Nuevo convertidor de potencia para la reducción de los problemas derivados de la tensión de modo común en el tren de tracción de los vehículos eléctricos

Resumen

Los sistemas de propulsión de los vehículos eléctricos se enfrentan al problema recurrente de la tensión de modo común (CMV), la cual produce serios problemas en los motores cuando se accionan por inversores que se controlan con estrategias de modulación basadas en la modulación por ancho de pulso. La conmutación de los dispositivos produce formas de onda de tensión desequilibradas que oscilan a altas frecuencias y producen una forma de onda de CMV perjudicial para el sistema de propulsión. Como la tendencia de los fabricantes de vehículos eléctricos consiste en aumentar la tensión de las baterías (sistemas de 800 V) y la velocidad de rotación de los motores (aumentando la frecuencia de conmutación), los problemas de la CMV se pueden hacer más frecuentes, lo cual puede provocar un mal funcionamiento del motor o incluso un fallo total del sistema. Considerando lo anterior, en esta tesis doctoral se propone y se analiza detalladamente un nuevo convertidor de potencia, denominado ZVR-D2, el cual se evalúa mediante simulaciones que permiten, por un lado, analizar detalladamente sus prestaciones y, por otro lado, permiten compararlo frente a otras soluciones que han sido previamente propuestas por otros autores. Además, se ha desarrollado un prototipo de este inversor de automoción a escala para validar experimentalmente el concepto de la reducción de la CMV. A partir de los resultados obtenidos se demuestra el alto desempeño del convertidor, logrando reducir esta tensión y, al mismo tiempo, buscando un equilibrio entre el resto de sus prestaciones.