Browsing by Author "Durán Godoy, Tomás Antonio"

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    New dual H-bridge converter for continuous space vector modulation
    (2019) Durán Godoy, Tomás Antonio; Neira, Sebastián; Pereda Torres, Javier Eduardo; Rojas, Félix
    Multilevel converters are a significant improvement in the DC-AC conversion technology, reaching higher power quality in medium-voltage applications and using standard semiconductors in a smarter way than conventional converters, without necessarily increasing the cost. However, multilevel technology remains discrete and its only way to reduce the overall total harmonic distortion leads on the generation of several discrete levels on the output voltage. Therefore, it is not possible to reduce the harmonic distortion to negligible values, unless a big number of semiconductors are used, which is not cost-effective for low-voltage applications, limiting the reliability of the system. This study proposes a new dual H-bridge inverter that generates a three-phase output voltage with negligible distortion using two variable DC-DC power sources and a new continuous space vector modulation. Simulation and experimental results show high-quality output voltages. The topology is simple and uses only 12 semiconductors, but it requires special attention in the variable DC voltage converters, which can limit the maximum output frequency. Therefore, the solution is suitable for low power applications that require high power quality using small filters or none filters at the AC side. The results were obtained and validated using an experimental laboratory prototype under different operating conditions.
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    Novel continous space vector modulation in cascaded multilevel converters
    (IEEE, 2014) Durán Godoy, Tomás Antonio; Pereda Torres, Javier Eduardo
    DC to AC conversion technology has succeeded in obtaining high power quality (voltages and currents) using multilevel inverters. These inverters can generate several levels of voltage that reduce the harmonic distortion of the generated sine waves in the AC side. However, the output voltages always are discrete, so a non-negligible harmonic distortion remains. This distortion can be reduced by increasing the number of voltage levels generated by the multilevel inverter, but this means reduce the reliability and increase the number of semiconductors. This paper proposes a novel continuous space vector modulation (C-SVM) that generates continuous AC voltages without using filters and reduces the total harmonic distortion (THD) of the voltage under 1%. This proposed modulation requires two variable power sources (e.g. buck converters) but can be implemented in simplified three-phase cascaded multilevel converters. Moreover, this continuous modulation allows the implementation of a novel cascaded multilevel inverter with a reduced topology. Simulated results show the proposed space vector modulation and the output voltage and currents obtained in inductive loads and in an induction motor.
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    Nueva modulación vectorial continua y convertidor puente-H dual
    (2015) Durán Godoy, Tomás Antonio; Pereda Torres, Javier Eduardo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    Las tecnologías de conversión de corriente continua a corriente alterna (DC-AC) han alcanzado altas calidades de voltajes y corrientes utilizando inversores multinivel. Estos inversores pueden generar un gran número de niveles de voltaje, reduciendo la distorsión de las ondas de voltaje alternas generadas. Sin embargo, los voltajes de salida son siempre discretos, por lo que siempre hay un contenido armónico remanente imposible de eliminar. Esta distorsión se puede minimizar aumentando el número de niveles de voltaje generados por el inversor multinivel, sin embargo esto implica aumentar la cantidad de semiconductores requeridos y disminuir la confiabilidad del dispositivo. La presente investigación propone una nueva modulación vectorial continua (C-SVM),que permite generar un voltaje sinusoidal de alta definición, reduciendo la distorsión armónica (THD) por debajo del 1 %. Se requieren para esto dos fuentes de voltaje variables, pero puede ser implementada en topologías simplificadas de inversores. Es más, la modulación continua propuesta permite implementar una nueva topología de inversores multinivel con una baja cantidad de semiconductores. La asimetría variable requerida se obtiene operando dos conversores DC-DC con ciclos de trabajo variable, introduciendo el concepto de modulación DC. El ciclo de trabajo variable sigue un patrón definido, el cual es una secuencia de hemiciclos sinusoidales positivos. Esta señal es modulada por ancho de pulso (PWM) y posteriormente filtrada, de modo de operar como fuente DC variable controlada para los inversores del sistema. Esto conlleva, sin embargo, un problema de corrientes circulantes en los moduladores DC y pérdidas energéticas. Existe un trade-off entre la calidad de la onda trifásica generada por el sistema y la eficiencia energética. Los resultados reales y de simulaciones muestran que las ondas de voltaje generadas son altamente sinusoidales. Sin embargo, el problema de las pérdidas energéticas deberá ser resuelto en investigaciones futuras, con miras a aplicaciones en la industria y en sistemas de potencia.