Edison Andrés Caicedo Peñaranda

La creciente integración de generación distribuida, convertidores electrónicos y cargas no lineales ha incrementado la presencia de fenómenos de calidad de energía en los sistemas eléctricos. Su estudio experimental requiere plataformas capaces de reproducir eventos bajo condiciones controladas, debido a que los registros de campo no siempre permiten imponer magnitud, duración y frecuencia definidas. Desarrollar y validar una fuente basada en convertidor multinivel para la reproducción de fenómenos de calidad de energía en laboratorio. La propuesta se implementó sobre un convertidor multinivel asimétrico y combinó un modelo analítico basado en series de Fourier con un algoritmo de optimización para obtener los estados y tiempos de conmutación requeridos. La validación se realizó mediante simulación en Matlab/Simulink y pruebas experimentales sobre una condición base de 110 V RMS a 60 Hz. La plataforma permitió reproducir de forma controlada depresión de tensión, elevación de tensión, interrupción y variación de frecuencia. En los fenómenos definidos por variación de tensión eficaz, las mediciones experimentales presentaron errores porcentuales entre 0.09 % y 3 % respecto a los valores programados. Para la frecuencia, se verificó la generación de escenarios a 58 Hz y 62 Hz, por fuera del rango nominal. La plataforma reproduce de forma controlada los cuatro fenómenos evaluados con errores en V_RMS no superiores al 3 % y un THDv experimental del 2 %, cumpliendo el límite del 5 % de IEEE 519-2022, posicionándola como alternativa de bajo costo para laboratorios.

Electric mobility has driven the development of more efficient and reliable electric motors for vehicle applications. Technologies such as the induction motor, the permanent magnet synchronous motor, and the brushless direct current motor have evolved alongside new control strategies and power converters. Nevertheless, challenges remain related to load variations, demanding dynamic conditions, and energy efficiency requirements.To systematically analyze recent advances in control strategies applied to electric motors in electric vehicles from 2021 to 2025, identifying research trends, comparative advantages, and existing gaps.A systematic literature review was conducted using the Scopus database following the Prisma methodology. An initial bibliometric analysis was performed, followed by a qualitative and quantitative comparative evaluation of one hundred fifty selected studies, considering performance, implementation complexity, efficiency, and adaptability to dynamic conditions.Findings indicate that vector control remains the most balanced technique in terms of precision, efficiency, and industrial feasibility. Predictive, intelligent, and hybrid strategies demonstrate superior dynamic performance and higher energy efficiency, although they involve greater cost and computational complexity. Overall system performance strongly depends on the effective integration of the motor, power converter, and control system, as well as on the adoption of advanced semiconductor materials.The joint evolution of motors, converters, and control strategies is essential to optimize electric mobility systems. Advanced control techniques represent the technological direction of the sector, yet their large-scale implementation requires reductions in cost and computational demand.

En microrredes aisladas, la ubicación inadecuada de los sistemas de generación fotovoltaica puede ocasionar desequilibrios en la regulación de tensión, incremento en las pérdidas de potencia y bajo aprovechamiento de los recursos renovables. Esta situación limita la eficiencia energética y la estabilidad operativa del sistema. Este artículo presenta una estrategia metodológica para determinar la ubicación de sistemas fotovoltaicos en una microrred aislada, a partir de un análisis de flujo de carga y el estudio de diversos escenarios de operación. La metodología abordó criterios técnicos como la regulación de tensión como elemento principal de selección al igual que las pérdidas de potencia y los perfiles de voltaje como parámetros de validación. Esta estrategia se aplica a un estudio de caso de una microrred compuesta por un nodo principal que integra un sistema de almacenamiento en baterías, una fuente fotovoltaica fija, y cinco nodos dispuestos en una topología radial, cada uno asociado a cargas residenciales monofásicas. El objetivo es incluir generación fotovoltaica adicional en dos puntos más de la microrred. Los resultados obtenidos al aplicar la metodología muestran que los nodos uno y cinco son las ubicaciones más adecuadas para incorporar los sistemas de generación fotovoltaica adicional, debido a que la configuración reduce las pérdidas de energía, mejora el perfil de tensión en los nodos y mantiene una regulación estable en las líneas.

