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Mejora de las prestaciones de los convertidores de potencia para máquinas de reluctancia conmutada aplicadas al vehículo eléctrico

Doctorando/a:
David Cabezuelo Romero
Año:
2020
Personas encargadas de la dirección:
Jon Andreu, Iñigo Kortabarria
Descripción:

Con unas normativas sobre emisión y consumo energético cada vez más restrictivas y una conciencia social cada vez más implicada en la necesidad de proteger el medio ambiente, los EVs están atrayendo cada vez más la atención del sector de la automoción, político y de los consumidores. Los PMSMs, debido a su gran densidad de potencia y eficiencia, han sido la tecnología de tracción dominante desde la década de los años 90. No obstante, estos motores son fabricados a partir de tierras raras, materiales nada ecológicos y sujetos a una gran controversia. De entre todas las alternativas de máquinas libres de tierras raras, las máquinas de reluctancia conmutada (SRMs) son consideradas las candidatas más prometedoras para la próxima generación de EVs. Sin embargo, a causa del intercambio de grandes cantidades de energía magnética entre los devanados y la fuente de energía, es necesario incorporar grandes condensadores en el bus DC. A partir del análisis realizado, en esta tesis se presenta y valida un novedoso algoritmo de modulación para resolver la problemática de las altas corrientes en el bus DC del convertidor SRM. A dicho planteamiento se le ha denominado Synchronized Switching Modulation, el cual se vale de un fenómeno de intercambio de energía entre fases para disminuir la dependencia del bus DC. Dicha reducción de corriente redunda en un menor estrés térmico, lo cual aumenta la vida útil de los condensadores. Este segundo aspecto es analizado también en la presente tesis al realizarse un estudio sobre modelos de vida útil, modelos de daño acumulado y fiabilidad en los condensadores que conforman el convertidor SRM. Finalmente, en la presente tesis se define una metodología para predecir la vida útil de un condensador del bus de continua de un convertidor SRM a partir de la corriente que la atraviesa, es decir, a partir del conjunto de puntos operacionales (o ciclo de conducción) en el que está trabajando el tren de tracción del EV.