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Inversor multinivel trifásico utilizando eliminación armónica selectiva con algoritmo de depredador marino

Autores: Riad, Nancy; Anis, Wagdy; Elkassas, Ahmed; Hassan, Abd El-Wahab

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Inversor multinivel trifásico utilizando eliminación armónica selectiva con algoritmo de depredador marino


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Algoritmo de depredador marino
Técnica de eliminación armónica selectiva
Inversor multinivel
ángulos de conmutación
Topología en puente en H cascada
índice de modulación

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 59

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En este documento, se propone el algoritmo de depredador marino (MPA) para resolver ecuaciones no lineales trascendentales en una técnica de eliminación armónica selectiva utilizando un inversor multinivel (MLI). Demostró su idoneidad y supremacía sobre las otras técnicas de armónicos selectivos (SHE) utilizadas en investigaciones recientes, ya que tiene una buena precisión, alta probabilidad de convergencia y mejora la calidad de la tensión de salida. Los valores óptimos de los ángulos de conmutación de MPA se aplican para controlar un MLI trifásico de 11 niveles utilizando una topología de puente en H en cascada (CHB) para controlar el componente fundamental y cancelar los armónicos de bajo orden para todos los valores del índice de modulación de 0 a 1. Los resultados analíticos y de simulación demuestran la robustez y consistencia de la técnica a través de la plataforma de simulación MATLAB. Los resultados obtenidos de la simulación muestran que el algoritmo MPA es más eficiente y preciso que otros algoritmos como la optimización basada en el aprendizaje (TLBO), el algoritmo de polinización de flores (FPA) y la optimización híbrida de enjambre de partículas con optimización de lobo gris (PSOGWO). Se lleva a cabo un prototipo para una configuración experimental de un inversor trifásico de puente en H en cascada de siete niveles (7L-MLI-CHB). La salida de esta prueba experimental validó y respaldó los resultados obtenidos del análisis de simulación. Se obtiene el modelo de pérdida de potencia de un MLI-CHB trifásico de 7 niveles utilizando el transistor de efecto de campo metal-óxido-semiconductor de silicio (MOSFET) de acuerdo con la técnica de modulación. Las pérdidas de conducción y conmutación se calculan en base a los datos del fabricante experimental del Si-MOSFET utilizando el modelo térmico de Simulación de Circuito Eléctrico Lineal por Tramos (PLECS). Las pérdidas y la potencia de salida se miden en diferentes valores de índice de modulación basados en el algoritmo MPA. Finalmente, se presenta un diseño del volumen del disipador de calor para este diseño a diferentes temperaturas.

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