Nueva modulación vectorial continua y convertidor puente-H dual
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Date
2015
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Abstract
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.
Description
Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2015