L’objectiu general d’aquesta tesi és elaborar, experimentar i avaluar una proposta didàctica per a la identificació auditiva dels intervals harmònics adreçada al primer curs dels ensenyaments musicals de grau professional dels conservatoris de música de Catalunya i que, a partir de la detecció i anàlisi prèvia de les dificultats dels alumnes, permeti que aquests assoleixin, al llarg del procés d’ensenyament-aprenentatge, els objectius didàctics plantejats i, conseqüentment, al final d’aquest, millorin el seu rendiment. En el marc teòric es revisen, analitzen i sintetitzen els principals escrits sobre l’objecte d’estudi de la recerca, els quals han servit de referència per a la seva elaboració. D’una banda, s’han recollit les aportacions dels autors més significatius i, de l’altra, efectuat reflexions personals sobre els temes exposats: es fa una aproximació a la importància que té l’oïda musical al llarg del procés de formació dels estudiants de música; ens apropem a l’oïda musical melòdica, polifònica i harmònica, totes elles considerades dins del context de la tonalitat; s’entra de ple a revisar les principals recerques centrades en la identificació auditiva dels intervals harmònics musicals; s’exposen les línies generals que regeixen els estudis musicals de grau elemental, professional i superior, així com la incidència de la formació de l’oïda en el currículum de llenguatge musical. En el marc metodològic es descriu l’estudi empíric de la recerca, el qual adopta una metodologia d’investigació d’enfocament mixt i s’estructura en diverses fases: les anàlisis prèvies, l’elaboració de la proposta didàctica, el procés d’experimentació i, finalment, l’anàlisi dels resultats. En cadascuna d’elles s’han pres les decisions oportunes i, per tant, emprat els instruments adequats per a la consecució dels objectius proposats: diaris de classe i entrevistes, dirigits al professorat del grup experimental, i proves de control d’aprenentatge per a l’alumnat de tota la mostra, que han estat dissenyades seguint un enfocament quasiexperimental i efectuades abans i després de l’aplicació de la proposta didàctica tot comptant amb l’existència d’un grup control. Les conclusions de l’estudi mostren que la proposta didàctica avaluada és adequada i eficaç, ja que permet als alumnes assolir els objectius didàctics previstos per al procés d’ensenyament-aprenentatge i, conseqüentment, millorar el seu rendiment musical en relació amb la identificació auditiva dels intervals harmònics musicals al final d’aquest. Ja per acabar, al final d’aquesta tesi s’expliquen les limitacions de l’estudi i es fan uns suggeriments respecte a noves vies d’investigació que podrien obrir-se arran del mateix estudi. / El objetivo general de esta tesis es elaborar, experimentar y evaluar una propuesta didáctica para la identificación auditiva de los intervalos armónicos dirigida al primer curso de las enseñanzas musicales de grado profesional de los conservatorios de música de Cataluña y que, a partir de la detección y análisis previo de las dificultades de los alumnos, permita que éstos alcancen, durante el proceso de enseñanza y aprendizaje, los objetivos didácticos planteados y, en consecuencia, al final del mismo, mejoren su rendimiento. En el marco teórico se revisan, analizan y sintetizan los principales escritos relacionados con el objeto de estudio de la investigación, los cuales han servido de referencia para su elaboración. Por una parte, se han recogido las aportaciones de los autores más significativos y, por otra, efectuado reflexiones personales sobre los temas expuestos: se hace una aproximación a la importancia del oído musical en el proceso de formación de los estudiantes de música; nos acercamos al oído musical melódico, polifónico y armónico, todos ellos contextualizados en la tonalidad; se revisan las principales investigaciones centradas en la identificación auditiva de los intervalos armónicos musicales; se exponen las líneas generales que rigen los estudios musicales de grado elemental, profesional y superior, así como la incidencia de la formación del oído en el currículum de lenguaje musical. En el marco metodológico se describe el estudio empírico, que adopta una metodología de investigación de enfoque mixto y se estructura en diversas fases: los análisis previos, la elaboración de la propuesta didáctica, el proceso de experimentación y, finalmente, el análisis de los resultados. En cada una de ellas se han tomado las decisiones oportunas y, por lo tanto, se han utilizado los instrumentos adecuados para la consecución de los objetivos propuestos: diarios de clase y entrevistas, dirigidos al profesorado del grupo experimental, y pruebas de control de aprendizaje para el alumnado de toda la muestra, que han sido diseñadas siguiendo un enfoque cuasiexperimental y efectuadas antes y después de la aplicación de la propuesta didáctica contando con la existencia de un grupo control. Las conclusiones del estudio muestran que la propuesta didáctica evaluada es adecuada y eficaz, ya que permite a los alumnos alcanzar los objetivos didácticos previstos para el proceso de enseñanza y aprendizaje y, en consecuencia, mejorar su rendimiento musical en relación con la identificación auditiva de los intervalos armónicos musicales al final del mismo. En último término, al final de esta tesis se explican las limitaciones del estudio y se sugieren