Control activo de la temperatura en convertidores multinivel de punto neutro basado en matrices de celdas de conmutación
Autores: Alepuz, Salvador; Nicolás-Apruzzese, Joan; Rafiezadeh, Roya; Busquets-Monge, Sergio; Raya, Mariana; Filbà-Martínez, Àlber
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Control activo de la temperatura en convertidores multinivel de punto neutro basado en matrices de celdas de conmutación
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Neutral-point-clamped
Convertidores multinivel
Aplicaciones de potencia
Estrés térmico
Pérdidas por conmutación
Control térmico activo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 44
Citaciones: Sin citaciones
Los convertidores multinivel de punto neutro son una solución adecuada para la implementación de aplicaciones de baja y media tensión y potencia en la actualidad, gracias a su calidad intrínseca superior de voltaje y corriente. Las configuraciones convencionales de estos convertidores presentan una distribución desigual de pérdidas de potencia, causando estrés térmico en algunos semiconductores de potencia, lo que debilita la fiabilidad del convertidor de potencia. Para superar esto, se introduce una implementación del convertidor multinivel de punto neutro basado en un conjunto de celdas de conmutación, agregando rutas de conducción redundantes en un lado y más opciones para distribuir las pérdidas de conmutación en el otro lado. Se propone un control térmico activo para equilibrar la distribución de temperatura en el convertidor. Se ha implementado un convertidor de cuatro niveles para evaluar la solución propuesta. Los resultados experimentales muestran que la implementación propuesta y el control térmico activo presentan una distribución de temperatura mejorada en el convertidor y, por lo tanto, reducen el estrés térmico y mejoran la fiabilidad.
Descripción
Los convertidores multinivel de punto neutro son una solución adecuada para la implementación de aplicaciones de baja y media tensión y potencia en la actualidad, gracias a su calidad intrínseca superior de voltaje y corriente. Las configuraciones convencionales de estos convertidores presentan una distribución desigual de pérdidas de potencia, causando estrés térmico en algunos semiconductores de potencia, lo que debilita la fiabilidad del convertidor de potencia. Para superar esto, se introduce una implementación del convertidor multinivel de punto neutro basado en un conjunto de celdas de conmutación, agregando rutas de conducción redundantes en un lado y más opciones para distribuir las pérdidas de conmutación en el otro lado. Se propone un control térmico activo para equilibrar la distribución de temperatura en el convertidor. Se ha implementado un convertidor de cuatro niveles para evaluar la solución propuesta. Los resultados experimentales muestran que la implementación propuesta y el control térmico activo presentan una distribución de temperatura mejorada en el convertidor y, por lo tanto, reducen el estrés térmico y mejoran la fiabilidad.