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Estudio y simulación de convertidores modulares multinivel

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dc.contributor Riedemann Aros, Javier Alejandro
dc.creator Sánchez Yáñez, Matías Armando
Fecha Ingreso dc.date.accessioned 2021-10-19T18:49:11Z
Fecha Disponible dc.date.available 2021-10-19T18:49:11Z
Fecha en Repositorio dc.date.issued 2021-10-19
Resumen dc.description <p>El presente documento abarca un detallado estudio sobre un tema actual de la electr&oacute;nica de potencia, estos son los Convertidores Modulares Multinivel -MMC de su sigla en ingl&eacute;s para Modular Multilevel Converter-, los cuales b&aacute;sicamente se encargan de transformar energ&iacute;a el&eacute;ctrica mediante circuitos desplegados en diferentes topolog&iacute;as modulares. Estas configuraciones emplean elementos conocidos por sus amplias utilidades en la Electr&oacute;nica tradicional -por ejemplo: los transistores-, pero incorpora diversas ventajas en temas de eficiencia y mejoramiento del contenido arm&oacute;nico de las se&ntilde;ales que procesan. El estudio est&aacute; dirigido a un tipo de subm&oacute;dulo que conforma los convertidores modulares, conocidos como medio puente en cascada; debido a su propiedad de balance autom&aacute;tico de tensi&oacute;n en los condensadores del circuito, producto de la simetr&iacute;a propia de dicha topolog&iacute;a. Esto mediante la exposici&oacute;n de un detallado marco te&oacute;rico que abarca un amplio espectro, iniciando con los temas b&aacute;sicos de los inversores tradicionales, pasando por configuraciones m&aacute;s comunes, aplicaciones, y avances logrados a lo largo de los a&ntilde;os. Esto resulta &uacute;til para lograr una base s&oacute;lida y adem&aacute;s motivar el estudio de los Convertidores Modulares Multinivel. Se explican las bases, funcionamiento, topolog&iacute;as, tipos de modulaci&oacute;n, estrategias de control en lazo cerrado y algunas aplicaciones ya existentes empleadas tanto en &aacute;mbitos acad&eacute;micos de investigaci&oacute;n e industriales. Adem&aacute;s, para extender el an&aacute;lisis de estos convertidores, se desarrollan una serie de diferentes simulaciones desplegadas en el software computacional PSIM donde se muestra el circuito utilizado, una breve explicaci&oacute;n del funcionamiento, el sistema de control implementado y como obtener las formas de onda con la cantidad de niveles esperados. Tambi&eacute;n como se mejora la calidad del contenido arm&oacute;nico, todo en conjunto con breves rese&ntilde;as que complementan los contenidos explicados en el marco te&oacute;rico para as&iacute; verificar de forma experimental cada aspecto abordado en el desarrollo del estudio</p>
Resumen dc.description <p>This final document has been performed in order to obtain the BSc in Electrical Engineering degree. Wherein the thesis covers a detailed study for academic and technological purposes, which complements the knowledge on a current issue regarding Power Electronics; these are Modular Multilevel Converters -MMC-. These electrical devises are essentially responsible for converting continuous signals into alternate signals using circuits which are deployed in different modular topologies. These configurations use elements well-known for their extensive utilities in traditional electronics, for instance transistors; moreover, various improvements are incorporated, such as efficiency and improvement of the harmonic content of the signals they process. The study is directed towards a certain type of MMC, using a specific submodule known as cascaded half bridge submodule. Because of its symmetrical shape and performance, it demonstrates excellent properties such as balancing the energy amongst the submodule capacitors automatically. This topic is achieved by exposing a detailed theoretical framework that covers a broad spectrum, starting with the basic topics of traditional inverters and going through the most typical configurations, applications and improvements reached throughout the years. This is useful to achieve a foundation of knowledge on the topic and also motivate the study of the MMC. This thesis work involves the funds, operation, topologies, modulation types, closed-loop control strategies and some existing applications in academic, industrial, and even domestic research which are profoundly explained throughout this work. Moreover, to extend the analysis of these converters, a series of different simulations are deployed in the computer software PSIM where the circuit used is shown in every scenario, as well as a brief explanation of the operation, their performance and how to obtain the waveforms at the output with the number of levels expected. Also, the thesis addresses how to improve the quality of the harmonic content, all together with brief reviews that complement the contents explained in the theoretical framework to experimentally verify each aspect addressed in the development of the study</p>
Resumen dc.description last modification
Resumen dc.description Licenciado en Ciencias de la Ingeniería Eléctrica
Resumen dc.description Ingeniero Eléctricotítulo
Resumen dc.description INGENIERIA ELECTRICA
Resumen dc.description <p>El presente documento abarca un detallado estudio sobre un tema actual de la electr&oacute;nica de potencia, estos son los Convertidores Modulares Multinivel -MMC de su sigla en ingl&eacute;s para Modular Multilevel Converter-, los cuales b&aacute;sicamente se encargan de transformar energ&iacute;a el&eacute;ctrica mediante circuitos desplegados en diferentes topolog&iacute;as modulares. Estas configuraciones emplean elementos conocidos por sus amplias utilidades en la Electr&oacute;nica tradicional -por ejemplo: los transistores-, pero incorpora diversas ventajas en temas de eficiencia y mejoramiento del contenido arm&oacute;nico de las se&ntilde;ales que procesan. El estudio est&aacute; dirigido a un tipo de subm&oacute;dulo que conforma los convertidores modulares, conocidos como medio puente en cascada; debido a su propiedad de balance autom&aacute;tico de tensi&oacute;n en los condensadores del circuito, producto de la simetr&iacute;a propia de dicha topolog&iacute;a. Esto mediante la exposici&oacute;n de un detallado marco te&oacute;rico que abarca un amplio espectro, iniciando con los temas b&aacute;sicos de los inversores tradicionales, pasando por configuraciones m&aacute;s comunes, aplicaciones, y avances logrados a lo largo de los a&ntilde;os. Esto resulta &uacute;til para lograr una base s&oacute;lida y adem&aacute;s motivar el estudio de los Convertidores Modulares Multinivel. Se explican las bases, funcionamiento, topolog&iacute;as, tipos de modulaci&oacute;n, estrategias de control en lazo cerrado y algunas aplicaciones ya existentes empleadas tanto en &aacute;mbitos acad&eacute;micos de investigaci&oacute;n e industriales. Adem&aacute;s, para extender el an&aacute;lisis de estos convertidores, se desarrollan una serie de diferentes simulaciones desplegadas en el software computacional PSIM donde se muestra el circuito utilizado, una breve explicaci&oacute;n del funcionamiento, el sistema de control implementado y como obtener las formas de onda con la cantidad de niveles esperados. Tambi&eacute;n como se mejora la calidad del contenido arm&oacute;nico, todo en conjunto con breves rese&ntilde;as que complementan los contenidos explicados en el marco te&oacute;rico para as&iacute; verificar de forma experimental cada aspecto abordado en el desarrollo del estudio</p>
Resumen dc.description <p>This final document has been performed in order to obtain the BSc in Electrical Engineering degree. Wherein the thesis covers a detailed study for academic and technological purposes, which complements the knowledge on a current issue regarding Power Electronics; these are Modular Multilevel Converters -MMC-. These electrical devises are essentially responsible for converting continuous signals into alternate signals using circuits which are deployed in different modular topologies. These configurations use elements well-known for their extensive utilities in traditional electronics, for instance transistors; moreover, various improvements are incorporated, such as efficiency and improvement of the harmonic content of the signals they process. The study is directed towards a certain type of MMC, using a specific submodule known as cascaded half bridge submodule. Because of its symmetrical shape and performance, it demonstrates excellent properties such as balancing the energy amongst the submodule capacitors automatically. This topic is achieved by exposing a detailed theoretical framework that covers a broad spectrum, starting with the basic topics of traditional inverters and going through the most typical configurations, applications and improvements reached throughout the years. This is useful to achieve a foundation of knowledge on the topic and also motivate the study of the MMC. This thesis work involves the funds, operation, topologies, modulation types, closed-loop control strategies and some existing applications in academic, industrial, and even domestic research which are profoundly explained throughout this work. Moreover, to extend the analysis of these converters, a series of different simulations are deployed in the computer software PSIM where the circuit used is shown in every scenario, as well as a brief explanation of the operation, their performance and how to obtain the waveforms at the output with the number of levels expected. Also, the thesis addresses how to improve the quality of the harmonic content, all together with brief reviews that complement the contents explained in the theoretical framework to experimentally verify each aspect addressed in the development of the study</p>
Formato dc.format PDF
Formato dc.format JEPG
Lenguaje dc.language spa
dc.rights autorizado
dc.source http://opac.pucv.cl/pucv_txt/txt-8000/UCC8138_01.pdf
dc.source http://opac.pucv.cl/pucv_img/Img-8000/UCC8138_01.jpg
Materia dc.subject INVERSOR DE TENSION
Materia dc.subject INVERSORES MULTINIVEL
Materia dc.subject Circuitos eléctricos
Title dc.title Estudio y simulación de convertidores modulares multinivel
Tipo dc.type texto


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