Control de convertidores multinivel con condensadores flotantes : Análisis comparativo entre diferentes estrategias de modulación

Abstract

Los convertidores multinivel se presentan como una buena alternativa para aplicaciones de media y alta potencia, debido a su bajo contenido armónico en la salida junto a las mínimas perdidas por conmutación que se pueden lograr. El control de estos convertidores se hace partiendo de las técnicas de modulación propuestas para las topologías convencionales, pues la extensión de dichas estrategias sumada a modificaciones adecuadas, permiten el funcionamiento óptimo del convertidor. A lo anterior es importante agregar el análisis de la topología a utilizar, sus principales características y problemas asociados a su estructura, logrando así una relación Control-Topología dirigida al buen desempeño bajo cualquier condición de trabajo. En este proyecto se presenta un análisis comparativo entre las estrategias de modulación PWM (Pulse Width Modulation) con desplazamiento de nivel (LS-PWM), PWM con desplazamiento de fase (PS-PWM), y otra basada en modulación vectorial (SVM), para un convertidor con condensadores flotantes de tres niveles, con el fin de observar el funcionamiento del convertidor respecto a cada técnica. Además se realizan simulaciones en PSIM donde se muestran la tensión de línea de salida, su espectro armónico, corriente de fase y balance en la tensión de los condensadores flotantes con cada estrategia de modulación mencionada. Estas simulaciones permiten comparar las técnicas de control a partir de dos criterios, distorsión armónica total y error medio cuadrático.