Hybrid modular multilevel converter (MMC) applications under over-modulation

Abstract

Esta tesis presenta 2 estrategias de control para asegurar el balance de las celdas de un conversor modular multinivel hibrido, que opera en sobremodulación. Se desarrolla y presenta un control desacoplado para regular las variables internas y externas del conversor de forma independiente. Para asegurar el equilibrio local entre los HBSMs y FBSMs, se proponen dos estrategias óptimas. Adicionalmente, se considera un control a lazo cerrado para minimizar el desbalance entre los HBSMs y FBSMs. Además, esta tesis propone un sistema de control para un conversor modular multinivel híbrido back-to-back (BTB) para aplicaciones de accionamiento. Controlando el voltaje del puerto DC, en función del punto operativo de la máquina, es posible reducir las altas oscilaciones de voltaje de las celdas del MMC del lado de la máquina, mientras se opera con una velocidad baja. Esta estrategia posibilita reducir la tensión de modo común inyectada en el estator de la máquina. Además, las corrientes circulantes de mitigación se aplican para un rango de operación reducido en comparación con el control estandar. Se construyó y probó una configuración experimental de un BTB-MMC híbrido (5 kW) compuesto por 36 celdas para validar la metodología de control propuesta.