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Title:	ANÁLISIS Y CONTROL DE UN CONVERTIDOR CD-CD BASADO EN UNA TOPOLOGÍA BIDIRECCIONAL PARA EL BALANCE DE VOLTAJE DE UN ENLACE CD
Authors:	Castañeda Rubalcaba, Diana Geraldine
metadata.dc.subject.other:	Convertidor, control, balanceo de voltaje, inversor
Issue Date:	2025-10-10
Publisher:	Tecnológico Nacional de México
metadata.dc.publisher.tecnm:	Instituto Tecnológico Superior de Irapuato
Description:	"Esta tesis presenta el diseño, análisis e implementación de un esquema de control para un convertidor CD-CD no aislado. El objetivo del convertidor controlado es regular, en un sistema estable de lazo cerrado, la diferencia de voltaje entre dos capacitores del enlace de CD de un inversor asimétrico tipo-T de cinco niveles. El convertidor se basa en una topología Cuk y consta de dos interruptores de potencia y un inductor. El convertidor se conecta a los capacitores del enlace de CD entre la fuente de voltaje de CD y la topología del inversor. Se presenta el análisis del convertidor no aislado para obtener sus características y parámetros en estado estacionario. Además se obtiene y analiza su modelo promedio para proponer un esquema de control. Este se basa en una estructura de control de dos lazos un lazo externo de voltaje con una acción proporcional-integral que regula la diferencia de voltaje entre los capacitores y un lazo interno de corriente con una acción proporcional basada en el error de corriente del inductor. El esquema de control se analiza mediante el modelo promedio del convertidor, que verifica la estabilidad del sistema de lazo cerrado mediante el criterio de Routh-Hurwitz. También se presentan análisis del lugar de las raíces para caracterizar el efecto de los parámetros de control en el comportamiento del sistema de lazo cerrado. Mediante este análisis, se obtienen valores para los parámetros del esquema de control que garantizan la estabilidad del sistema en lazo cerrado. El funcionamiento del convertidor y el controlador se valida numérica y experimentalmente en tres configuraciones diferentes. La primera configuración considera el inversor, sin el convertidor, operando en dos condiciones: funcionamiento normal en lazo abierto y funcionamiento en lazo abierto con una condición de falla emulada mediante la conexión de una resistencia en paralelo con uno de los capacitores del enlace de CD. En la segunda configuración, el convertidor se conecta al enlace de CD del inversor, y tanto el inversor como el convertidor operan en lazo abierto, lo que garantiza que el convertidor mantiene voltajes iguales en los capacitores en estado estacionario. Al igual que en la primera configuración, se evalúa el funcionamiento normal en lazo abierto y el funcionamiento en condiciones de falla en lazo abierto. La condición de falla se emula de la misma manera que en la primera configuración. En la tercera configuración, el inversor opera en lazo abierto y el convertidor está conectado a su enlace de CD, pero este último opera en lazo cerrado con el esquema de control propuesto. Al igual que en las configuraciones anteriores, se evalúa el funcionamiento normal y el funcionamiento bajo la condición de falla mencionada. Se implementó un sistema prototipo de laboratorio para obtener los resultados experimentales. Este sistema incluye circuitos de detección de voltaje y corriente, una tarjeta de interfaz que permite la activación de los convertidores de potencia mediante fibra óptica, y prototipos del convertidor y del inversor multinivel. El control en tiempo real del convertidor se implementa usando un DSP TMS320F28379D. El inversor opera en lazo abierto mediante modulación SPWM implementada en una tarjeta FPGA Altera Cyclone IV. Los resultados obtenidos muestran que el convertidor de lazo cerrado garantiza la regulación de las voltajes de los capacitores del enlace de CD del inversor a referencias constantes, incluso en caso de falla. El sistema de lazo cerrado presenta un tiempo de respuesta mejorado en comparación con el inversor con enlace de CD sin regulación, o con el convertidor conectado y operando en lazo abierto. El sistema de circuito cerrado propuesto, que consiste del convertidor y su controlador, permite el balance eficaz de los voltajes del enlace de CD de un inversor multinivel, lo que garantiza una regulación del voltaje y un mejor desempeño general del sistema. "
metadata.dc.type:	info:eu-repo/semantics/masterThesis
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