IMPLEMENTACIÓN EXPERIMENTAL DE TÉCNICAS DE CONTROL PREDICTIVO EN UN CONVERTIDOR MATRICIAL INDIRECTO DE CUATRO PIERNAS

Abstract

El estudio de este trabajo de tesis se centra en la aplicación experimental de técnicas de control predictivo en un convertidor matricial indirecto de cuatro piernas (4Leg-IMC). Los convertidores de cuatro piernas permiten manejar cargas y referencias desbalanceadas gracias a que la cuarta pierna permite un retorno para la corriente de modo común. El 4Leg-IMC posee una etapa de rectificación compuesta por seis interruptores bidireccionales que alimenta a un enlace DC de voltaje que a su vez alimenta a la carga mediante un inversor convencional de dos niveles. El 4Leg-IMC se diferencia de los convertidores convencionales al no tener un elemento almacenador de energ?á en el dc-link, esto hace que el 4Leg-IMC sea más robusto y tenga menor tamao. Por otra parte, el convertidor matricial indirecto (IMC) permite el mismo desempeo que un convertidor matricial directo (DMC), es decir, operación en los cuatro cuadrantes, factor de potencia unitario, formas de ondas sinusoidales a amplitud y frecuencia variable. La tesis implementa diversas técnicas de de control predictivo basadas en el modelo del sistema (MPC). Primero se controla la corriente en la carga, manteniendo un máximo voltaje en el enlace DC (de la misma forma que lo har?á un puente de diodos); luego, se controla la corriente en la carga y la potencia reactiva instantánea de la fuente; finalmente, se controla la tensión en la carga y la potencia reactiva instantánea de la fuente. Si bien existen en la literatura técnicas clásicas para el control de 4Leg-IMC, como modulación por ancho de pulso (PWM) o modulación por espacios vectoriales (SVM), estas son poco intuitivas y dif??ciles de implementar debido al alto nivel de cálculo. Ante esta situación es que resulta natural el deseo de implementar estrategias de control predictivo al 4Leg-IMC, ya que estas son sencillas e intuitivas. La tesis presenta resultados experimentales, los cuales son contrastados con resultados de simulación, validando la aplicación de MPC para el control de un convertidor matricial indirecto de cuatro piernas