nuevas vías de investigación que podrían abrirse a raíz del propio estudio. / The general objective of this thesis is to elaborate, experiment and evaluate a teaching method proposal focused on the auditory identification of harmonic intervals aimed at first year students of professional music grade taken at the music conservatories in Catalonia, which, based on previous detection and analysis of the students’ difficulties, enables them to achieve the proposed didactic objectives through the teaching-learning process and, consequently, improve their performance at the end of it. The Theoretical Framework involves the revision, analysis and synthesis of the main literature on the research object, which is used as a reference. On the one hand, we have taken some contributions of the most relevant authors and, on the other hand, carried out some personal reflections on the exposed topic; an approach to the importance of musical ear throughout the musical training process, as well as to the melodic, polyphonic and harmonic musical ear, all of them considered in the tonality context. Also, the main research focused on the auditory identification of musical harmonic intervals is checked, and we set out the general lines that govern the musical studies in elementary, professional and higher levels, as well as the incidence of ear training in the Music Theory curriculum. In the Methodological Framework, the empiric study of the research is described. This study adopts a mixed-method approach and is structured in various stages: the previous analysis, the elaboration of the teaching method proposal, the experimentation process and, finally, the results analysis. In each of them, the appropriate decisions were made and, therefore, the suitable instruments were used in order to achieve the proposed objectives: class logs and interviews, aimed at the teachers of the experimental group, and learning-control tests for all the students of the sample, which were designed following a quasi-experimental approach carried out before and after the application of the teaching method proposal, with the inclusion of a control group. The conclusions of this study show that the evaluated teaching method proposal is appropriate and effective, since it enables students to achieve the forecasted didactic objectives for the teaching-learning process and, consequently, improve their musical performance in regard to the auditory identification of music harmonic intervals at the end. Finally, at the last part of this thesis, the study limitations are explained and some suggestions are pointed out to set new research lines from it onwards.

Este trabajo se dedica a analizar los diferentes elementos y estructuras de los filtros híbridos paralelo, aplicados a redes trifásicas de potencia. Y dentro de este campo, se concentra en el desarrollo de filtros híbridos a cuatro hilos que además de las corrientes de secuencia directa e inversa, puedan eliminar las corrientes homopolares. El estudio de la calidad de la energía eléctrica, y dentro de esta, la problemática de los armónicos ha alcanzado gran interés en los últimos años debido al gran aumento de cargas no lineales conectadas a la red. En redes de baja tensión con neutro, este problema todavía se agrava más a causa de las cargas distorsionantes monofásicas, cuyas corrientes homopolares se suman en el conductor de retorno. En este trabajo se estudian las posibles soluciones a este problema y se ofrecen nuevas soluciones en el campo de los filtros híbridos de potencia. Se estudian las estructuras de filtros híbridos más destacadas en la bibliografía. Como resultado de este estudio se discrimina cuales de ellas son realmente competitivas frente a las demás. Se elige para el posterior desarrollo en la Tesis el filtro híbrido paralelo formado por un filtro pasivo serie LC, conectado en paralelo con la red. Y en serie con este un elemento activo que permite controlar y mejorar las prestaciones del filtro pasivo. Se presentan dos nuevas estructuras de filtros pasivos de cuatro hilos, con la particularidad que presentan dos frecuencias de resonancia distintas, una para las componentes de secuencia directa e inversa, y otra para las componentes de secuencia homopolar. Estos nuevos filtros permiten eliminar simultáneamente los armónicos característicos de secuencia directa/ inversa y los de secuencia homopolar. Esta nueva estructura de filtro pasivo de cuatro hilos también se puede incorporar a un filtro híbrido, haciendo que este pueda actuar también sobre las corrientes homopolares. Se analizan las diferentes topologías de inversores que pueden ser usados en filtros híbridos de cuatro hilos: de cuatro ramas, de condensador repartido y con conexión asimétrica del bus de continua a neutro. Se opta por este último tipo de inversor por ser una derivación del más usado industrialmente y no presenta problemas en el control de la tensión del bus de continua. Para el control del filtro se utiliza realimentación a partir de la corriente medida en el lado de red, aguas arriba del filtro. Dentro del lazo de control se hace control selectivo de armónicos en base a controladores resonantes. Gracias a este tipo de controladores se mejora la estabilidad del sistema y se mejora el grado de filtrado. Para el control de la tensión del bus de continua del inversor se recurre a una resistencia virtual que solo