Analytical and experimental discussion of a circuit-based model for compact fluorescent lamps in a 60 Hz power grid



Document title: Analytical and experimental discussion of a circuit-based model for compact fluorescent lamps in a 60 Hz power grid
Journal: Ingeniería e investigación
Database: PERIÓDICA
System number: 000394394
ISSN: 0120-5609
Authors:
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Institutions: 1Universidad Industrial de Santander, Grupo de Investigación en Sistemas de Energía Eléctrica, Bucaramanga, Santander. Colombia
Year:
Season: Dic
Volumen: 35
Pages: 89-97
Country: Colombia
Language: Inglés
Document type: Conferencia o discurso
Approach: Aplicado, descriptivo
Spanish abstract En este artículo se presenta un análisis y una discusión sobre el comportamiento de un modelo circuital para lámparas fluorescentes compactas (CFL) en una red eléctrica de 120V 60 Hz. Este modelo es propuesto y validado en trabajos previos para lámparas fluorescentes compactas en sistemas de 230V 50 Hz. Sin embargo, la derivación de este modelo no es fácil de seguir y su desempeño en una red de 120V 60 Hz es materia de investigación. En este trabajo, la derivación analítica de este modelo de CFL se presenta en detalle y se discute su desempeño en la predicción de la corriente consumida por una CFL en un sistema eléctrico de 120V 60 Hz. El modelo derivado es implementado tanto en MATLAB® como en ATP-EMTP®, utilizando dos diferentes conjuntos de parámetros previamente propuestos para lámparas fluorescentes compactas en 230V 50 Hz. Estos resultados de simulación se comparan con mediciones de laboratorio obtenidas utilizando una fuente de tensión alterna programable. Las mediciones y simulaciones consideran siete lámparas fluorescentes compactas 110/127V 60 Hz con diferentes potencias alimentadas por una fuente de tensión sinusoidal (no distorsionada). Las simulaciones bajo estas condiciones no predicen adecuadamente las mediciones realizadas y por lo tanto el conjunto de parámetros y/o el modelo necesitan ser ajustados para redes eléctricas de 120V 60 Hz
English abstract This article presents an analysis and discussion on the performance of a circuit-based model for Compact Fluorescent Lamps (CFL) in a 120V 60 Hz power grid. This model is proposed and validated in previous scientific literature for CFLs in 230V 50 Hz systems. Nevertheless, the derivation of this model is not straightforward to follow and its performance in 120V 60 Hz systems is a matter of research work. In this paper, the analytical derivation of this CFL model is presented in detail and its performance is discussed when predicting the current of a CFL designed to operate in a 120V 60 Hz electrical system. The derived model is separately implemented in both MATLAB® and ATP-EMTP® software using two different sets of parameters previously proposed for 230V 50 Hz CFLs. These simulation results are compared against laboratory measurements using a programmable AC voltage source. The measurements and simulations considered seven CFLs 110/127V 60 Hz with different power ratings supplied by a sinusoidal (not distorted) voltage source. The simulations under these conditions do not properly predict the current measurements and therefore the set of parameters and/or the model itself need to be adjusted for 120V 60 Hz power grids
Disciplines: Ingeniería
Keyword: Ingeniería eléctrica,
Redes eléctricas,
Modelo circuital,
Lámparas fluorescentes,
Atenuación de armónicos
Keyword: Engineering,
Electrical engineering,
Electric networks,
Circuit-based model,
Fluorescent lamp,
Harmonics attenuation
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