Erdi-tentsio bihurgailuek garrantzi handia lortu dute aplikazio industrialetan eta trakziokoetan, baita energia berriztagarrietan ere. Tesi honek mota desberdinen erdi-tentsio bihurgailuen ikerketa egiten du, modular multilevel converter (MMC)-n arreta ipiniz, beste bihurgailuekin konparatuta eskaintzen dituen abantailengatik. Hain zuzen ere, erdi-tentsio aplikazioetan hainbat erabilgarri-tasunengatik, zeharkako MMC topologia aukeratu da. Beraz, ikasi dira bere funtzionamendu-jatorria, modulazioko eta kontroleko teknika ezberdinak, azpi-moduluen tentsioko orekatze algoritmoak, baita bere osagaien baloreak ere.

Erdi-Tentsioko (MV) aplikazioetan MMC-ren errendimendua hobe daiteke, beharrezko azpi-moduluko (SM) kopurua oso altua ez denean, kommutazioko behe-maiztasuneko modulazioak erabiliz. Esate baterako, selective harmo-nic elimination-pulse width modulation (SHE-PWM) modulazioa, beheko har-monikoen kontrol zorrotza eta kommutazio-galera baxuak ematen ditu. Bi helburu bete behar dira SHE-PWM-a zeharkako MMC topologiarekin erabiltzeko. Lehenik, harmoniko askoren kontrola beharrezkoa da modulazio indize maila guztian. Horrela, funtsezko maiztasun ugari erabil daiteke, antzeko kommutazio maiztasuna erabilita, modulazio indizeko balio desberdinetarako. Beraz, egokia izango litzateke angeluen kalkulu prozesua sinplifikatzen duen, eta haietako kopuru handia kalkulatzea baimentzen duen, metodo berria garatzea. Bigarrenik, beharrezkoa da, SM-ko kondentsadoreen tentsioaren kizkurtzea txikiagotzeko, korronte zirkulatzailea kontrolatzea, baita MMC-ren galerak ere.

Tesi honetan kalkulu metodo bat proposatzen da, uhin laurden (QW) eta uhin erdiko (HW) simetria duen SHE-PWM arazoa konpontzea baimentzen duten bi formulazio berritan oinarritzen dena. Zehazki, kontuan hartu dira MMC-n (N+1) eta (2N+1) irteera tentsio mailak fase bakoitzeko, (N+1) SHE-PWM eta (2N+1) SHE-PWM uhin formak lortuz (N, MMC-ren adar bakoitzeko SM kopurua da). Kalkulu-metodo honek edozein uhin forma posibletarako den ekuazio-sistema bakarra erabiltzen du. Beraz, gai da kalkulatzeko, bai kommutazio-patroiak, bai SHE-PWM arazoa konpontzen duten angeluak, guzti hau aurredefinitutako uhin-formarik gabe. Hori dela eta, angeluen bilaketa prozesua sinplifikatzen eta optimizatzen da.

Gainera, tesi honek korronte zirkulatzailearen kontroleko bi teknika ere proposatzen ditu, batera (N+1) SHE-PWM-rekin eta (2N+1) SHE-PWM-rekin erabili daitekeena. Proposatutako kontrol-teknikek ez dute fasearen tentsio irteera distortsionatzen.

Azkenik, lortu dira, QW eta HW simetriekin SHE-PWM-rako, proposatutako formulazio berriak baliozkotzea baimendu duten emaitza desberdinak, baita proposatutako korronte zirkulatzailearen kontrolak (N+1) SHE-PWM eta (2N+1) SHE-PWM-rako ere. Bestalde, emaitza esperimentalak lortu dira, fase bakarrarekiko MMC-ko prototipo batean, (2N+1) SHE-PWM-rako QW simetriarekiko formulazioa eta proposatutako korronte zirkulatzailearen kontrola baliozkotzea baimendu duena.