Contaminación armónica de ondulación de corriente alterna en convertidor AC/DC de entrada activa de cuatro patas de tres fases para cargadores de vehículos eléctricos a bordo
Autores: Viatkin, Aleksandr; Mandrioli, Riccardo; Hammami, Manel; Ricco, Mattia; Grandi, Gabriele
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Contaminación armónica de ondulación de corriente alterna en convertidor AC/DC de entrada activa de cuatro patas de tres fases para cargadores de vehículos eléctricos a bordo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Convertidores de fuente de voltaje de tres fases y cuatro patas
Corrientes de CA
Modulación
Corrientes de ondulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
Los convertidores de fuente de voltaje de cuatro patas trifásicos han sido considerados para algunos proyectos recientes en redes inteligentes y en la industria automotriz, proyectos como cargadores de vehículos eléctricos a bordo (EVs), gracias a su capacidad incorporada para manejar corrientes de CA desequilibradas a través del cuarto cable (neutro). Aunque las modulaciones convencionales basadas en portadora (CBMs) y las modulaciones de vector espacial (SVMs) han sido comúnmente aplicadas y estudiadas extensamente para convertidores de fuente de voltaje de cuatro patas trifásicos, se ha informado muy poco sobre su impacto en la contaminación en la red de CA en términos de corrientes de rizado de conmutación. Este artículo presenta una derivación analítica exhaustiva de los valores pico a pico y RMS del rizado de corriente de CA en condiciones de trabajo equilibradas y desequilibradas, en el caso de convertidores de cuatro patas trifásicos con inductancias de enlace de CA desacopladas. El enfoque matemático propuesto cubre tanto las corrientes de fase como las neutras. Todos los hallazgos analíticos se han aplicado a dos métodos de CBM reconocidos por la industria, a saber, la modulación de ancho de pulso sinusoidal (PWM) y la PWM centrada (equivalente a SVM). Las ecuaciones derivadas son efectivas, simples y listas para usar en cálculos precisos de rizado de corriente de CA. Al mismo tiempo, las ecuaciones y diagramas propuestos pueden adoptarse con éxito para diseñar el sistema de conversión basándose en los códigos de red en términos de rizado de corriente (o distorsión armónica total (THD)/distorsión total de demanda (TDD)), lo que permite el dimensionamiento de las inductancias de enlace de CA y la determinación de la frecuencia de conmutación adecuada para las condiciones de operación dadas. Los desarrollos analíticos han sido verificados minuciosamente mediante simulaciones numéricas en MATLAB/Simulink y mediante extensas pruebas experimentales.
Descripción
Los convertidores de fuente de voltaje de cuatro patas trifásicos han sido considerados para algunos proyectos recientes en redes inteligentes y en la industria automotriz, proyectos como cargadores de vehículos eléctricos a bordo (EVs), gracias a su capacidad incorporada para manejar corrientes de CA desequilibradas a través del cuarto cable (neutro). Aunque las modulaciones convencionales basadas en portadora (CBMs) y las modulaciones de vector espacial (SVMs) han sido comúnmente aplicadas y estudiadas extensamente para convertidores de fuente de voltaje de cuatro patas trifásicos, se ha informado muy poco sobre su impacto en la contaminación en la red de CA en términos de corrientes de rizado de conmutación. Este artículo presenta una derivación analítica exhaustiva de los valores pico a pico y RMS del rizado de corriente de CA en condiciones de trabajo equilibradas y desequilibradas, en el caso de convertidores de cuatro patas trifásicos con inductancias de enlace de CA desacopladas. El enfoque matemático propuesto cubre tanto las corrientes de fase como las neutras. Todos los hallazgos analíticos se han aplicado a dos métodos de CBM reconocidos por la industria, a saber, la modulación de ancho de pulso sinusoidal (PWM) y la PWM centrada (equivalente a SVM). Las ecuaciones derivadas son efectivas, simples y listas para usar en cálculos precisos de rizado de corriente de CA. Al mismo tiempo, las ecuaciones y diagramas propuestos pueden adoptarse con éxito para diseñar el sistema de conversión basándose en los códigos de red en términos de rizado de corriente (o distorsión armónica total (THD)/distorsión total de demanda (TDD)), lo que permite el dimensionamiento de las inductancias de enlace de CA y la determinación de la frecuencia de conmutación adecuada para las condiciones de operación dadas. Los desarrollos analíticos han sido verificados minuciosamente mediante simulaciones numéricas en MATLAB/Simulink y mediante extensas pruebas experimentales.