals van lligats totalment amb les seves prestacions. Aquests tipus d’estudis són fonamentals en el camp de l’enginyeria ja que ens ajuden a valorar, categoritzar i prendre les millors decisions possibles.

El objetivo de este proyecto es el suministro integral de energía a una casa unifamiliar por medio de energías renovables, por esta razón se ha buscado información sobre edificios con un nivel de eficiencia energética muy alto, también llamados Edificio de Consumo Casi Nulo (ECCN) y Zero Energy Building (ZEB). Un edificio de consumo casi nulo está definido por las fuentes más optimistas como un edificio que produce más energía de la que consume, y en otras fuentes más conservadoras como un edificio que tiene un consumo más cercano a la energía que genera. Estos edificios son construidos con materiales altamente aislantes y utilizan electrodomésticos de alta eficiencia, lo mismo ocurre con la climatización y la iluminación. El aporte energético a estos se realiza con fuentes de energía renovables, entre las que se encuentran la energía solar fotovoltaica y la energía eólica como las más utilizadas a día de hoy. El proyecto empieza dando las definiciones oficiales de lo que es un ECCN en Europa y en España, se han incorporado ambas porque en el texto español no existe un concepto claro sobre estos edificios. Seguidamente se realiza un resumen de los puntos más importantes de la normativa española para el autoconsumo, entendiendo este como el consumo de energía que uno mismo genera. Es importante leer este documento para saber los motivos que hacen económicamente inviable un proyecto de estas características en España, de los cuales los más relevantes son que la energía que se vuelca a la red no está remunerada, las trabas administrativas impuestas para desarrollar un proyecto de este tipo, y los peajes existentes en el uso de una instalación de estas características. En el primer punto del proyecto, se estudian las combinaciones más importantes de generación híbrida con energía solar fotovoltaica y eólica, dejando al margen la actual normativa española y emplazándonos en una futura normativa hipotéticamente menos restrictiva, o en la de otros países con una normativa

Els convertidors han esdevingut un component clau en la integració de la generació distribuïda a la xarxa elèctrica. Des de fa anys, el seu ús és un fet inqüestionable i tenen un bon funcionament en una xarxa elèctrica estable. Tot i així, presenten mancances quan a la xarxa apareixen desequilibris i pertorbacions. L'objectiu del present treball és millorar el comportament dels convertidors trifàsics al aparèixer desequilibris a la xarxa al qual puguin ser connectats, a partir de la implementació d'una PLL per al correcte seguiment de l'angle de la seqüència directa de la tensió fonamental de la xarxa i un control en llaç tancat del corrent injectat, controlant així la potència activa i reactiva que s'intercanvia amb la xarxa. Es pretén realitzar un estudi teòric basat en simulacions del sistema en diferents condicions de funcionament, i comprovar experimentalment els resultats obtinguts realitzant un muntatge i testejant-lo en les condicions simulades, contrastant els resultats obtinguts.

Amb aquest projecte es pretén anar més enllà dels tradicionals mapes per representar la xarxa elèctrica de distribució d’electricitat d’alta tensió a 25kV i s’utilitza la visualització 3D per aconseguir veure i entendre la realitat des d’una pantalla d’ordinador de la forma més real i precisa possible. El resultat final és una eina que pot utilitzar qualsevol persona i que pot tenir una gran quantitat d’aplicacions a nivell polític, de gestió d’emergències o simplement a nivell educatiu o d’informació a la societat i pretén aportar la màxima informació a l’usuari sobre la xarxa actual; però el treball també aporta possibles solucions i opcions de millora que es podrien aplicar per millorar el funcionament del sistema elèctric del Lluçanès. Aquest treball està estructurat segons el seu procés de realització, des de la recollida de dades fins a la visualització final, passant per la gestió i anàlisi de les dades i el modelat de tots els objectes 3D. A més a més, pot servir de base per crear projectes més complexes i funcionals de cara al futur. Aquest projecte també permetrà a molta gent conèixer l’existència de la zona del Lluçanès, amb l’afegit de poder veure la seva xarxa elèctrica, un concepte poc habitual i curiós per persones que no ho coneixen.

