Cap´ıtulo 3 Modelado de Convertidores Estáticos de Potencia (CEP)

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CAPÍTULO3. MODELADODECONVERTIDORESESTÁTICOSDEPOTENCIA(CEP)33 Figura 3.13: a) Voltaje de salida va sintetizado mediante el uso del conjunto {−3Vdc , −2Vdc, −Vdc,0,Vdc,2Vdc,3Vdc},b)Voltajedesalidavasintetizadomedianteelusodelconjunto{−3Vdc, − 9 4 Vdc,− 6 4 Vdc,− 3 4 Vdc,0, 3 4 Vdc, 6 4 Vdc, 9 4 Vdc,3Vdc}. incrementatambiénlapérdidadeenergíaporconmutación,alavezquedisminuyelavida útil. Laimportanciade laanteriordesventajapuedevisualizarsemejorsiconsideramosque el circuito multinivel de la figura 3.11 es tan sólo una de tres ramas que componen a un convertidormultiniveltrifásico.Enestecaso,lasumadelaspérdidasentodoslosinterruptoresdedichoconvertidortrifásicopuedellegaraserunacantidadconsiderable.Paraevitar esteproblemaanivelindustrialseutilizanestrategiasdeconmutaciónquepermitanoperar acadainterruptorafrecuenciaspordebajodelmáximoconelfindegarantizarcondiciones deoperaciónconfiables,queeselcasodelamayoríadelaspolíticasPWMconvencionales, quepermitanmejorartantoeldesempeñocomolaeficienciadeestetipodeconvertidores. Así mismo, las conmutaciones hacia un mismo nivel de voltaje suelen distribuirse lo más equitativementeposibleentrelosmodosdeoperaciónredundantesquelooriginan,paralo cualesnecesariodesarrollarunalgoritmodesuperviciónquedeterminecuandoactivarunou otromodoredundante.Lógicamente,estetipodemétodosebasaenprocesosdeoptimización dedifícilsolución,véaselaobservación3.2. Si se considera que el error de voltaje obtenido con la señal voltaje Va mostrada en la figura3.12anocumplecondeterminadasespecificacionesdedesempeño,comoporejemplo que 3sen(ωt)−Va≤β ∀t≥t0 con β =cte,entonces sería necesario incrementar tanto los niveles de cuantificación empleados como disminuir los tiempos durante los cuales la magnituddelaseñalVa permaneceencadaunodedichosvalores.Sinembargo,conseguir loanteriornoesuntrabajotrivialyaquecomosemencionó,entremásconmuteundispo-
CAPÍTULO3. MODELADODECONVERTIDORESESTÁTICOSDEPOTENCIA(CEP)34 Figura3.14:Convertidormultiniveldecuatroetapasdepuentecompletoconectadasencascada. sitivointerruptorduranteunperiododeconmutaciónT mayorserásupérdidadeenergíao serámenorsuvidaútil. Unaalternativaparaincrementarlosnivelesdecuantificaciónenunsistemamultiniveles incrementandoelnúmerodearreglosdepuenteH,loquetambiénconllevaaunincremento en el número de interruptores. Pero, a pesar de esto último, el incremento del número de etapas en un circuito multinivel es más ventajoso de lo que parece. Por ejemplo, si en el convertidor de la figura 3.11 conectamos un circuito extra de puente completo en cascada conelresto,figura3.14,yademáslasmagnitudesdevoltajedelasfuentesdeCDsonfijadas a 3/4Vcd, entonces obtendremos el siguiente conjunto de niveles de cuantificación {−3Vcd, − 9 4 Vcd,− 6 4 Vcd,− 3 4 Vcd,0, 3 4 Vcd, 6 4 Vcd, 9 4 Vcd,3Vcd}.AplicandolasecuenciadevectoresM:
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