Publication: SIMULACIÓN DE UN CONVERTIDOR DC-DC CON CAPACITOR FLOTANTE UTILIZANDO CONTROL PREDICTIVO PARA APLICACIONES EN ELECTROMOVILIDAD
Date
2022-07-05
Authors
VILLEGAS PIZARRO, JORGE EDUARDO
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Abstract
Para resumir este trabajo en pocas palabras, se trata de la comparación de dos topologías de 3 y 5 niveles del convertidor DC-DC bidireccional de capacitor flotante mediante simulaciones en el software PLECS® para aplicaciones en electromovilidad. Existen estudios sobre las topologías de 3 y 5 niveles del convertidor DC-DC bidireccional de capacitor flotante en micro redes DC, pero no se ha implementado en aplicaciones de electromovilidad, por lo que ese resulta interesante aplicar esta topología con una rutina de control de tipo predictivo a esta nueva aplicación. En los últimos años, las PMSM han tomado mucha fuerza en los accionamientos de tracción de vehículos eléctricos, esto debido a sus nobles características para esta aplicación, entre ellas destacan: su alta densidad de potencia en peso y volumen, entre otras. Es por lo anterior que el accionamiento eléctrico en este caso corresponde a una PMSM en conjunto con un control en lazo cerrado de tipo discreto, con un lazo interno de corriente y uno externo de velocidad, utilizando para ello las transformadas de Clarke y Park. El objetivo general de esta memoria para optar al título de Ingeniero Civil Electricista corresponde a la simulación de las dos topologías en estudio en conjunto con el acciona miento de tracción, para poder evaluar las ventajas y desventajas de una topología sobre la otra, principalmente en lo que se refiere a la vida útil del banco de baterías y al desempeño mismo del accionamiento de tracción. Para ello se hace un breve resumen de la teoría de las topologías de convertidor DC-DC en estudio, junto con la explicación del algoritmo MPC utilizado en su control. A continuación, se explica brevemente algunas consideraciones y elementos importantes del accionamiento eléctrico para posteriormente hacer una revisión de los parámetros utilizados en las simulaciones. En seguida, en el Capítulo 3, se muestran los resultados obtenidos de las simulaciones y finalmente en el capítulo 4 se presentan las conclusiones. En esta ´ultima sección se concluye que la topología de 5 niveles presenta varias ventajas frente a la de 3 niveles, entre las más importantes, destacan un mejor desempeño del nivel de tensión del enlace DC, el requerimiento de semiconductores de menor nivel de tensión y lo más importante, menores exigencias de corriente para la batería, en cuanto a valores máximos. En cuanto al contenido armónico se logra disminuir la magnitud de las componentes en algunas frecuencias mientras que en otras la magnitud aumenta.
Description
Keywords
DC-DC , CAPACITOR FLOTANTE , ELECTROMOVILIDAD