actúa sobre la corriente de frecuencia fundamental. La Tesis presenta sobre simulación toda una serie de pruebas realizadas sobre el modelo del filtro híbrido, como pueden ser: comprobación del grado de filtrado; respuesta a transitorios de conexión o cambios de carga; respuesta del filtro conectado en redes débiles y fuertes; conexión de filtros en serie a lo largo de una instalación; y conexión del filtros en paralelo en un punto de la instalación. Por último se presentan dos prototipos experimentales de filtro. El primero a cuatro hilos para filtrado simultaneo de corrientes de secuencia directa, inversa y homopolar. Y el segundo, con inversor de una rama, para el filtrado exclusivo de corrientes homopolares. Los resultados obtenidos en ambos prototipos validan las propuestas realizadas a lo largo de la Tesis. / The study of power quality in electrical networks, and specially, the harmful effects of the harmonic currents injection, produced by the increasing connection of nonlinear loads to the grid, has been treated in deep by the research community during the last years. In three-phase four-wires low-voltage systems, the effects of current harmonic currents can be even worse, if compared with three-wire networks with no neutral conductor, as an additional zero sequence current, produced by single-phase distorting loads, flows through the neutral wire. This PhD Thesis explores different solutions to this problem, oriented to enhance the THD in such systems, and offer new solutions in the field of hybrid power filters. This work is dedicated to analyze the various elements and structures of parallel hybrid filters applied to three-phase power networks. Within this area, this work is focused on developing novel four-wire hybrid filters topologies able to remove of direct and reverse sequence harmonics currents, while cancelling out the homopolar currents as well. Regarding the state of the art, this work performs a comparative analysis of the most prominent hybrid filtering structures, described in the literature. As a result of this study it is discriminated which of them are really competitive. Among the studied topologies, this PhD have been focused on improving the operation of parallel hybrid filter that consists of a series LC passive filter, connected in parallel with the network, connected in turn with an active element that can control and improve the performance of the passive filter. Two new three-phase four-wire passive filters structures are presented in this work. As a novel contribution, both proposals present two different resonance frequencies, one for the positive and negative sequence components, and another for the zero sequence components. These new filters are able to remove the characteristic positive/negative harmonics and zero sequence simultaneously. This new structure of four-wire passive filter can also be incorporated into a hybrid filter, permitting thus to cancel out zero sequence currents.

El principal objetivo de esta Tesis ha sido establecer nuevas estrategias de control para convertidores de potencia simples y paralelizados, que siguen consignes variables en el tiempo.En la Tesis Doctoral se propone una metodología para la síntesis de controladores basados en la linealització por realimentación usando el promediado de estados del convertidor. Esta técnica presenta la ventaja de conseguir controladores sencillos de implementar y que no necesitan sensado de corriente. Esta técnica se ha probado con éxito obteniendo resultados satisfactorios para el caso de seguimiento de señal en convertidores CC/CA y CA/CC, y en la paralelización de estos convertidores.Los objetivos de la investigación han sido los siguientes: a) La síntesis de controladores basados en el modo deslizante y la linealización por realimentación. b) La aplicación de estas estrategias de control para onduladores, filtros activos y rectificadores con elevado factor de potencia. c) La extensión de estos controles a sistemas modulares formados por diversos convertidores en paralelo. d) La simulación de los controles y verificación experimental de los mas representativos, implementándolos digitalmente en una DSP.Estos objetivos se han desarrollado y han quedado plasmados en la redacción de esta Tesis Doctoral y en las diversas publicaciones que se citan en la bibliografía particular de los autores.La metodología que hemos usado en nuestra investigación se puede desglosar en los siguientes puntos:1. Modelado del convertidor o sistema de convertidores.2. Síntesis de los controladores utilizando las técnicas de control seleccionadas para cada casuística.3. Simulación del sistema, obteniendo así sus características dinámicas, a la vez que se valida el controlador.4. Verificación experimental de los resultados de simulación.Las diferentes fases de la Tesis se han desarrollado siguiendo aproximadamente el orden de los capítulos del documento: El primer capítulo expone el alcance de la Tesis y el estado del arte en la tecnología de control de los sistemas que se trataran. En el segundo capítulo se exponen las ideas del seguimiento en la teoría del control.En el tercer capítulo se desarrolla la teoría básica del control no lineal, haciendo especial énfasis en el control en modo deslizante y el control de linealización por realimentación, que serán aplicados a diversos tipos de convertidores electrónicos de potencia.En