Descripción del proyecto
EN CONVERTIDORES DE ALTA POTENCIA EL RENDIMIENTO ES DE ESPECIAL IMPORTANCIA, NO SOLO POR LAS DIFICULTADES DE DISIPACION DE CALOR GENERADO POR LAS PERDIDAS, SINO TAMBIEN POR EL COSTE DE LA ENERGIA NO APROVECHADA, UNA TOPOLOGIA PROMETEDORA PARA ESTOS CONVERTIDORES ES EL CONVERTIDOR MODULAR MULTINIVEL (MMC, DE SUS SIGLAS EN INGLES), POR EJEMPLO, RENDIMIENTOS ENTORNO AL 99,5% HAN SIDO REPORTADOS EN SU USO EN LINEAS DE DISTRIBUCION EN CONTINUA (HVDC, DE SUS SIGLAS EN INGLES) [1],LA PRINCIPALES VENTAJAS DEL MMC SON SUS REDUCIDAS PERDIDAS (DEBIDO A LA BAJA FRECUENCIA DE CONMUTACION) Y LAS EXCELENTES FORMAS DE ONDA QUE SE GENERAN EN LA SALIDA, LO QUE PERMITE EL USO DE FILTROS MAS PEQUEÑOS Y QUE LOS SEMICONDUCTORES TENGAN QUE SOPORTAR MENORES TENSIONES [2-6], ADEMAS, SU ESTRUCTURA BASADA EN SENCILLAS CELDAS OTORGA LA ESCALABILIDAD QUE PERMITE SOPORTAR ALTAS TENSIONES USANDO SEMICONDUCTORES DE RELATIVA BAJA TENSION, SE CONSIGUE ASI TENER UN ENLACE DE ALTA TENSION DE CONTINUA, PERO CON LA ENERGIA REPARTIDA EN CONDENSADORES QUE SOPORTAN MENORES NIVELES DE TENSION, EVITANDO EL USO DE UN VOLUMINOSO CONDENSADOR DE ALTA TENSION Y MEJORANDO SU SEGURIDAD Y FIABILIDAD [7],OTRA DE LAS CARACTERISTICAS DEL MMC ES SU CAPACIDAD DE IMPLEMENTAR FUNCIONALIDADES MULTIPUERTO, DISEÑANDO Y CONTROLANDO ADECUADAMENTE LAS CELDAS DE UN MMC ES POSIBLE LA INTEGRACION DISTRIBUIDA AL NIVEL DE LA CELDA DE FUENTES, CARGAS O SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO, LA INTEGRACION DE SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO A NIVEL DE CELDA PROPORCIONA AL MMC CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO ENERGETICO DISTRIBUIDO, SIN EMBARGO, LOS NIVELES DE TENSION DE LA CELDA Y DEL SISTEMA DE ALMACENAMIENTO PUEDEN SER DISTINTOS, HACIENDOSE NECESARIO EL USO DE UN CONVERTIDOR BIDIRECCIONAL PARA LA ADAPTACION DE ESOS NIVELES DE TENSION,EL USO DE UN CONVERTIDOR BIDIRECCIONAL PARA CONECTAR EL SISTEMA DE ALMACENAMIENTO CON LA CELDA PRODUCE PERDIDAS DURANTE LA CARGA Y DESCARGA DEL SISTEMA DE ALMACENAMIENTO, POR LO QUE ES CRITICO EL USO DE UN CONVERTIDOR CON UN RENDIMIENTO MUY ELEVADO, EN FUNCION DE LOS NIVELES DE TENSION TANTO DE LA CELDA COMO DEL SISTEMA DE ALMACENAMIENTO, SERA NECESARIO PROPONER DISTINTAS TOPOLOGIAS DE CONVERSION, SIEMPRE CON EL OBJETIVO DE MINIMIZAR LAS PERDIDAS, EN ESTE PROYECTO SE PROPONEN TRES LINEAS DE INVESTIGACION PARA EL INCREMENTO DEL RENDIMIENTO DE DICHOS CONVERTIDORES BIDIRECCIONALES, USO DE SEMICONDUCTORES DE BANDA PROHIBIDA ANCHA, ESPECIALMENTE TRANSISTORES DE CARBURO DE SILICIO (SIC, DE SUS SIGLAS EN INGLES) O NITRURO DE GALIO (GAN, DE SUS SIGLAS EN INGLES), ESTOS NUEVOS DISPOSITIVOS PUEDEN SOPORTAR TENSIONES MAS ELEVADAS, CONMUTAN MAS RAPIDO Y TIENEN MENORES PERDIDAS DE CONDUCCION QUE LOS TRADICIONALES TRANSISTORES BASADOS EN SILICIO, TOPOLOGIAS MULTICELDA PARA EL DISEÑO DE LOS CONVERTIDORES, LAS TOPOLOGIAS MULTICELDA PERMITEN EL REPARTO DE LA CORRIENTE O LA TENSION ENTRE MODULOS QUE COMPONEN EL CONVERTIDOR LO QUE CONLLEVA UN REPARTO DE LA POTENCIA PROPORCIONANDO MEJORAS EN LAS PRESTACIONES DEL CONVERTIDOR, CONTROL DIGITAL PARA EL MANEJO DE LOS CONVERTIDORES, EL USO DE TOPOLOGIAS MULTICELDA OTORGA UN NUEVO GRADO DE LIBERTAD QUE PUEDE UTILIZARSE PARA MEJORAR LAS PRESTACIONES DEL CONVERTIDOR, EN FUNCION DE LA POTENCIA DEMANDADA POR LA CARGA Y LOS RENDIMIENTOS DE CADA MODULO A DIFERENTES POTENCIAS, SE PUEDE SELECCIONAR (FACILMENTE USANDO UN CONTROL DIGITAL) UN MODO DE OPERACION BALANCEADO O DESBALANCEADO DE LOS MODULOS PARA OBTENER UN MAYOR RENDIMIENTO DEL CONVERTIDOR GLOBAL, CONVERTIDORES BIDIRECCIONALES\CARBURO DE SILICIO\NITRURO DE GALIO\CONVERTIDOR MULTICELDA\ALTO RENDIMIENTO\SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA