Algoritmo De Modulación Vectorial

Algoritmo de modulación vectorial para
convertidores multinivel de cuatro ramas utilizando
coordenadas naturales
J.I.Leon
R.Portillo
L.G.Franquelo
E.Domínguez
M.M.Prats
Departamento de
Departamento de
Departamento de
Departamento de
Departamento de
Ingeniería Electrónica Ingeniería Electrónica Ingeniería Electrónica Ingeniería Electrónica Ingeniería Electrónica
Universidad deSevilla Universidad de Sevilla Universidad de Sevilla Universidad de Sevilla Universidad de Sevilla
Sevilla, España
Sevilla, España
Sevilla, España
Sevilla, España
Sevilla, España
ramonpg@zipi.us.es leopoldo@gte.esi.us.es buge@gte.esi.us.es
mangeles@gte.esi.us.es jileon@gte.esi.us.es
Abstract—En este trabajo se presenta el primer algoritmo de
modulación vectorial tridimensional paraconvertidores
multinivel de cuatro ramas. Este convertidor se puede aplicar
en el campo de los filtros activos o a los compensadores de
corriente por el neutro para compensación de armónicos y
corriente homopolar usando coordenadas naturales. Esta
técnica simplifica en gran medida la selección del espacio
tridimensional donde se encuentra un vector de tensión dado.
El algoritmo reduce drásticamente lacomplejidad
computacional y los cálculos para determinar los vectores
activos con sus correspondientes tiempos que generan el
vector de referencia de tensión. Además, la baja carga
computacional del algoritmo propuesto es siempre la misma y
es independiente del número de niveles del convertidor.
Index Terms: multilevel converter, 3-dimensional modulation
algorithm, natural coordinates.I.

INTRODUCCION

Los convertidores multinivel de cuatro ramas están
teniendo un gran auge en los últimos tiempos en el filtrado
activo y en rectificadores trifásicos tolerantes a fallos con
la capacidad de balanceo de la carga y reducción de la
distorsión. Estos convertidores responden a la creciente
demanda de potencia y calidad de energía con reducida
distorsión armónica y bajo EMI[1,2].
Los convertidores multinivel de cuatro ramas
permiten un preciso control de la corriente del neutro
gracias a un rango extenso de las secuencias cero de
tensión y corriente. En la figura 1, se representa un
inversor con topología diode-clamped de tres niveles y
cuatro ramas. Esta topología presenta las ventajas de los
convertidores de tensión de cuatro ramas [3] y las
correspondientesde los convertidores multinivel [4].
Aunque los resultados experimentales han sido obtenidos
usando esta topología, el algoritmo propuesto en este
trabajo puede usarse en cualquier topología de convertidor
multinivel debido a que solo depende del espacio de
estados donde se encuentran los vectores.
La mayoría de los algoritmos de modulación space vector
encontrados en la literatura paraconvertidores de tensión
usan una representación de vectores de tensión usando las
coordenadas αβg [3,5], en vez de usar las coordenadas abc.
Esta representación ofrece una información interesante
sobre la componente homopolar de las tensiones y

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SAAEI 05, Santander 28-30 Sept.

Sa1
C1
VDC

C2

Da1

Da2

Sa2

Sa3

Sa4

Sb1

Db1

a
Db2Sb2

Sb3

Sb4

Sc 1

Dc1

b
Dc2

Sc 2
Sc 3

c

n

Sc 4

Figura 1. Inversor de tres niveles y cuatro ramas NPC

corrientes (proporcionales a la coordenada g). Sin
embargo, el cambio de sistema de coordenadas tiene que
realizarse implicando complejos cálculos. Además, la
representación tridimensional de los vectores de estado en
las coordenadas αβg es difícil decomprender. En [6], un
nuevo algoritmo de modulación vectorial tridimensional
usando coordenadas naturales abc se aplicó a convertidores
convencionales de tensión de cuatro ramas mostrando las
ventajas de usar este tipo de coordenadas. El primer
algoritmo generalizado de modulación vectorial
tridimensional fue propuesto en [7,8].
El algoritmo de modulación tridimensional es una
generalización de...