Nuevas aportaciones al control de inversores electrónicos conectados a red mediante control directo de potencia

En esta tesis se presentan varios controladores basados en la tecnica conocida como DPC (por sus siglas en ingles, Control Directo de Potencia). Esta tecnica partio por semejanza de los Controles Directos de Par (en ingles DTC) aplicados al control de motores AC. Todo lo aplicado a los motores con el DTC, tiene su equivalente en DPC adaptado a un convertidor de potencia conectado a red. La unica diferencia evidente es que en los primeros se controla par y en los segundos se controla potencia. En el capitulo 1 se realiza una introduccion al control de convertidores conectados a red. Se describe el estado actual del control de convertidores con tecnicas de tension, corriente y potencia. En el capitulo 2 se detalla el modelo del convertidor trifasico de dos niveles usado en esta tesis. En los capitulos 3, 4 y 5 de la tesis se presentan tres controladores DPC. El primero de ellos se detalla en el apartado 3. Se trata de un DPC basado en controladores clasicos PI, que fue el primero desarrollado en los laboratorios en la bancada de pruebas. Se ha realizado todo el desarrollo de las ecuaciones del control y un ajuste del mismo. El principal problema de este controlador es el desconocimiento exacto de los parametros basicos de la maquina (valores de inductancias, resistencias y condensadores) de los que se tiene un valor aproximado pero en ningun caso exacto (algunos valores son mas o menos faciles de medir, pero sin embargo otros son realmente complicados de obtener mediante medida directa, como por ejemplo la resistencia que incluye tanto el valor resistivo de las inductancias como la de los transistores en conduccion). En el capitulo 4 se mostrara un controlador DPC con parametros adapta En el capitulo 6 se describe el diseno del control la tension DC del equipo, y es comun para todos los controladores de potencia (tambien para los controladores de corriente). Este controlador casi en la mayoria de la literatura, esta implementado con un control PI, el cual proporciona o una potencia de referencia (caso de los DPC) o el modulo de una corriente de referencia (caso de los controladores de corriente). Como apunte final, destacar que en el capitulo 7 se desarrolla una tecnica de sincronismo con la red electrica ante situaciones de red distorsionada y desbalanceada. Dicha tecnica es de aplicacion a todos los controladores DPC estudiados en esta tesis y mejora el comportamiento de los mismos.tivos, el cual mejora significativamente el comportamiento, ajustandose en mayor medida al controlador disenado. Lo que se trata es de encontrar una expresion que permita la estimacion de los parametros del sistema (R y L). La estimacion de los parametros se produce de forma continua para adaptarse a los posibles cambios de los parametros durante el funcionamiento de la maquina. Este controlador ha sido publicado con el desarrollo de las ecuaciones y comparandolo con el controlador PI. Sin embargo, el ajuste se diseno posteriormente a la publicacion y se recoge en esta tesis. Finalmente, en el capitulo 5 se tiene un controlador DPC basado en controlador repetitivo. El motivo de la inclusion del control repetitivo es debido a que ante situaciones de red desbalanceada y/o distorsionada, muchas de las ecuaciones desarrolladas en los controladores anteriores no tienen validez, y por tanto, en estas condiciones adversas (pero desgraciadamente, muy comunes en la realidad) dichos controladores no funcionan correctamente del todo. Especialmente grave es el caso en el que haya distorsion (armonicos) en la tension de la red. El controlador repetitivo es ideal para estas situaciones ya que actua en varios armonicos simultaneamente, y resulta equivalente a tener un controlador DPC resonante para cada armonico. Este controlador tambien fue publicado con el desarrollo de las ecuaciones. Como se desprende de lo anterior, tanto en el controlador PI, como en el Adaptativo se han desarrollado las ecuaciones para un ajuste del controlador. Sin embargo, el ajuste del control DPC repetitivo no se detalla ya que aun no ha sido realizado (queda como tema pendiente y se propondra como trabajo futuro).