El presente trabajo es una contribución al estudio de la estabilidad de un convertidor reductor de dos celdas utilizando diferentes estrategias de control. En el capítulo 1 se hace una introducción general de la electrónica de potencia y sus diferentes aplicaciones en el manejo eficiente de la energía eléctrica. A continuación se nombran las topologías típicas de los convertidores conmutados DC/DC, y sus principales estrategias de modulación.
En el capítulo 2 se hace un estudio general de los convertidores multicelulares, explicando porque son útiles para aplicaciones de alta tensión. Seguidamente se muestran las diferentes topologías que se pueden desarrollar. En el capítulo 3 se exponen tres formas de modelar un convertidor, empezando por el modelo natural que es el modelo conmutado, desde el cual se deduce el modelo promediado que es el más utilizado para diseños en tiempo continúo. Seguidamente, se expone el modelo discreto obtenido desde una sección de Poincaré del modelo conmutado. Por último se presenta el modelo en fasores dinámicos del convertidor. Al final de este capítulo se comparan las formas de onda en transitorio y en estado estacionario que proporcionan cada uno de los modelos. En el capítulo 4 se hace un estudio del convertidor con el modelo promediado y el discreto en lazo cerrado para los controladores Proporcional (P) y Proporcional Integral (PI). Se hace un estudio analítico de cada uno de los modelos definiendo el espacio de parámetros estable. En el capítulo 5 se utiliza sólo el modelo discreto del convertidor reductor de dos celdas y se proponen dos algoritmos de control con el fin de estabilizar el sistema para ampliar el rango de parámetros estable. El control TDFC permite ampliar el espacio de parámetros estable pero tiene un error de estado estacionario. El GTDFC también permite estabilizar un rango de parámetros, y tiene la ventaja de tener un error de estado estacionario nulo. En ambos casos se hace un estudio analítico con su respectivo espacio de parámetros estable. En el capítulo 6 se presentan las conclusiones y los trabajos futuros. Finalmente, en el apéndice A se da una descripción de la implementación de un convertidor reductor de dos celdas.
prototype of a DC-DC two-cell buck converter. / This work is a contribution to the study of the stability of a DC-DC two-cell buck converter using different control strategies. Chapter 1 provides a general introduction to power electronics and its different applications in the efficient management of electrical energy. Then, some typical topologies of DC-DC switched converters and their main modulation strategies are presented. Chapter 2 gives an overview of multi-cell converters, explaining why they are useful for high voltage applications. Below, the different kind of topologies of multi-cell converters that can be developed are shown. Chapter 3 presents three ways of modeling a DC-DC switched-mode two-cell converter, starting with the natural switched model from which the widely used averaged model is derived. Next, we discuss the discrete-time model obtained from the Poincaré section technique. Finally the dynamic phasor model of the converter is presented. At the end of this chapter a comparison, among the waveforms of the system obtained from each model in transient and in steady state, is carried out. Chapter 4 presents a study of the converter using the averaged model and the discrete-time mode under proportional (P) and Proportional Integral (PI) controllers. An analytical study of the system using each model is carried out defining the stable region in the parameter space. Chapter 5 uses only the discrete-time model of a two-cell buck converter and proposes two control algorithms able to stabilize the system and to expand the range of working parameters with a stable behavior. These algorithms are: TDFC control that can extend the parameter space but has a stable steady-state error and the GTDFC which also can stabilize the system over a wide range of parameter space, and has the advantage of obtaining a zero steady state error. In both cases, an analytical study is performed determining the stable region in the parameter space. Chapter 6 presents some concluding remarks and future works. Finally, an Appendix is added at the final of the document to present an implemented prototype of a DC-DC two-cell buck converter.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:TDX_URV/oai:www.tdx.cat:10803/52801 |
| Date | 30 November 2011 |
| Creators | Peláez Restrepo, Julián |
| Contributors | Michel Robert, Bruno Gerard, El Aroudi, Abdelali, Universitat Rovira i Virgili. Departament d'Enginyeria Electrònica, Elèctrica i Automàtica |
| Publisher | Universitat Rovira i Virgili |
| Source Sets | Universitat Rovira i Virgili |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | 230 p., application/pdf |
| Source | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs. |
Page generated in 0.0029 seconds