Convertidores ca/cc con reductor activo de armónicos basado en el uso de salidas auxiliares retrasadas

Abstract

En esta tesis doctoral se realiza el estudio una familia de convertidores que implementan una solución de tipo activo que demanda una corriente de entrada no senoidal pero que reduce el contenido armónico de la misma. El objetivo es obtener una forma de onda tal, que se pueda cumplir la norma iec 1000-3-2 sobre armónicos de baja frecuencia con un reducido coste y un pequeño aumento de tamaño. Además, la penalización en el rendimiento del convertidor será bastante pequeña ya que no se reciclará dos veces toda la energía. En la tesis se aborda el estudio exhaustivo de las formas de onda de la corriente de entrada que se obtienen en un convertidor con reductor del contenido armónico basado en salidas retrasadas. Esto permitirá conocer cuales son las condiciones que debe cumplir esta forma de onda para poder cumplir la norma iec 1000-3-2. Se realiza también el estudio de diferentes posibilidades para la implementación de salidas retrasadas. Existen diversos tipos de salidas de este tipo, aunque todas ellas tienen en común un cirucuito equivalente similar que cumple con las condiciones necesarias para ser utilizado como reductor activo de armónicos. El estudio de diversas posibilidades proporcionará una relación de ventajas e inconvenientes de cada una de ellas con lo que se facilitará la labor de elegir la mejor solución para cada caso que se pueda plantear. Una vez estudiado el comportamiento las salidas auxiliares retrasadas se realiza el estudio estático de diversos tipos de convertidores ca/cc con reductor activo de armónicos. El estudio estático nos proporcionará las herramientas para poder calcular todos los esfuerzos eléctricos de los componentes del convertidor, lo que constituye un paso fundamental e indispensable en el diseño de cualquier convertidor. Finalmente, también se aborda el estudio dinámico de los convertidores ca/cc con reductor activo de armónicos estudiados anteriormente. Se obtiene el modelo dinámico de pequeña señal de este tipo de convertidores, lo que nos proporciona una información indispensable para cerrar el lazo de regulación del convertidor. Además también se obtienen modelos promediados de gran señal para poder así obtener información de las variaciones de las señales a frecuencia de red, así como el comportamiento del convertidor ante variaciones grandes en la carga o en la tensión de entrada.