Comparación de Esquemas de Control de Accionamiento de Máquina de Inducción sobre la Distribución de Pérdidas de Potencia en un Convertidor NPC de Tres Niveles
Autores: Reusser, Carlos A.; Parra, Matías; Mino-Aguilar, Gerardo; Gonzalez-Diaz, Victor R.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Comparación de Esquemas de Control de Accionamiento de Máquina de Inducción sobre la Distribución de Pérdidas de Potencia en un Convertidor NPC de Tres Niveles
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Máquina de inducción de media tensión
Convertidores multinivel
Esquemas de control
Pérdidas por conmutación
Perfil operativo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Las aplicaciones de accionamiento de media y alta potencia han crecido en la última década como la solución más común para procesos industriales de alta demanda. Los convertidores multinivel, en particular la topología de tres niveles con punto neutro clamped (3L-NPC) que impulsa máquinas de inducción de media tensión, se han convertido en la solución más adoptada. En este contexto, varios esquemas de control de accionamiento de CA son adecuados, como el control escalar (SC), el control orientado a campo (FOC), el control predictivo de modelo (MPC) y el control de par directo (DTC). Cada una de estas estrategias de control presenta un perfil operativo particular que afecta el patrón de conmutación de los semiconductores del convertidor, condicionando así las pérdidas de conmutación y conducción de estos dispositivos de potencia. Este trabajo presenta una comparación de las pérdidas de conducción y conmutación entre diferentes esquemas de control de accionamiento, como el control escalar, el control orientado a campo, el control de par directo y el control predictivo de modelo, analizando su impacto en la eficiencia térmica en un convertidor multinivel 3L-NPC, bajo diferentes condiciones operativas de carga. Este análisis permite elegir la estrategia de control y la frecuencia de conmutación más adecuadas para un perfil operativo dado.
Descripción
Las aplicaciones de accionamiento de media y alta potencia han crecido en la última década como la solución más común para procesos industriales de alta demanda. Los convertidores multinivel, en particular la topología de tres niveles con punto neutro clamped (3L-NPC) que impulsa máquinas de inducción de media tensión, se han convertido en la solución más adoptada. En este contexto, varios esquemas de control de accionamiento de CA son adecuados, como el control escalar (SC), el control orientado a campo (FOC), el control predictivo de modelo (MPC) y el control de par directo (DTC). Cada una de estas estrategias de control presenta un perfil operativo particular que afecta el patrón de conmutación de los semiconductores del convertidor, condicionando así las pérdidas de conmutación y conducción de estos dispositivos de potencia. Este trabajo presenta una comparación de las pérdidas de conducción y conmutación entre diferentes esquemas de control de accionamiento, como el control escalar, el control orientado a campo, el control de par directo y el control predictivo de modelo, analizando su impacto en la eficiencia térmica en un convertidor multinivel 3L-NPC, bajo diferentes condiciones operativas de carga. Este análisis permite elegir la estrategia de control y la frecuencia de conmutación más adecuadas para un perfil operativo dado.