Análisis de las modulaciones SPWM y SHE en convertidores fuente de corriente multinivel y control de corriente DC

Abstract

Los convertidores estáticos de potencia basados en topologías Fuente de Corriente son utilizados en aplicaciones de media y alta potencia, principalmente en accionamientos eléctricos. Gracias a su confiabilidad y topología basada en interruptores de potencia que pueden trabajar a altas frecuencias de conmutación, es posible generar señales de corriente con bajo contenido armónico. La posibilidad de conectar diferentes módulos en paralelo, permite incrementar los niveles de trabajo del convertidor en términos de corrientes y potencia, además de mantener la distribución de estas de manera uniforme en cada uno de los módulos. Diferentes tipos de modulación se han implementado en Convertidores Fuente de Corriente. Entre ellos destacan la Modulación por Ancho de Pulso Sinusoidal (SPWM) y la Eliminación Selectiva de Armónicos (SHE), las cuales permiten eliminar cierta cantidad de contenido armónico de las corrientes de línea del convertidor, así como controlar su frecuencia y valores nominales. Además, es posible diseñar esquemas de control directo a las variables de interés modificando los parámetros de modulación, con el fin de mantener controladas las regiones y niveles de operación de estas. En este trabajo se realiza un análisis de la topología de los Convertidores Fuente de Corriente constituidos por uno y dos módulos conectados en paralelo, a las modulaciones SPWM y SHE en términos de la reducción de contenido armónico y se diseña un esquema de control para la corriente de enlace total DC. La combinación topología y esquema de control resultantes es apta para accionamientos eléctricos y otras aplicaciones como en generación en base a paneles solares.