el cuarto capítulo se aplican las técnicas de control no lineal a los rectificadores con elevado factor de potencia.En el quinto capítulo se trata de los onduladores y se desarrollan diversos controles no lineales para su control.En el sexto capítulo se trata de los filtros activos correctores de la distorsión harmónica de la corriente de red y diversos controles aplicados.En el séptimo capítulo se trata del diseño de controles para la paralelización de convertidores de potencia con consignas variables en el tiempo.El último capítulo aborda las conclusiones de la Tesis y los futuros caminos para la investigación en este campo abiertos por la Tesis doctoral. / The main objective of this Thesis was obtain new control strategies for simple power converters and for converters in parallel.We propose a methodology to synthesize controllers based in feedback linearization, using the converter state averaging. This technique presents the advantage of obtain simple implementation controllers, and that avoids the use of current sensors. This technique was successfully used in this work, with satisfying results for AC/DC converters and DC/AC converters. Good performance was obtained too in the control of multi-module systems, composed of some converters in parallel.The research objectives of the Thesis are the following:a) The controller synthesis, using sliding mode control and feedback linearization.b) The application of this control strategies to inverters, active filters and rectifiers with unity power factor.c) The extension of this controls to modular systems.d) The controller simulation and experimental verification, implementing the control in a DSP platform.Our research methodology was:a) The converter modeling.b) The controller synthesis, using the optimal control techniques for each purpose.c) The system simulation, obtaining its dynamic characteristics to validate the controller.d) The experimental verification of the simulation results.The different stages of the Thesis were developed following approximately the chapter's order of the Thesis document: The first chapter exposes the objectives of the Thesis. The state of the art in the control technology for the converters to study is presented too. The second chapter explains the main objectives in the control theory for signal following converters.The third chapter develops the basic non-linear control theory, with special emphasis in sliding mode control and feedback linearization control.In the fourth chapter the non-linear techniques are used for unity power factor rectifier control synthesis.In the fifth chapter we develop some non-linear controllers for inverters.In the sixth chapter some active filter controls are designed.In the seventh chapter we develop non-linear controllers for power converters in parallel.The conclusions and future perspectives are exposed in the last chapter.

El análisis armónico de redes eléctricas se utiliza para el estudio de los efectos de las cargas no lineales sobre las magnitudes y formas de onda de las tensiones y corrientes eléctricas. Dado el constante incremento de las cargas no lineales respecto a las lineales, este estudio tiene cada vez mayor importancia.En el caso de redes eléctricas lineales el método de estudio mayormente utilizado es el flujo de cargas, por tanto es lógico utilizar también un flujo de cargas para el caso no lineal; entonces es necesaria una modelización de las cargas no lineales para su incorporación en el estudio.Después del análisis bibliográfico se observa que la mayoría de los autores utilizan métodos sin interacción armónica, es decir, no tienen en cuenta la influencia que ejercen sobre la forma de onda de la corriente los armónicos de tensión del punto de conexión de la carga. En este trabajo se presenta un ejemplo de los errores numéricos y de forma de onda que se introducen al no tener en cuenta la interacción armónica.Otros autores utilizan métodos con interacción armónica pero modelizando una única carga no lineal: el rectificador trifásico con filtro inductivo alimentado con un sistema simétrico de tensiones; pero hay otras cargas no lineales de importancia en las instalaciones eléctricas que, aunque son de menor potencia unitaria, el número de unidades en una misma instalación es considerable dando lugar a una potencia total importante.En esta tesis se presenta un método sistematizado para la obtención de modelos de cargas no lineales y los modelos obtenidos para ocho cargas, tanto para los casos de simetría de semionda y simetría trifásica como para el caso general. Todos los modelos han sido exhaustivamente ensayados con alimentación a tensión constante con resultados satisfactorios.Para una fácil implementación en un programa de flujo de cargas se ha determinado el sistema de ecuaciones a resolver para cada carga y se han hallado las expresiones algebraicas de las constantes internas de cada modelo y de los desarrollos armónicos de las intensidades. Se incluye también el método de obtención de la primera aproximación para el método de Newton o de h-Newton que deberá resolver el sistema.Se incluyen los resultados de una muestra significativa de los numerosos casos ensayados con el método de flujo de cargas y en simulaciones a tensión constante. Se han comparado muchos resultados con los que se obtienen con métodos en el dominio del tiempo (PSPICE) y en algunos casos reales.