The phase-locked loop (PLL) is an element of a grid-connected converter system, which provides phase angle and frequency measurements of the grid voltage. The PLL takes care of control the synchronization with the grid voltage, accurately and quickly, especially in the presence of disturbances such as harmonic variations, gaps in voltage and other disturbances. For control and protection purposes, both single-phase on three-phase electrical systems, it is necessary to use a PLL, which it has to be efficient and robust. This thesis presents a new method of orthogonal system generator (OSG) to be used by a single-phase PLL based on a Pass All Filter (APF) with Lattice structure. To accomplish this task, initially a output normalization method the OSG proposed is performed, which makes it more suitable for use in a PLL, reinforcing feature low sensitivity to rounding of the coefficients for easy deployment on a Digital Signal Processor (DSP) fixed point. The grid can change the fundamental frequency, which requires that the PLL adapts to the end frequency, so in this thesis a novel frequency-adaptive PLL network is proposed, using the normalized OSG based on the APF with Lattice structure, functioning as an adaptive notch filter (ANF). Using an ANF, it eliminates the requirement that has to have a reference signal from the network without disruption to obtain the required error traditional adaptive systems, since the same output of the notch filter (NF) is the signal error. For a PLL fulfill their tasks of synchronization with the network in highly disturbed environments, is very useful, that is, rapid response to sudden changes in the input signal, as in the case of voltage dips but also work with high rejection signals contaminated by harmonic. For it is a new method for adaptation the bandwidth of the same OSG based on ANF with Lattice structure is offered. The new method allows the notch bandwidth increase or decrease quickly according to the disruption, based on a, El lazo de enganche de fase (PLL), es un elemento de un sistema convertidor de potencia conectado a la red eléctrica, que proporciona las mediciones del ángulo de fase y de la frecuencia de la tensión de la red. El PLL se encarga de controlar la sincronización con la tensión de red, con exactitud y rapidez, especialmente en la presencia de perturbaciones, como armónicos, variaciones de frecuencia, huecos en la tensión de red y otras perturbaciones. Con fines de control y protección, tanto en sistemas eléctricos monofásicos como en sistemas trifásicos, es necesario utilizar un PLL, que sea eficiente y robusto. Este trabajo de tesis, presenta un nuevo método generador de un sistema ortogonal (OSG) para ser utilizado por un PLL monofásico, basado en un Filtro Paso Todo (APF) con estructura Lattice. Para cumplir con esta tarea, inicialmente se realiza un método de normalización de las salidas del OSG propuesto, lo cual lo hace más conveniente para ser utilizado en un PLL, reforzando la característica de baja sensibilidad al redondeo de los coeficientes para una fácil implementación en un Procesador Digital de Señales (DSP) de coma fija. La red eléctrica puede presentar variaciones de la frecuencia fundamental, lo que requiere que el PLL se adapte a la frecuencia final, por lo que en este trabajo se propone un nuevo PLL adaptativo a la frecuencia, utilizando el OSG normalizado basado en el APF con configuración Lattice, funcionando como un filtro notch adaptativo (ANF). El uso de un ANF, elimina el requisito de que se tenga que contar con una señal de referencia de la red sin perturbaciones para obtener el error necesario en los sistemas adaptativos tradicionales, ya que la misma salida del filtro notch (NF) será esta señal de error. Para un PLL cumplir sus tareas de sincronización con la red en ambientes altamente perturbados, es de mucha utilidad, que este sea, de respuesta rápida ante cambios bruscos en la señal de entrada como en el caso de los huecos de tensión pero, Postprint (published version)

Electric Vehicles (EVs) have seen significant growth in sales recently and it is not clear how power systems will support the charging of a great number of vehicles. This paper proposes a methodology which allows the aggregated EV charging demand to be determined. The methodology applied to obtain the model is based on an agent-based approach to calculate the EV charging demand in a certain area. This model simulates each EV driver to consider its EV model characteristics, mobility needs, and charging processes required to reach its destination. This methodology also permits to consider social and economic variables. Furthermore, the model is stochastic, in order to consider the random pattern of some variables. The model is applied to Barcelona’s (Spain) mobility pattern and uses the 37-node IEEE test feeder adapted to common distribution grid characteristics from Barcelona. The corresponding grid impact is analyzed in terms of voltage drop and four charging strategies are compared. The case study indicates that the variability in scenarios without control is relevant, but not in scenarios with control. Moreover, the voltages do not reach the minimum voltage allowed, but the MV/LV substations could exceed their capacities. Finally, it is determined that all EVs can charge during the valley without any negative effect on the distribution grid. In conclusion, it is determined that the methodology presented allows the EV charging demand to be calculated, considering different variables, to obtain better accuracy in the results., Peer Reviewed, Postprint (published version)

© 2015 IEEE. Personal use of this material is permitted. Permission from IEEE must be obtained for all other uses, in any current or future media, including reprinting/republishing this material for advertising or promotional purposes, creating new collective works, for resale or redistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted component of this work in other works, This paper proposes a charging/discharging process for electric vehicles according to mode 4, specifically based on the CHAdeMO protocol. These initiatives will enable acceptably fast charging of EVs. The proposal has been designed and implemented within the Endesa Novare Vehicle to Microgrid project. As a first stage of the project, the charge/discharge process has been emulated before it will be developed in a real device. The emulation consists of two main parts: (i) an electric vehicle and its battery management system emulated by a microcontroller, and (ii) a charging/discharging device emulated by a computer application. Both parts communicate via CAN bus as it is done in existing protocols. The proposed control flow for charging and discharging and the results of the emulation are presented. Moreover, in order to be able to manage charge and discharge processes according to power network operator, a data model for both electrical vehicle and charging/discharging device according to standard IEC 61850-7-420 is also proposed., Postprint (published version)

The module CDMtek-DS is a standalone module with which the student can learn how to program a microcontroller or a digital signal processor and interact with the peripherals included in the module. It also includes a CAN transceiver to get into the industrial communications world. This module is intended to be used with the CDMtek-PM to build a complete platform for motion control., Postprint (published version)

This work deals with the study of Back-2-Back converters, with special emphasis on its effects on the common mode. For the study performed, a review of the different known causes for bearing currents and the contribution to the common mode voltatge by different modulation methods, in both B2B and VSIs converters. Various original methods of modulation are studied that allow us significant reductions in the common mode provided, and therefore the life of the drives and connected loads. Finally, we study some original contributions using the common mode to take benefits when applying it does not cause us concern., El present treball aborda l'estudi dels convertidors Back-2-Back, amb especial èmfasi en els seus efectes sobre el mode comú. Per l'estudi es realitza una revisió de les diferents causes conegudes dels corrents pels coixinets, així com del mode comú aportat pels diferents mètodes de modulació, tant en VSIs com en convertidors B2B. S'estudien diversos mètodes de modulació originals que permeten reduccions importants en el mode comú aportat, i per tant, en la vida dels accionaments i càrregues. Per finalitzar, s'estudien determinades aportacions també originals que permeten aprofitar el mode comú per a obtenir efectes beneficiosos quan l'aplicació del mateix no ens causa preocupació, Postprint (published version)