Control lineal en tiempo real de un convertidor Z

Abstract

En este trabajo se estudia el funcionamiento de un inversor Z trifásico, que presenta la ventaja de realizar una conversión dc-dc elevadora de tensión y ac-dc en una sola etapa, esto gracias a la red de impedancia que se encuentra entre la fuente de entrada y el inversor. La red de impedancia es fundamental para establecer criterios de operación, respuesta dinámica y análisis de estabilidad para su control en lazo cerrado, es por esto, que se construye un modelo matemático del ZSI que nos permite entender en profundidad su funcionamiento. La elevación del voltaje se logra introduciendo estados de cortocircuito en las piernas del inversor, y para lograrlo se estudian y comparan dos técnicas de modulación comúnmente usadas en esta topología, las que son: el método de simple boost y máximo boost. El voltaje en el condensador y, por consiguiente el voltaje en el enlace dc presentan un comportamiento de fase no mínima, ante cambios en la entrada de control, lo que complejiza su control en lazo cerrado. Para controlar el voltaje en el enlace dc, se presenta una estrategia de control lineal, utilizando un control en cascada, y ayudado de un análisis de ubicación de polos para realizar la sintonización de los parámetros del controlador. Finalmente se comprueba que la estrategia de control propuesta permite seguir de forma rápida una referencia en el voltaje de enlace, y también absorber cambios que se puedan producir en el voltaje de entrada o en la carga conectada al inversor.