The transesterification process for biodiesel production is constrained by high thermal input, prolonged residence time, and intensive mechanical agitation. This study investigates process intensification via hydrodynamic cavitation using a custom-built Shockwave Power Reactor (SPR), enabling continuous biodiesel synthesis from soybean and used cooking oils. A statistically designed experimental matrix was applied to evaluate the reactor’s transient–stable thermal regime and the influence of operational parameters: rotor speed (1700–3415 rpm), volumetric flow rate (60–105 mL/min), methanol-to-oil molar ratio (6:1 to 12:1), and alkali catalyst type (NaOH or KOH). For benchmarking, conventional alkaline transesterification was optimized. The FAME yields from the SPR system exceeded 96.5% and complied with EN14103 standards. Specific energy analysis showed that cavitation-enhanced transesterification reduced energy consumption and peak temperature compared to traditional methods. The SPR’s capacity to induce high shear and localized turbulence under controlled cavitation offers a promising pathway for low-energy, scalable biodiesel production.

The study of power quality phenomena is essential in the current energy landscape, due to the increasing integration of equipment and systems with diverse technologies into the national interconnected grid. These devices, not being subject to strict regulations regarding harmonic content at the point of installation, can generate significant waveform disturbances. This paper presents the design of a source for the selective generation of harmonics, aimed at deepening the analysis of one of the main phenomena affecting power quality in electrical systems. As a first step, the pertinent equations were developed through frequency-domain analysis using Fourier theory. A general equation was obtained as a function of harmonics, switching angles, and voltage levels, taking as a reference the topology of an 81-level asymmetric multilevel converter. With these equations, it is possible to determine the switching angles necessary for the controlled generation of the desired harmonic over the fundamental waveform.

El artículo presenta un estudio del impacto de las corrientes armónicas en el par electromagnético de las máquinas eléctricas rotacionales asíncronas, junto con la relación de la ondulación del torque con la forma del campo magnético rotacional. Para esto se realizó el modelado, en Simulink de Matlab, de una máquina trifásica de inducción, la cual se alimentó con corrientes distorsionadas y con el uso de las transformadas de Clarke y Park se obtuvieron las formas del campo magnético rotacional y del torque electromagnético de la máquina; con el fin de realizar los respectivos análisis y comparativos de la forma del torque con la del campo rotativo. Los resultados resaltan cómo los armónicos influyen en las operaciones incorrectas y en las oscilaciones torsionales, pues se observa una relación entre los envolventes del campo magnético rotacional y las ondulaciones en el torque. Se concluye que los armónicos homopolares no generan deformación del torque, mientras que los armónicos de secuencia positiva y negativa si introducen ondulaciones en el par. El estudio pretende mejorar la comprensión de la relación entre el par electromagnético y el campo magnético rotacional, para clarificar los efectos que la distorsión armónica genera en las máquinas de inducción.

Los inversores pueden ser considerados una tecnología en desarrollo, en la cual, durante cerca de cinco décadas, se han presentado avances significativos que han creado líneas de investigación enfocadas en topologías, métodos de control, optimización y modelado, entre otros tópicos. El presente artículo revisa contribuciones recientes enfocadas en el inversores con características multifuncionales para sistemas fotovoltaicos, proporcionando a los lectores una revisión sintetizada como herramienta de conocimiento para afrontar los desafíos de la integración de los inversores y el perfeccionamiento del sistema eléctrico en términos de calidad de la energía.

Introduction— The DC/AC power conversion systems currently used in multiple applications such as alternative energy sources involve power quality problems due to voltage regulations and distortions such as those caused by harmonic distortion. Objective— Develop a power converter prototype that, through a multi-objective genetic algorithm, allows optimizing the energy quality of three-phase inversion systems through the use of multilevel converters. Methodology— The prototype to be used in the power conversion is defined, the output voltage is modeled mathematically, the optimization multi-objective genetic algorithms are developed, the prototype is implemented and its operation is validated. Results— The algorithm developed and implemented in the developed prototype mitigates power quality phenomena associated with short and long duration variations such as swell, sag, undervoltage and overvoltage, avoids the presence of voltage fluctuations and presents a lower harmonic content in all 1% cases. Conclusions— The implemented prototype allows optimizing the power quality of three-phase power supply systems through the use of multilevel inverters, avoiding the presence of power quality phenomena.