MODULACIÓN Y CONTROL DE UN NUEVO CONVERTIDOR MULTINIVEL HÍBRIDO

Abstract

DESDE su introducción hace más de dos décadas, los convertidores multinivel han sido crecientemente aceptados como inversores (DC/AC) y como rectificadores activos (AC/DC) para media tensión en aplicaciones de alta potencia [4]. Éstos tradi- cionalmente están divididos en tres categorías: Neutral Point Clamped (NPC) [5], Flying Capacitor (FC) [6] y Cascade Multicell (CM) [7] [8] y operan conectando a la carga varias fuentes de tensión continua, mejorando así la calidad de la forma de onda. Más recientemente se han desarrollado una serie de nuevos convertidores multinivel, los que se clasifican como (3z(Bhíbridos'''' y que poseen ciertas ventajas por sobre los tradicionales. El término (3z(Bhíbrido'''' refiere a la conexión de diferentes topologías de convertidores con el objetivo de formar un nuevo convertidor [9]. Esta tesis propone el desarrollo y análisis de las ventajas de una nueva topología híbrida de convertidores, la cual consiste en la conexión serie de un Convertidor Principal Neutral Point Clamped (NPC) de tres niveles y un Convertidor Acondicionador compuesto de Puentes H o \CPH'''' (semejante al multicelda en cascada), también de 3 niveles. Para simplificar el circuito de potencia, se quitó la conexión del CPH a la red, de forma que solo puede manejar potencia reactiva. También se realizó un análisis de las características de este convertidor y de su capacidad como filtro activo serie, para desarrollar la estrategia de control para la topología considerada. El NPC manejó la totalidad de la potencia activa conmutando a baja frecuencia, mientras el CPH gen- eró voltaje armónico para compensar la distorsión producida por el NPC. Por lo tanto, el enfoque de esta tesis se centra en el desarrollo de un convertidor híbrido descrito anteriormente, lo que cubre los criterios de selección del voltaje ópti- mo para los dc-links de las celdas, el estudio de la modulación más adecuada y las técnicas de control para regular las tensiones de los condensadores flotantes de los dc-links de las celdas en serie.'