Eduki publikatzailea

Fase anizdun bihurgailuentzako modulazio berriak

Doktoregaia:
Markel Fernández Zubizarreta
Urtea:
2022
Zuzendaria(k):
Iñigo Kortabarria
Deskribapena:

Gaur egun, potentzia-maila ertain eta altuko aplikazioen, hala nola lurreko, itsasoko eta aireko garraiobide elektrifikatuak eta energia berriztagarriak, eskakizunak bete ditzaketen gero eta eraginkorragoak eta prestazio hobeak dituzten eragile elektrikoko sistemen eskaria handitu da. Alde horretatik, fase anizdun sistemek gero eta arreta handiagoa erakartzen ari dira, sistema trifasiko tradizionalekin alderatuta dituzten ezaugarri hobeengatik. Abantailen artean, honako hauek nabarmentzen dira: torque-uhindura gutxitzea, erdieroale bakoitzetik zirkulatzen duen korrontearen murrizketa, potentzia-dentsitatea handitzea eta, bereziki, hutsegiteen aurkako tolerantzia. Ildo beretik jarraituz, makina elektriko multifasikoak gai dira, modu degradatuan bada ere, hutsegite-baldintzetan jarduteko, baldin eta gutxienez hiru fase osasuntsu geratzen badira. Hala eta guztiz ere, sistemei benetako hutsegiteen aurkako tolerantzia emateko, funtsezkoa da kontrol- eta modulazio-teknika egokiak erabiltzea. Era berean, komeni da sistemaren funtzionamendua are gehiago hondatzen edo sistema erabat gelditu dezaketen hutsegite gehiagoren agerpena saihestea. Beraz, erabilitako falta ondoko teknikek ahalik eta errendimendu onena ziurtatu behar dute torque-uhindurari eta galerak minimizatzeari dagokienez, bihurgailua eta motorra funtzionamendu-puntu egokian mantenduz. Bestalde, fase anizdun sistemak ez dira modu komuneko tentsioarekiko (CMV) immuneak. Potentzia-bihurgailuaren kommutazioen ondorioz sortzen den tentsio horrek, kontroleko elektronikaren funtzionamenduan eragina izan dezaketen interferentzia elektromagnetikoak eragiten ditu. Era berean, motorraren kondentsadore parasitoetatik deskargatzean, CMV-ak errodamenduak eta motorraren isolamendua hondatzen dituzten ihes-korronte zirkulatzaileak sortzen ditu. Gainera, tentsio horrek eragindako efektuek mendekotasun handia dute motorraren tamainarekin eta lurreko konexioen konfigurazioarekin. Horregatik, CMV-a murrizteko erabili beharreko neurriek lotura estua izango dute helburu duten aplikazioarekin. Testuinguru horretan, tesi honen bidez, bihurgailu eta motorraren prestazioak hobetu nahi dira, modulazio-teknikak erabiliz. Horretarako, lan hau hiru atal nagusitan banatu da. Lehenengoan, fase anitzeko bihurgailuak eta horietan erabilitako modulazioak aztertuko dira. Lehen azterketa horren ondoren, bost fasedun bihurgailua aukeratuko da, zeinentzat modulazio-teknikak garatuko diren. Ondoren, laburpen honen hasieran identifikatutako arazo bakoitzari atal bat eskaintzen zaio: hutsegiteen aurkako tolerantzia eta modu komuneko tentsioa. Hutsegiteen aurkako tolerantziari buruzko atalean, bihurgailu eta motorrean maizago gertatzen diren hutsegiteak aztertuko dira lehendabizi. Era berean, azken urteetan proposatu diren hutsegite egoerako modulazio- eta kontrol-teknikak aztertzen dira. Ondoren, lehenengo ekarpena aurkeztuko da: hutsegite egoeran bihurgailuaren errendimendua hobetzen duten modulazio etenak. Azkenik, modulazio horiek simulazio-eredu baten bidez eta esperimentalki frogatuko dira. Hirugarren atalak aurrekoaren patroi bera jarraitzen du, baina CMV-an zentratuta. Lehenik eta behin, CMV-aren iturria, efektuak eta soluzio aktiboak zein pasiboak aztertuko dira, bibliografian topatutako CMV-a murrizteko modulazioekin batera. Horren ondoren, tesi honen ekarpena diren modulazio-teknikak garatuko dira. Teknika horien helburu aplikazioa lurreratzeko tren baten eragingailu elektromekaniko bat da, Matlab/Simulink software-a erabiliz eredutu dena. Azkenik, proposatutako modulazioa simulazio-plataforma horretan baliozkotuko da.