Análisis de la eficiencia de un Puente-H basado en tecnología SiC-MOSFET para aplicaciones de alta frecuencia y media potencia

El presente trabajo muestra el diseño de un esquema para un controlador de puente-H completo basado en la tecnología SiC- MOSFET utilizado para aplicaciones de alta frecuencia y media tensión. A modo de cuantificar la eficiencia del diseño se realizaron mediciones de las pérdidas por conmutación y las pérdidas por conducción que presentan los semiconductores basados en los resultados experimentales obtenidas en laboratorio con la plataforma experimental montada para tal efecto.CONACYT – Consejo Nacional de Ciencia y TecnologíaPROCIENCI

Filtros activos de potencia para el mejoramiento de la calidad de la energía

Presentación realizada en el marco del Proyecto: Seminario Internacional sobre Energías Renovables, ENERPY 2019, cuyo objetivo general era compartir con la comunidad científica, académica y la sociedad en general los últimos avances en el área de la ingeniería aplicada a las energías renovables y eficiencia energética.CONACYT - Consejo Nacional de Ciencias y TecnologíaPROCIENCI

Modulated model predictive current control for H-bridge two-level single phase active power filters STATCOM

Model predictive control techniques are characterized by a variable switching frequency which cause noise as well as large voltage and current ripple. In this paper a predictive control strategy with a fixed switching frequency for a single-phase active power filter, namely modulated model predictive control, is proposed. This technique produces modulated waveform at the output of the converter. The feasibility of this strategy is evaluated using simulation results to demonstrate the advantages of predictive control, such as fast dynamic response and the easy inclusion of nonlinearities. The constraints of the system are maintained but the performance of the system in terms of power quality is improved compared to the traditional model predictive control strategy.CONACYT – Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologí

Comparative study of predictive-fixed switching techniques for a cascaded H-bridge two level STATCOM

Finite state model predictive control methods are distinguished by a variable switching frequency which causes large current ripples at low sampling frequency. This paper presents a comparative study of two enhanced predictive current control techniques with fixed switching frequency applied to the three-wire cascaded H-bridge two level converter for active power filter applications. Simulation results are developed to demonstrate the performance of the two proposed predictive control techniques in terms of mean square error, root mean square and total harmonic distortion as figures of merit, thus concluding the advantages and limitations of each technique at transient and steady states.CONACYT – Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologí

Model based predictive control with switcher of redundant vectors for a cascade H-bridge multilevel STATCOM

Classical model based predictive control for cascade H-bridge multilevel STATCOM produces a different switching pattern for different cells, this generates different stresses, DC-link voltage imbalance and different active power losses among the cells. To solve the aforementioned issues, the focus of this paper is to include a switcher of redundant vectors for DC-link voltage balance on the classical predictive control method and also improve the performance in terms of total harmonic distortion and remain focus the reactive power compensation. Simulation results of the proposed control approach are analyzed to verify the effectiveness of this proposal.CONACYT – Consejo Nacional de Ciencia y TecnologíaPROCIENCI

Model based predictive current control for a three-phase cascade h-bridge multilevel STATCOM operating at fixed switching frequency

The absence of modulator in model based predictive control technique for different converter topologies generates a variable switching frequency that produces high frequency harmonics and higher stress on the power semiconductor devices. In this paper, a novel model based predictive control strategy with a fixed switching frequency applied to a three-phase cascade H-bridge multilevel STATCOM is introduced with the aim to increase the performance of classical model predictive control. Simulation results show increased performance of the proposed control method in terms of current waveform total harmonic distortion.CONACYT – Consejo Nacional de Ciencia y TecnologíaPROCIENCI

Model predictive current control with neutral current elimination for H-bridge two-level active power filters

In this paper, a scheme for reactive power compen- sation and neutral current elimination based on model predictive control strategy is proposed. In this context, a H-bridge four-wire two-level active power filter is presented. The main feature of the proposed method focuses on the compensation of reactive power and neutral current elimination for unbalanced load in order to improve the power factor. This approach predicts the future behavior of the control actions considering all possible switching states. The proposed method selects the optimal switching vector by using an optimization process considering a defined cost function. The effectiveness of the proposed control approach is evaluated through simulations.CONACYT – Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologí

Model based predictive control with a fixed switching frequency applied to a single-phase cascade H-bridge multilevel STATCOM

Classical model based predictive control for single-phase cascade H-bridge multilevel STATCOM generates a variable switching frequency that produces high frequency harmonics and high stress on the power semiconductor devices. To solve these issues, in this paper is proposed a predictive control strategy operating at fixed switching frequency. The method includes a modulation stage in the predictive control algorithm. Simulation results show increased performance of the proposed control method in terms of ripple amplitude and total harmonic distortion.CONACYT – Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologí

A novel predictive-fixed switching frequency technique for a cascade H-bridge multilevel STATCOM

There are several control techniques for active power filter applications. This paper presents a new alternative of predictive current control for a cascade H-bridge multilevel converter, where the optimal vector selected by the predictive controller is used for a modulation stage to obtain a fixed switching frequency. Simulation results validate the proposal where almost similar results can be obtained in comparison with the traditional methods.CONACYT – Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologí

Análisis de eficiencia de celdas Puente-H basadas en tecnología Mosfet de carburo de silicio para aplicaciones en filtros activos de potencia

El presente trabajo se enfoca en el análisis y el diseño de un esquema de convertidor Puente-H con estructura modular para su aplicación en circuitos convertidores de potencia como ser filtros activos de potencia. Los objetivos de este trabajo engloba además el montaje y la validación experimental del esquema propuesto. Primeramente se brinda una descripción de las topologías mayormente utilizadas en el diseño de los convertidores de potencia, las ventajas que presenta cada esquema así como sus limitaciones. Posteriormente se realiza una descripción de las principales configuraciones de interconexión de filtros activos de potencia describiendo las ventajas que presenta cada una de ellas. El documento brinda además una descripción de los dispositivos electrónicos de potencia utilizados para el diseño de los convertidores como ser los IGBT, MOSFET y los SiC-MOSFET, dando un trato especial a los dispositivos SiC-MOSFET, los cuales pertenecen a las nuevas familias de semiconductores basados en semiconductores de Carburo de Silicio (SiC), los cuales presentan ventajas comparativas para su utilización en dispositivos que impliquen operar en condiciones extremas de temperatura, voltaje y frecuencia. En este contexto, el libro recopila el análisis mediante simulaciones utilizando el entorno PSpice, obteniendo estimaciones de las perdidas de potencia y el rendimiento del esquema diseñado así como la comprobación de las características deseadas durante el proceso de diseño como se la ausencia de interferencias, oscilaciones u otros tipos de ruido. Finalmente se realiza un análisis cuantitativo de la eficiencia a partir de mediciones realizadas sobre una plataforma experimental diseñada. Como principal aporte de esta Tesis de Maestría, se realiza la validación del diseño propuesto determinando las pérdidas de potencia para diferentes valores de voltaje de DC-Link y frecuencia de conmutación.CONACYT - Consejo Nacional de Ciencia y TecnologíaPROCIENCI