Trabajo Fin de Máster
Implementación en línea de métodos de mitigación selectiva de armónicos mediante la aplicación de nuevos algoritmos numéricos de búsqueda
Autor/es | González Rodríguez, Francisco Javier |
Director | León Galván, José Ignacio
Márquez Alcaide, Abraham |
Departamento | Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Electrónica |
Fecha de publicación | 2018 |
Fecha de depósito | 2019-03-22 |
Titulación | Universidad de Sevilla. Máster en Ingeniería Electrónica, Robótica y Automática |
Resumen | The rapid increase in energy demand positioned power electronics as a mean to ensure
efficient, controlled and reliable power delivery. Increasing power ratings lead to
larger voltages and currents to be managed by the ... The rapid increase in energy demand positioned power electronics as a mean to ensure efficient, controlled and reliable power delivery. Increasing power ratings lead to larger voltages and currents to be managed by the converter. In order to deal with that circunstance, three paths have been followed: new power converter topologies, as for example multilevel topologies; new semiconductor devices, which promise lower losses with faster converter switching frequencies, and new modulation techniques. Newer modulation techniques allowed to achieve reduced losses, regulated semiconductor temperature and voltage balancing, all of these with no need to modify the converter hardware. This is desireable, as it allows to cut on design, manufacturing and set-up costs. Among these techniques, one of the proposals is to synthetize, with a reduced number of semiconductor switchings, a converter output voltage waveform, as it is demostrated in Fig. 2. In thisway, switching losses are significatively reduced, due to reduced number of conmutations in comparison with modulation techniques based in PWM. Choosing properly the switching instants, it is possible to additionaly control harmonic spectrum on voltage waveform. Therefore, the resulting waveform is optimally computed for a desired target. One of the first techniques to exploit this concept is the well-known selective harmonic elimination (SHE), which completely cancels harmonics up to a fixed harmonic order. However, new techniques allow to limit the harmonic content of a larger number of harmonics. This technique is called selective harmonic mitigation (SHM). El incesante incremento en la demanda de energía actual ha forzado al uso de la electrónica de potencia como medio para asegurar una distribución de la misma de forma eficiente, controlada y fiable. Mayores niveles de ... El incesante incremento en la demanda de energía actual ha forzado al uso de la electrónica de potencia como medio para asegurar una distribución de la misma de forma eficiente, controlada y fiable. Mayores niveles de potencia dan lugar a convertidores que deberán manejar mayores tensiones y corrientes, lo cual se ha solventado de tres formas: nuevas topologías de convertidores, como por ejemplo el desarrollo de las topologías multinivel; nuevos dispositivos semiconductores, los cuales reducen las pérdidas y permiten aumentar la frecuencia de conmutación de los equipos; y nuevas técnicas de modulación. Los nuevos avances en modulación han permitido que, manteniendo invariante el hardware, un mismo convertidor pueda operar con unas pérdidas inferiores, a temperatura regulada, con tensiones balanceadas, etc. Esto es, en general, muy deseable, ya que evita los costes de diseño, fabricación y puesta en marcha de un nuevo equipo. Dentro de estas técnicas, una de las propuestas que aparece es la de sintetizar, con un número limitado de conmutaciones, la forma de onda de salida del convertidor, como se demuestra en la Fig. 1. De esta forma, estas técnicas reducen significativamente las pérdidas, al conmutar un menor número de veces que otras técnicas de modulación como puede ser las basadas en PWM. Eligiendo de forma minuciosa los instantes en los que conmutan dichos semiconductores, se puede conseguir de forma adicional un control en el contenido espectral de la forma de onda. Así, la forma de onda se obtiene de forma óptima para un objetivo dado. Una de las primeras técnicas que explotaron esta idea es la conocida como eliminación selectiva de armónicos (selective harmonic elimination, SHE), la cual cancela por completo los armónicos hasta una frecuencia dada. Sin embargo, nuevas técnicas permiten limitar el contenido espectral hasta un número mayor de armónicos. Esta técnica se denomina mitigación selectiva de armónicos, SHM. |
Cita | González Rodríguez, F.J. (2018). Implementación en línea de métodos de mitigación selectiva de armónicos mediante la aplicación de nuevos algoritmos numéricos de búsqueda. (Trabajo Fin de Máster Inédito). Universidad de Sevilla, Sevilla. |
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